1.本发明涉及
湿法炼锌技术领域，更具体地讲，涉及一种氨法炼锌浸出液除杂方法。
背景技术：
2.锌作为一种重要的
有色金属，在现代工业中具有不可代替的作用。目前冶炼金属锌的方法包括火法和湿法两种方式。氨法炼锌作为湿法炼锌中的一种，具有不存在排放废气，同时可利用原料来源广泛的优点，应用前景广阔。
3.目前，针对氨法炼锌(zn-nh
3-nh4cl-h2o)浸出液净化除杂主要通过加入锌粉，让锌粉与浸出液中的铅、镉、铁等杂质发生置换反应，杂质反应为单质后去除。但由于锌粉比表面积有限，参与化学反应的锌粉只有表面一层，同时被置换后的杂质元素会沉积在锌粉表面，包裹住锌粉颗粒，阻止了内部锌粉的进一步反应，使得锌粉使用率以及反应效率低。
技术实现要素：
4.针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种能够有效减少锌粉使用量，降低生产成本的净化除杂方法。
5.本发明提供了一种氨法炼锌浸出液除杂方法，可以包括以下步骤：将浸出液加热，加入活性炭，搅拌后过滤，得过滤液；在过滤液中加入锌粉、石墨粉以及活性炭的混合物，搅拌至反应结束，固液分离，分别收集滤上物和滤下液，其中，锌粉、石墨粉与活性炭的质量比为(4.5～5.5):(3.5～4.2):1。
6.本发明主要原理在于通过加入锌粉、石墨粉和活性炭，锌粉、石墨粉和活性炭在溶液中碰撞并相互结合在一起，形成原电池，当杂质元素与石墨粉、活性炭相互接触时，团聚后相互带上电荷，同时，锌粉颗粒表面失去电子，通过锌粉颗粒、石墨粉颗粒以及活性炭颗粒将电子传递给接触石墨粉、活性炭表面的杂质元素，杂质元素得到电子后变为杂质离子，杂质离子被锌还原成金属单质吸附在石墨粉表面，通过上述反应过程，增大了锌粉与杂质元素的反应接触面积，加快了化学反应速度；并且避免了置换后的杂质元素沉积在锌粉表面后包裹了锌粉，增加了锌粉的使用率，有效降低了锌粉使用量，显著降低了生产成本。
7.与现有技术相比，本发明的有益效果至少包含以下中的至少一项：
8.(1)本发明方法利用锌粉、石墨粉和活性炭的混合物处理浸出液，不会引入新的杂质，且容易实现固液分离，同时反应速率更快，净化效果显著，浸出液中的杂质浓度均可以降低到10-2
g/l以下；
9.(2)本发明方法与现有的仅用锌粉置换除杂方式相比，锌粉使用量大大降低，降低了生产成本；由于石墨粉和活性炭的存在，增大了反应接触面积，加快了化学反应速度，可以极大的提高锌粉使用率；
10.(3)本发明方法通过杂质元素与锌发生置换反应，使其变成单质元素沉积在锌粉-石墨粉-活性炭混合物表面，再通过过滤的方式进行固液分离，具有反应速度快，净化效果
好等优点，能够对浸出液进行深度净化，是一种高效且低本的除杂净化工艺，有着较好的工业使用价值和应用价值。
具体实施方式
11.在下文中，将结合示例性实施例详细地描述根据本发明的氨法炼锌浸出液除杂方法。
12.本发明提供了一种氨法炼锌浸出液除杂方法。在本发明氨法炼锌浸出液除杂方法的一个示例性实施例中，所述方法可以包括以下步骤：
13.s01，将浸出液加热，加入活性炭，搅拌后过滤，得过滤液；
14.s02，在过滤液中加入锌粉、石墨粉以及活性炭的混合物，搅拌至反应结束，固液分离，分别收集滤上物和滤下液，其中，锌粉、石墨粉与活性炭的质量比为(4.5～5.5):(3.5～4.2):1。其中，杂质被锌粉置换后形成滤上物。
15.进一步地，氨法炼锌浸出液可以为低氨法炼锌浸出液(zncl
2-nh4cl-h2o) 或高氨法炼锌浸出液(zn-nh
3-nh4cl-h2o)。低氨法炼锌浸出液为ph≤7的炼锌浸出液；高氨法炼锌浸出液为ph＞7的炼锌浸出液。
16.进一步地，步骤s01中，加入活性炭的目的是吸附在氨法炼锌过程中少量电积后失效及未参加反应的有机物添加剂等悬浮颗粒，例如吸附在电积过程中所添加的骨胶。活性炭的加入能够使溶液更加澄清，避免锌粉和石墨粉混合物被悬浮颗粒吸附，降低锌粉使用效率。活性炭的加入量可以视浸出液中残留的添加剂进行确定。对于在步骤s01中过滤后的活性炭，可以将其干燥，研磨，用于下次吸附以实现循环使用。
17.进一步地，在步骤s01中，活性炭的加入量为每升浸出液1g～2g，例如，可以为1.5g/l浸出液。在上述范围的活性炭加入下，能够在节约活性炭使用的同时，使活性炭的吸附效果最佳。
18.进一步地，在步骤s01中，浸出液加热的目的能够使活性炭吸附的效果更佳，悬浮颗粒除去更为彻底。例如，加热温度可以为50℃～80℃，加热的时间可以为50min～70min。例如，加热温度可以为55℃，加热的时间可以为 60min。当然，这里的加热温度和加热时间不限于此，能够在加热的条件下将悬浮颗粒去除即可。
19.进一步地，浸出液中锌含量可以为30g/l～70g/l，铅含量可以为 0.01g/l～1g/l，镉含量可以为0.001g/l～0.5g/l，铜含量可以为0.001g/l～0.5g/l，铁含量可以为0.0001g/l～0.1g/l。对于高氨法炼锌浸出液(ph＞7)，锌含量可以为40g/l～70g/l，铅含量可以为0.01g/l～1g/l，镉含量可以为 0.001g/l～0.5g/l，铜含量可以为0.001g/l～0.5g/l，铁含量可以为 0.0001g/l～0.01g/l。例如，高氨法炼锌浸出液中锌含量可以为60g/l，铅含量可以为0.05g/l，镉含量可以为0.25g/l，铜含量可以为0.35g/l，铁含量可以为0.005g/l。对于低氨法炼锌浸出液(ph≤7)，锌含量可以为30g/l～40g/l，铅含量可以为0.01g/l～0.4g/l，镉含量可以为0.01g/l～0.4/l，铜含量可以为 0.01g/l～0.4g/l，铁含量可以为0.01g/l～0.1g/l。例如，低氨法炼锌浸出液中，锌含量可以为35g/l，铅含量可以为0.15g/l，镉含量可以为0.32/l，铜含量可以为0.27g/l，铁含量可以为0.07g/l。
20.进一步地，石墨粉可以来自于氨法炼锌中电积工序破碎的石墨阳极板经过研磨破碎后所得到的石墨粉。锌粉可以来自生产过程中磨粉机产生的除尘锌粉。上述来源的石墨
粉和锌粉能够进一步降低生成产本，原料易得。当然，本发明的锌粉和石墨粉不限于此，市售的锌粉和石墨粉均可。
21.进一步地，在除杂过程中，锌粉、石墨粉以及活性炭加入的配比对除杂效果尤为关键。在锌粉、石墨粉与活性炭的质量比为(4.5～5.5):(3.5～4.2):1的情况下，能够使锌粉、石墨粉与活性炭相互之间的协同除杂效果更好，能够将浸出液中的杂质含量降到最低。对于锌粉、石墨粉与活性炭的质量配比而言，若石墨粉与活性炭的占比较小，会使石墨粉、活性炭与锌粉的碰撞机会变少，净化效果不佳；若石墨粉与活性炭的占比较大，会造成除杂成本增加，但相应的除杂效果并不会随着石墨粉与活性炭的增加而变好。优选地，锌粉、石墨粉与活性炭的质量比为5:4:1。此时，能够在最少锌粉使用量的前提下，最大限度的提高反应效率和除杂效果。
22.进一步地，步骤s01中所使用活性炭的粒度可以为200目以下。例如，粒度可以为150目。
23.进一步地，锌粉添加量与浸出液中所含杂质的质量有关。具体地，若浸出液杂质离子不高于0.05g/l，则锌粉的加入量为锌粉置换浸出液中杂质理论所需质量的4～5倍；若浸出液杂质离子高于0.05g/l，则锌粉的加入量为锌粉置换浸出液中杂质理论所需质量的2～3倍，这主要是由于如果浸出液中的杂质含量高，相对应的锌粉所需理论加入量就更大，造成了与杂质离子碰撞机会更多，比理论锌粉所需的更多加入量就相对于杂质含量不高于0.05g/l时更少，这样可以进一步的节约锌粉的使用量。
24.进一步地，锌粉、石墨粉以及活性炭的混合物的平均粒度可以为120目～180目。例如，锌粉与石墨粉混合物的平均粒度可以为150目。
25.进一步地，收集滤上物和滤下液的步骤中，搅拌的速度为 300r/min～600r/min。例如搅拌速度为400r/min。
26.进一步地，过滤液加热温度可以为50℃～80℃，例如，过滤液加热温度可以为75℃。
27.为了更好地理解本发明，下面结合具体示例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的示例。
28.示例1
29.一种氨法炼锌浸出液除杂方法，可以包括以下步骤：
30.a、取2.5升浸出液加热到55℃，加入活性炭5g，搅拌1小时，最后过滤，收集液体。
31.b、向步骤a中得到的液体水浴55℃加热，同时向其中投入质量比为5:4:1 锌粉、石墨粉和活性炭混合物1.08g，搅拌1小时。
32.c、步骤b中液体反应结束后，过滤，分别收集净化后的液体和固体，对净化后的液体中所含杂质浓度进行检测。
33.需要净化的除杂的低氨电积浸出液来自于某锌冶炼厂高氨浸出液，该浸出液中水质成分为zn：57.67g/l、pb：0.21g/l、cd：0.05g/l、cu：0.003g/l、fe：0.019g/l。
34.经上述方法处理后，检测结果为：pb：0.0048g/l、cd：0.0016g/l、cu： 0.0001g/l、fe：0.0097g/l。
35.示例2
36.与示例1相比，其他除杂条件相同，仅是锌粉、石墨粉与活性炭的质量比为5.5:
3.5:1。
37.示例3
38.与示例1相比，其他除杂条件相同，仅是锌粉、石墨粉与活性炭的质量比为5.5:4.2:1。
39.示例4
40.与示例1相比，其他除杂条件相同，仅是锌粉、石墨粉与活性炭的质量比为4.5:3.5:1。
41.对比例1
42.与示例1相比，该对比例中未加石墨粉和活性炭，锌粉的加入量为0.54g。
43.对比例2
44.与示例1相比，该对比例中未加活性炭，锌粉与石墨粉的质量比为5:4，其他除杂条件相同。
45.对比例3
46.与示例1相比，其他除杂条件相同，仅是锌粉、石墨粉与活性炭的质量比为4.5:3:1。
47.对比例4
48.与示例1相比，其他除杂条件相同，仅是锌粉、石墨粉与活性炭的质量比为4.5:5:1。
49.上述示例1～示例4，以及对比例1～对比例4的净化除杂后的杂质检测结果如下：
50.表1杂质检测结果
[0051][0052][0053]
从上表的数据可以发现，对比示例1至示例4，当锌粉、石墨粉和活性炭的质量比为5:4:1，除杂效果最好，除杂净化后过滤液中所含的杂质浓度最低。
[0054]
对比示例1～示例4与对比例1，在对比例1中并没有使用石墨粉和活性炭，其净化后的过滤液中所含杂质浓度相比于添加石墨粉和活性炭后的浓度高很多，除杂效果差。
[0055]
对比示例1～示例4与对比例1，对比例1中并没有使用活性炭，其除杂效果明显差于使用活性炭的除杂效果。
[0056]
对比示例1～示例4与对比例3～对比4可以表明，当锌粉、石墨粉和活性炭的质量比为(4.5～5.5):(3.5～4.2):1时，其除杂效果明显好于其他锌粉、石墨粉和活性炭的质量配比。
[0057]
尽管上面已经通过结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可对本发明的示例性实施例进行各种修改和改变。技术特征：
1.一种氨法炼锌浸出液除杂方法，其特征在于，包括以下步骤：s01，将浸出液加热，加入活性炭，搅拌后过滤，得过滤液；s02，在过滤液中加入锌粉、石墨粉以及活性炭的混合物，搅拌至反应结束，固液分离，分别收集滤上物和滤下液，其中，锌粉、石墨粉与活性炭的质量比为(4.5~5.5):(3.5~4.2):1。2.根据权利要求1所述的氨法炼锌浸出液除杂方法，其特征在于，锌粉、石墨粉与活性炭的质量比为5:4:1。3.根据权利要求1或2所述的氨法炼锌浸出液除杂方法，其特征在于，在步骤s01中，活性炭的加入量为每升浸出液1g~2g。4.根据权利要求1或2所述的氨法炼锌浸出液除杂方法，其特征在于，若浸出液中杂质离子浓度不大于0.05g/l，则锌粉的加入量为锌粉置换浸出液中杂质理论所需质量的4~5倍；若浸出液中杂质离子大于0.05g/l，则锌粉的加入量为锌粉置换浸出液中杂质理论所需质量的2~3倍。5.根据权利要求1或2所述的氨法炼锌浸出液除杂方法，其特征在于，浸出液中锌含量为30g/l~70g/l，铅含量为0.01g/l~1g/l，镉含量为0.001g/l~0.5g/l，铜含量为0.001g/l~0.5g/l，铁含量为0.0001g/l~0.1g/l。6.根据权利要求1或2所述的氨法炼锌浸出液除杂方法，其特征在于，浸出液加热温度为50℃~80℃，在过滤液中加入锌粉、石墨粉以及活性炭的混合物时的过滤液温度为50℃~80℃。7.根据权利要求1或2所述的氨法炼锌浸出液除杂方法，其特征在于，锌粉、石墨粉以及活性炭的混合物平均粒度为120目~180目。8.根据权利要求1或2所述的氨法炼锌浸出液除杂方法，其特征在于，步骤s02中，搅拌的速度为300r/min~600r/min。
技术总结
本发明提供了一种氨法炼锌浸出液除杂方法，包括以下步骤：将浸出液加热，加入活性炭，搅拌后过滤，得过滤液；在过滤液中加入锌粉、石墨粉以及活性炭的混合物，搅拌至反应结束，固液分离，分别收集滤上物和滤下液，其中，锌粉、石墨粉与活性炭的质量比为(4.5~5.5):(3.5~4.2):1。本发明方法与现有的锌粉置换除杂方式相比，锌粉添加量大大降低，降低了生产成本；由于石墨粉的存在，增大了反应接触面积，加快了化学反应速度，可以极大的提高锌粉使用率。可以极大的提高锌粉使用率。
技术研发人员：吴春晗 郝先东 张栋 张露 张海啸
受保护的技术使用者：宁夏鼎辉科技有限公司
技术研发日：2022.03.04
技术公布日：2022/5/30
声明：
“氨法炼锌浸出液除杂方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：宁夏鼎辉科技有限公司
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2024年06月28日 ~ 30日 
