湿法炼锌中锌浸出液净化方法及应用、净化剂的研究

湿法炼锌中锌浸出液净化方法及应用、净化剂的研究

本发明属于湿法冶金，具体涉及一种湿法冶金中锌浸出液的净化方法、其应用及净化剂。

背景技术：

1、全球锌消费量每年超过1300万吨，预计未来锌需求量仍将持续增长。目前，湿法冶金是全球最主要的锌冶炼方法，占锌总产量的80%-85%。近年来，由于锌矿原料品位低，杂质成分复杂，在锌湿法冶金过程中，为满足锌电积的要求，必须将硫酸锌浸出液中的铜、镉、钴、镍、砷、锑、锗等有害杂质净化至规定标准以下，特别是钴的去除。硫酸锌电解液中钴含量过高，造成电解过程中锌沉淀和再溶解，降低电流效率，对锌电积的技术经济指标和电锌质量影响很大，严重时使电积过程不能正常进行。

2、目前锌电解液净化除钴主要有以下几种方法：一是锑盐法，先在低温下加入锌粉除铜、镉，再在高温下加入锌粉和含锑物质除钴，此法在国内应用较多；二是砷盐法，先用砷盐和锌粉在高温下除铜、钴、镍和部分镉，再在低温下加入锌粉除残余镉，此法在国外应用较多；三是黄药法，先用锌粉除铜、镉，再用黄药与钴反应生成沉淀除钴；四是β-萘酚法，先用锌粉除铜、镉，再用β-萘酚与钴反应生成沉淀除钴。

3、其中锑盐法和砷盐法存在锌粉消耗量大、锌粉利用率低、产生有毒砷气等问题；黄药法和β-萘酚法存在劳动条件差、有机残留物不易吸附、处理不当影响电流效率等问题。特别是β-萘酚法需调节溶液pH值才能除钴，现场操作极不方便。

4.采用上述方法除钴后，由于处理方法对重金属的选择性较低，除钴电解液的锌损失较大，且大量重金属被滞留，净化效果不够彻底；且钴渣中包括钴在内的重金属元素品位较低，多数钴渣中钴品位约为5%～7%，回收处理成本高，难度大。

5、基于以上限制，常用的技术只能处理对净化要求不高的低重(金属)溶液，常用于锌冶炼渣浸出液处理等二次回收工艺。

6.鉴于此，有必要提出一种湿法冶金锌浸出液的净化方法及其应用和净化器，以解决或至少减轻上述缺陷。

技术实现思路

1.为了解决上述常用技术只能满足较低的净化要求的技术问题，本发明提供了一种用于湿法炼锌工艺中去除锌浸出液中钴、镉、镍的净化剂，包括二甲基二硫代氨基甲酸酯和增效剂，二甲基二硫代氨基甲酸酯与增效剂的质量比为1～2：1；

2、增效剂包括二硫化四甲基秋兰姆或高锰酸钾。

3.进一步地， 所述二甲基二硫代氨基甲酸盐包括二甲基二硫代氨基甲酸钠。

4、进一步地，所述增效剂为二硫化四甲基秋兰姆，二甲基二硫代氨基甲酸酯与二硫化四甲基秋兰姆的质量比为1.5～2：1。

5、本发明提供了一种湿法冶金锌浸出液的净化方法，包括以下步骤：

6、在锌浸出液中添加上述任意一项所述的净化剂，净化反应完成后进行固液分离，收集液相，得到除钴电解液；其中，所述净化剂的添加量为锌浸出液中钴、镉、镍元素总质量的7～15倍。

7、进一步地，所述净化反应的温度为75-85℃，净化反应的时间为1-2小时，净化反应的pH值为4.5-6.5。

8、进一步地，以质量分数计，所述锌浸出液中锌浓度为90～150g/l，钴浓度为0.2～5g/l，镉浓度≤1g/l，镍浓度≤0.5mg/l。

9、进一步地，在净化反应完成后，进行固液分离，收集液相即得到除钴电解液，其中，还包括在搅拌条件下进行净化反应，搅拌速度为500～。

10、进一步地，反应结束后，进行固液分离，收集液相，得到除钴电解液，还包括：

11、收集固液分离操作所得的固相，得到重金属沉淀；

12、将重金属沉淀物与水混合，加入酸，进行酸浸，得到钴渣；其中，重金属沉淀物在水中的固液比为1:3，酸包括硫酸，酸的浓度为10％～15％。

13、进一步地，将重金属沉淀与水混合，加入酸剂，酸浸得到钴渣的步骤包括：酸浸温度为75～80℃，酸浸时间为1～1.5小时。

14、本发明还提供了上述任一项所述的湿法冶金中锌浸出液的净化方法在湿法冶金中的应用，其特征在于，包括以下步骤：

15、采用上述任意一种净化方法对锌浸出液进行净化，得到除钴电解液；

16、将除钴电解液电解沉积得到金属锌。

17、与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

18、本发明提供了一种去除钴、镉、镍效果优良的净化剂，该净化剂由二甲基二硫代氨基甲酸酯和二硫化四甲基秋兰姆(或高锰酸钾)组成，质量比为1～2∶1。

19、其中二甲基二硫代氨基甲酸酯具有极强的重金属选择性：二甲基二硫代氨基甲酸酯与重金属离子（主要有钴、镉、镍）形成稳定的配合物，其分子结构中含有两个硫原子，可以与重金属离子形成两个配位键，从而增强与重金属离子的结合力。此外，二甲基二硫代氨基甲酸酯还可通过其分子中的氮原子与其他分子发生相互作用，进一步增强其螯合作用，利用沉淀物质溶度积的差异，实现与锌离子的选择性分离，减少锌离子的损失。

20、四甲基秋兰姆二硫化物和/或高锰酸钾具有良好的活化效果：四甲基秋兰姆二硫化物和/或高锰酸钾可活化二甲基二硫代氨基甲酸盐的螯合功能，使二甲基二硫代氨基甲酸盐在少量作用下就能达到立竿见影的螯合效果；相比较而言，在常用工艺中，二甲基二硫代氨基甲酸盐单独等量加入时，效果甚微。

21、四甲基秋兰姆二硫化物或高锰酸钾本身具有重金属去除作用：四甲基秋兰姆二硫化物和高锰酸钾本身也具有沉淀重金属的作用，结合二甲基二硫代氨基甲酸酯处理重金属的优良选择性和活化后大大提高的沉淀效率，本发明提供的净化剂可进一步实现高重金属（包括钴、镉、镍）浓度湿法锌冶炼浸出液中重金属与金属锌的彻底高效分离。

22、还需注意的是，本发明中净化剂的选型及配比是根据电解的后续处理来设定的：由于钴、镉、镍不利于锌的电解，而锌浸出液中还会有锰离子、铁离子等具有电解保护作用的离子，因此净化剂需要兼顾钴、镉、镍的去除效果和锰离子、铁离子的保留效果。本发明提供的钴、镉、镍净化剂应用于锌的湿法冶金时，除钴、镉、镍外，钴的去除率≥99.5%，镉的去除率≥99.8%，镍的去除率≥99.9%。 上述不利于锌电解的金属元素几乎可以被全部除去，使得溶液中各金属的浓度完全满足锌电解的要求，同时最大程度的保留锰离子，保证后续锌电解的顺利、高效进行。

23、本发明的净化剂可应用于重金属浓度较高的湿法炼锌浸出液，保证了除钴电解液电解产品的质量和收率，同时提高了污泥的品位，有利于污泥的回收利用，使得整个湿法炼锌工艺具有可观的经济价值和大规模工业化潜力。

技术特点：

1.一种净化剂，其特征在于用于湿法炼锌工艺中除掉锌浸出液中的钴、镉、镍，包括二甲基二硫代氨基甲酸酯和增效剂，二甲基二硫代氨基甲酸酯与增效剂的质量比为1～2：1；

2.根据权利要求1所述的净化剂，其特征在于，所述二甲基二硫代甲酸盐包括二甲基二硫代氨基甲酸钠。

3.根据权利要求1所述的净化剂，其特征在于：所述增效剂为二硫化四甲基秋兰姆，二甲基二硫代氨基甲酸酯与二硫化四甲基秋兰姆的质量比为1.5～2:1。

4.一种湿法冶金锌浸出液的净化方法，其特征在于包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的纯化方法，其特征在于：纯化反应的温度为75-85℃，纯化反应的时间为1-2小时，纯化反应的pH值为4.5-6.5。

6.根据权利要求4所述的净化方法，其特征在于：以质量分数计，锌浸出液中锌浓度为：90-150g/l，钴浓度为：0.2-5g/l，镉浓度≤1g/l，镍浓度≤0.5mg/l。

7.根据权利要求4所述的净化方法，其特征在于：净化反应完成后，固液分离、液相收集得到除钴电解液，还包括：净化反应在搅拌条件下进行，搅拌速度为500～。

8.根据权利要求4所述的净化方法，其特征在于，反应完成后，固液分离并收集液相得到除钴电解液还包括：

9.根据权利要求8所述的净化方法，其特征在于，将重金属沉淀与水混合，加入酸剂，对钴渣进行酸浸的步骤包括：酸浸温度为75-80℃，酸浸时间为1-1.5小时。

10.根据权利要求4至9任一项所述的湿法冶金中锌浸出液的净化方法在湿法冶金中的应用，其特征在于，包括以下步骤：

技术摘要

本发明提供了一种湿法冶金锌浸出液的净化方法及其应用和净化剂，所述净化剂应用于湿法冶金工艺中锌浸出液中钴、镉、镍的去除，包括二甲基二硫代氨基甲酸酯和增效剂，其中二甲基二硫代氨基甲酸酯与增效剂的质量比为1～2：1；所述增效剂包括四甲基秋兰姆二硫化物或高锰酸钾。本发明中的净化剂可应用于重金属浓度较高的湿法冶金浸出液，保证了除钴电解液电解产品的质量和产率，同时提高了污泥的品位，有利于污泥的回收利用，使整个湿法冶金工艺具有可观的经济价值和大规模工业化潜力。

技术研发人员：黄继宏、曾兴、肖宇杰、周乐伟、李永战、李青青、刘霞

受保护的技术用户：

技术开发日：

技术发布日期：2024/4/17