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2.7硫酸锌溶液的净化 2.7.1锌粉置换法
硫酸锌净化过程是根据硫酸锌浸出液中不同的杂质及其含量,将其中大多杂志除去的过程,采用锌粉置换初步将其中金属杂质除去。工厂根据锌焙砂中性浸出上清液的特点,选择采用加锌粉置换的逆锑净化置换的氧化还原反应来处理, 置换的热力学过程可用金属活泼性的大或电子得失的难易等来定性描述,中性浸出上清液锌粉置换反应为:MeSO4+Zn=ZnSO4+Me一段净化过程为锌粉置换除铜和镉,操作温度在40℃—50℃,机械搅拌,
反应原理为:Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu;Zn+CdSO4=ZnSO4+Cd 除铜镉后的一段净化液含有砷、锑、钴等,需要进一步处理除杂,即将溶液温度升至80℃-90℃,加锑盐(锌粉活化剂Sb2O3),机械搅拌,
反应原理
为:As+3H++3e=AsH3",Sb+3H++3e=SbH3",Zn+Co2+=Zn2++Co 2.7.2β一萘酚除钴工艺
β一萘酚与NaNO2在弱酸性溶液中生成a-亚硝基B一萘酚,溶液pH在3.0左右时,a一亚硝基β-萘酚同Co反应生成蓬松的红褐色内络盐沉淀。正常情况下溶液中无Co3+”,但在氧化剂作用下,C02+氧化成C03+,在本反应中,NO2-具有一定的氧化性,NO2-会把C02+氧化成C03。溶液中的NO2-很不稳定,最终生成NO和H20,α一亚硝基口β一萘酚也很不稳定,所以生产中只能边使用边制备,反应前,β一萘酚同NaNO2按一定比例在NaOH溶液中混合溶解避
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光待用,在碱性溶液中配制的原因一是B-萘酚溶于碱而难溶于水,二是NaNO2在碱性溶液中稳定。但是β一萘酚与NaNO2在弱酸性溶液中生成α一亚硝基β一萘酚,其化学反应式为:
NaN02+H+=Na++HN02 C10H7ONa+H+=C10H80+Na+ C10H80+HN02=C10H60NOH+H20
在硫酸锌溶液中钴以C02+存在,只有C03+才能与α一亚硝基β一萘酚发生沉淀,即:
4C02++C10H60NOH+4H+=4C03++C10H6NH2OH+H20
C03++3C10H60NOH=Co(C10H60NO)↓+3H+
总的反应方程式即:
13C10H80+13NaN02+4C02++5H+=4Co(C10H60NO)+C10H6NH2OH+13Na+14H20 2.8硫酸锌电解沉积 2.8.1主要设备及反应
(1)电解槽:采用聚氯乙烯具有绝缘性好,防腐性强,减少阴极铅含量作用。
(2)阳极:阳极板材料一般为含银0.5%一1% 的铅银合金,也有用铅银钙合金的。阳极由阳极 板和铜导电棒组成。
(3)阴极:阴极板为纯铝板。阴极由阴极板、 导电棒、导电片、提环和绝缘边(橡胶条或聚乙烯塑料条)组成。 2.7.2电极反应
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阳极反应:(1)覆盖层Pb溶解:Pb-2e=Pb2+
Pb+SO42--2e=PbSO4
(2)Pb4+反应:PbSO4+2H20-2e=PbO2+4H+ (3)水电解反应:2H2O-2e=O2+4H+
阴极反应:Zn2++2e=Zn 2H++2e=H2
过程: 在电解过程中随着溶液中锌不断地在阴极上电解沉积,电解液中含锌量逐渐减少,而硫酸却相应增加。为使电解槽内电解液中锌 和硫酸的浓度稳定地保持在规定范围,并维持稳定的 电解液液面,须连续向电解槽加入新液,从另一端排出 含锌50一609/L、硫酸120一2609/L的废液。部分废液 冷却后返回电解配液,以使电解槽内的电解液达到必 要的循环速度。每隔一定周期(24~48h)取出沉积锌的阴极,经洗净后剥离锌。阴极锌经干燥后,送熔铸成产 品锌锭。阴极铝板经刷洗处理,再装入电解槽中继续使用少月。 电积负面问题:由于阴阳极反应产生氢气与氧气,进而会带出一定量的电解液,造成空气污染,并且对人及周围环境造成影响。 防护措施:加入动物胶或硅酸胶作用有(1)改善阴极质量,使析出阴极锌表面平整、光滑。(2)可提高氢的过电位。 3参考文献
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[2]徐采栋,等。锌冶金物理化学[M].上海:上海科技出版社,1979 [3]张乐如。铅锌冶炼新技术[M].长沙:湖南科学技术出版社,2006 [4]彭容秋.锌冶金[M].长沙:中南大学出版舍,2005
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[5]徐鑫坤,等.锌冶金学[M].昆明:云南科技出版社,1996 [6]梅光贵,王德润,周敬园,等.湿法炼锌学[M].长沙:中南大学出版社,2001
[7]张乐如.铅锌冶炼新技术[M].长沙:湖南科学技术出版社,2006
热酸浸出湿法炼锌
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