硫酸锌溶液歸盐净化工艺改造实践
广西某厂是集锡、锌、锢冶炼为一体的综合性冶炼厂，其中黄钾铁矶法沉铁连续浸出炼锌生产线于 2003年建成投产,设计能力为年产电锌5万吨。锌 系统投产之初，净液工序釆用的是三段顺向高温镣 盐净化工艺，所产出的新液杂质含量波动大,质量不 稳定,锌粉单耗极高，锌电积过程烧板频繁，导致产 量一直无法达到设计规模，生产成本居高不下。为 此，该厂通过流程整改，将净化工艺改造为四段逆向 高温镑盐工艺流程,实现了中上清液的深度净化，使 锌电解生产步入正轨。
1 硫酸锌溶液的净化方法
湿法炼锌中，硫酸锌溶液净化的主要方法有镣 盐净化法、碑盐净化法、黄药法、奈酚法等。黄药 净化法效果一般，试剂昂贵，成本高，且药剂本身恶 臭，恶化劳动环境；B-奈酚法的净化效果虽好，但反 应过剩的件奈酚对电解的电流效率不利，必须用活 性炭吸附残余试剂，且试剂价格昂贵,故釆用这两种 方法的厂家不多。碑盐净化法虽具有效果好、成本 低的特点，但因其在净化过程中产生剧毒气体 H3AS,故在国内较少釆用。锦盐净化法具有工艺成 熟，安全、净化效果好等特点，为世界各湿法炼锌厂 家广泛采用。口」
镣盐净化流程有顺向和逆向两种。顺向流程的 操作温度是由高温走向低温，先高温除钻镣铜镉，再 低温除残镉,其净化效果好，锌粉消耗低，但镉、钻不 能分别回收，并且镉工段必须重新除钻，工序增多。 逆向流程则是由低温走向到高温,先低温除铜隔，再 高温除钻镣,其净化效果好，新液中杂质含量低，产 品质量和电积电效均能达到满意的效果，同时福、钻 可以分别回收，但消耗较多的蒸汽，生产过程往往受 升温速度制约。⑶根据溶液杂质含量的不同,净化流 程可有二段、三段和四段之分。
2原三段高温镣盐净化工艺存在问题 的分析 2.1工艺流程
原工艺流程见图1。
（送锌嶠）
图1改进前净化工艺流程
2.2各段工艺条件及溶液主要杂质含量(表1?2) 表1净化工序各段工
艺条件
工序 温度/C 流量/(m'h-l) 时间/ min ' 锌粉单耗/（kg?mf溶一段 二段 三段 85 ?90 65 ?75 50 ?60 50 ?80 50 ?80 50 ?80 120 100 60 ?100 3.0 3.0 1.5
表2净化工序各段溶液主要杂质含? each solution /(mg ? L-1) As Sb Cu Cd Co 工序 2.0 0.4?1.0 700-700?1 2.0?4. 5 中上清 1.5 ?800 200 250?550 1,5-3.5 一净后0.08-0.12 0. l~0.15 100-150 0. 08-0. 100.08-50 ?70 20 ?100 1.0 ?1-5 二净后0.10 三净后液(新液)0. 08?0.100. 08?0.10 <0.6 V0.8 °?6?0.8 2.3存在的问题分析
该厂锌系统的原料来源于广西南丹某矿，其精 矿组成为（%）:Pb 0. 74,Cu 0. 49,Cd 0. 35?0.40、 As 0. 33、Sb 0. 39, Co 0. 0065, Zn 45. 6,由于矿中 As、Sb、Cu、Cd含量较高，因此所产出的中上清液中 As、Sb、Cu、Cd的含量也很高。原设计考虑到As、 Sb、Co对锌电积过程危害较大，故采用一段高温锌 粉、二段中温健盐的方法，以达到深度除As、Sb、Co 的目的，但是却忽略了 Cd对净化过程的影响，造成 净化效果不佳，影响生产。
Cd在40-50-C存在同素异形体的转变点，当 温度过高时,Cd会返
溶。
从表2可以看出，由于一 段净化采用高温净化，虽然加入大量的锌粉，但是 As、Sb、Cd除去率只有50%左右,Co的除去率还不 到30%,大量的锌粉在Cd不断的被置换一反溶一 再置换的过程中浪费了，造成锌耗较大;在二段净化 中虽然加入了歸盐和过量的锌粉，但是由于前液中 还有高达300 mg/L的Cd,导致反应槽中存在大量 的Cd渣，影响了锌粉及拂盐的活性，所以也无法达 到深度除As,Sb,Co的效果。
由于流程选择不合理，虽然锌粉单耗成高于国 内同类厂家,却不能获得良好除杂效果。锌电积过 程表现出As、Sb、Co综合烧板特征明显，电锌产量 低、电耗高。
四段高温鶴盐净化工艺的应用
针对各段溶液中Cd的含量高会影响到净化除 As、Sb、Co的效果这种情况,该厂调整了净化工艺 流程,增加了一段低温预除Cu、Cd工序，在高温除 As、Sb、Co、Ni前预先除去Cu、Cd,以减少Cd在高 温段中的反溶，减少Cd对后续工序的影响，并将流 程由顺向改为逆向。调整后的工艺流程如图2所 示，各段工艺条件及溶液主要杂质含量见表3?5。
通过表3、表4可以看出，在一段低温净化中只 需加入2倍理论用量的锌粉即可将中上清中的Cu, Cd除去95%以上,经过低温预除Cu、Cd之后，高温 段和中温段在加镣盐的条件下可实现As.Sb.Co的 深度净化。该厂通过将净化工艺由三段顺向高温锋 盐净化流程改为四段逆向高温镣盐净化工艺之后， 在降低锌粉单耗的情况下产出了常规杂质指标优于 国内同类厂家的新液，锌电积效果非常理想，电耗明 显下降，生产全面步入正轨，产量达到了月产电锌 4 500 t的设计规模。
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图2改进后净化工艺流程
中上清液 Zn粉
压滤一一?二^渔
（综合回收Cu、
Cd）
Sb,O.、Zn 粉
S高温除As、Sb、Co、Ni
压滤I—＞二^ （送渣场）
空气冷却塔冷却
三段中温进一步除As、Sb、Co、
Gc
Zn粉
—?四段低温深度净化除Cu, Cd
合格新液 （送锌部）
不合格新液
表3净化工序各段工艺条件
工序 温度/C 流>/(m3 ? h-1) 时间/min 锌粉单耗 一段 45 ?60 65 ?80 80 2.5 二段 85 ?90 65 ?80 120 1.5 三段 四段 70 ?75 55 ?60 65 ?80 65?80 120 120 1.0 0?6 /（kg?mf溶液）
ir A厂 Sb <0.3 <0.1 <0. 06 <0.3 Cu <0.5 <0.5 <0.5 V0. 2 Cd <5 <5 — <1.5 Co <1 <1 — <1 BT cr D厂
表4净化工序各段溶液主要杂质含量
each solution 溶液 中上清 一净后液 二净后液 /(mg ? L_,) Cd Co As Sb Cu 1.5-2.0 0.4 ?1.0 700?800 700?1200 2.0 ?4.5 1.0-1.2 0.08 0.05 0.05 L 0-1.1 0.08 0.06 0.05 <10 1.0 <0.8 <0.5 <50 20 1.5 ?3.0 1.0-1.2 三净后液 四净后液（新液） 4 0.5 ?0.8 0.3 ?0.4 0.4~0. 6
表5国内某些工厂净化后新液成分
4结论
（1） 经过工艺改造，将三段顺向改为四段逆向工 艺流程，所产
出的新液杂质含量较低,实现了对中上 清液的深度净化,满足了锌电解对锌液的要求，使锌 电解生产步入正轨；
（2） 在工业生产中,Cd2+的存在会使锌粉置换 除As、Sb、Co变得困难,要实现深度除As、Sb、Co 必须先除去溶液中的Cd*；
（3） 考虑到C++在高温下容易发生反溶，在除 C++的时候，溶液温度一般应控制在55?60C。
硫酸锌溶液锑盐净化工艺改造实践
