湿法炼锌过程中贫镉液除钴的研究

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摘 要 湿法炼锌过程中，锑盐净化法是以往贫镉液除钴中经常采用的方法，但使用此方法除钴后，贫镉液中的钴含量仍然较大，影响了锌的电解，进而对阴极锌的质量产生影响，严重时会出现“烧板”现象。因此，必须采取有效的方法来处理贫镉液除钴。本文介绍一种除钴剂，可将溶液中的残钴降低到5 mg/ L以下。

关键词 湿法炼锌；贫镉液除钴；除钴剂

中图分类号O646 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）119-0132-02

经过多年的研究及实践，湿法炼锌中的中性浸出、电解、净化等几个过程均已趋于成熟。上世纪60年代后专业人员将发展重点进行转移，而着重于浸出渣和有价金属的综合回收。实践证明，在锌的回收率、有价金属综合回收、环保和节能等方面，湿法炼锌较火法有一定的优势。如今，湿法炼锌已经成为生产锌的主要方式。

在湿法炼锌的过程中，钴对于锌电解产生危害。在净化过程中，钴主要产生于锌精矿浸出带入和贫镉液、钴渣酸洗液中的闭路循环。实验证明，如果新液中的钴含量达到1mg/L，这些钴就会在阴极被析出，被析出的钴将会与锌组合而成为电池，致使锌发生放电现象并进入溶液之中，进而对阴极锌的质量产生影响，严重时甚至会出现“烧板”现象。

湿法炼锌过程中除钴的方法主要可分为两大类：一类为置换法，即加入锌粉和如锑盐、砷盐之类的特殊试剂；一类是有机试剂法，即加入黄药、β- 萘酚等有机试剂。实践已经证明，与砷盐净化法相比，锑盐净化法除钴净化过程的环境较好，我们知道，合金锌粉的制造工艺相对复杂，而锑盐净化法恰好可以免去这些制造工艺；与黄药净化法、β- 萘酚净化法相比，锑盐净化法能更彻底的去除杂质。鉴于此，目前多数工厂采用的是锑盐净化法。

所谓贫镉液，是湿法冶锌的净化过程中产生的净化渣经过酸浸出、回收铜镉后所得的滤液。在硫酸锌溶液的净化过程中，钴的闭路循环是十分重要的问题。而溶液中钴的闭路循环主要表现为贫镉液中残钴的循环。为了防止这些钴全部返回系统，必须对贫镉液进行钴开路处理。

除钴剂的发挥作用的过程为：先将溶液中的钴离子由二价氧化至三价，然后利用三价钴在水中的不稳定性来生成沉淀， 最终达到与锌分离的目的。以前期研制的除钴剂为基础，本文对贫镉液除钴的技术进行了深入研究。该除钴剂已经过大量研究和实验，是当前能发现的最为合理的一种钴的沉淀剂，它包含的几种物质均具有氧化性强的特征，并且都可以通过现有工业原料的简单处理来得到。该除钴剂的显著优点在于：避免将其他有害杂质引入湿法冶锌过程，避免废气排放，可循环利用沉淀所得的钴渣，与现有工艺结合方便快捷，具有极强的可操作性。

为了对该除钴剂性能、最佳用量等有合理把握，我们进行了相关试验。具体如下：

1 试验方法

选取锌厂湿法冶锌过程中使用的贫镉液为试验原料，具体成分包括： Zn 120.89 g/L、 Fe 0.887 g/L、Cd 4 g/L 、Co18.336mg/L等。另外，挥发尘的主要成分为ZnO， 其中含Pb 12.82%、Zn 44.46%、 Ge 0.045%。进行条件试验的贫镉液规模为150 mL， 综合条件试验的贫镉液规模为150mL、1000mL和3 000mL。分别对之进行两类贫镉液除钴试验， 一类是加入挥发尘， 另一类则不加入。

2 试验原理

原理为：在锌粉的置换作用下，贫镉液中的钴被置换为硫酸钴而存在， 这样就使钴与锌等成分分离。该试验可以选取的方法主要有： 氧化还原沉淀法、液膜分离法、溶剂萃取法等。研究认为，氧化还原沉淀法是更为合理的。通过氧化还原作用，将二价钴离子氧化为三价钴离子，由于三价钴离子在水溶液中不具有稳定性， 它将以沉淀物的形式存在，并会氧化释放出一些氢离子。同时，为保证反应的顺利进行，需添加适量的中和剂来控制pH值，使之保持在相当水平。因此，我们利用除钴剂作为氧化剂，利用挥发尘作为中和剂来对贫镉液进行除钴。

3 影响试验的因素讨论

除钴剂加入量、挥发尘加入量、温度、反应时间，这些是影响除钴效果的几个主要因素。我们对之一一进行条件试验。试验中除钴剂的浓度为46.48 g/L，条件试验的规模全部为150 mL贫镉液。另外，在条件试验的基础上又进行了综合条件试验，综合条件试验的规模分别为150mL、1000mL和3 000mL 贫镉液。

1）除钴剂加入量

试验得出，溶液中残留的钴容量随着除钴剂加入量的增加而不断减少。然而，考虑到生产成本问题，以及生产过中对残钴量的要求等客观因素，除钴剂的加入量有一个最佳取值，为13.5mL。

2）挥发尘加入量

挥发尘的作用是中和沉钴阶段所产生的氢离子，使该阶段的氧化还原反应向正方向进行。试验得出，当挥发尘的加入量为2 g 时， pH 值在5.68 左右，除钴效果比较好， 溶液中残钴仅为0.0704 mg/L。

3）温度

该试验主要测试温度对除钴效果产生的影响，要求在不加入挥发尘的情况下进行。试验中加入除钴剂的剂量为15mL， 1h的搅拌时间，然后测量洗后的渣水。溶液中的残钴随着温度的逐渐升高而逐渐降低，进一步试验可知，残钴量降低的幅度并不大。由次可以判断，在除钴剂剂量足够的前提下，温度对贫镉液除钴效果的影响并不太大。

4）反应时间

试验得出，溶液中的残钴随着反应时间的延长而逐渐减少，进一步试验可知，残钴量减少的幅度不大。若不加入挥发尘，当反应时间为1 h时，基本上能将溶液中的钴含量控制在5 mg/L 以下。

4 条件试验结果分析

综合分析以上各条件试验的结果，我们得出使用除钴剂进行贫镉液除钴的最佳条件为： 150mL的贫镉液， 13.5mL沉钴剂，常温条件下反应1h。如果要求溶液残钴在1mg/L 以下，可以加入2g挥发尘；而在对溶液中残钴量要求不高的情况下，可不加挥发尘。

5 综合条件试验结果分析

分析三组综合条件实验结果，与各组条件试验结果是基本一致的。

通过计算，每从贫镉液中回收1t的锌需要耗费260余元的沉钴剂，除钴成本较低。由此判断，这种方法具有使用成本低、对环境的污染小、实施起来的可操作性强等优点，具备相当的工业价值。

综上所述，本文中介绍的除钴剂对于有效解决湿法冶锌过程中贫镉液除钴的问题，将溶液中的残钴降低到5mg/ L以下，满足了人们对锌电解的要求，无疑具有其可行性。

参考文献

[1]刘继军.湿法炼锌中的贫镉液除钴[J].有色金属，2006，4：36-38.

[2]张博亚，王吉坤，张旭.湿法炼锌过程中贫镉液除钴的研究[J].中国有色冶金，2006，5：30-32.

[3]侯晓波，李国江，王帆.电锌冶炼贫镉液除钴研究进展[J].云南冶金，2011，4：29-32，69.

[4]王燕凤.湿法炼锌贫镉液除钴净化新工艺的研究[D].昆明理工大学，2012.