硫酸锌溶液除钴镍有机试剂沉淀法.ppt
上传人:天马****23 上传时间:2024-09-10 格式:PPT 页数:37 大小:3.8MB 金币:10 举报 版权申诉
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2.1湿法炼锌净化过程(1)硫酸锌溶液净化的目的1)将溶液中的杂质除至电积过程的允许含量范围之内,确保电积过程的正常进行并生产出较高等级的锌片;2)通过净化过程的富集作用,使原料中的有价伴生元素,如铜、镉、钴、铟、铊等得到富集,便于从渣中进一步回收有价金属成分。(2)在湿法炼锌工艺中,浸出液经过的三个净化过程1)中性浸出时控制溶液终点pH值,使某些能够发生水解的杂质元素从浸液中沉淀下来(中和水解法);2)酸性浸出时的除铁;3)针对打入净化工序的中浸液除杂,使之符合电积锌的要求。在实际的生产中,这些过程并不全是在净化单元完成,如:杂质Fe、As、Sb、Si大部分在浸出过程除去,而Cu,Cd,Co,Ni,Ge等则在净化过程除去。表2-1湿法炼锌工艺流程(3)净化的方法在浸出单元中,主要利用的是中和水解法和共沉淀法除去杂质铁、砷、锑、硅,而在净化单元中,按照净化原理可将净化的方法分为两类:①加锌粉置换除铜、镉,或在有其他添加剂存在时,加锌粉置换除铜、镉的同时除镍、钴。根据添加剂成分的不同该类方法又可分为锌粉—砷盐法、锌粉—锑盐法、合金锌粉法等净化方法;②加有机试剂形成难溶化合物除钴,如黄药净化法和亚硝基β-萘酚净化法。(4)各种净化方法的工艺过程概要表2-1各种硫酸锌溶液净化方法的几种典型流程(5)部分工厂的中性浸出液成分表2-2中性浸出液的成分(g/l)实例2.2硫酸锌溶液除铁、砷、锑2.2.1中和水解法除铁(1)除铁基础在中性浸出中完成的,即控制浸出终点pH值在5.2~5.4之间,使锌离子不发生水解,而绝大部分铁离子以氢氧化物Fe(OH)2形式析出,从而达到除铁目的。在溶液中金属离子水解按下式进行:反应的平衡条件是:当溶液的pH值大于平衡pH时,反应正向进行,金属离子水解沉淀,反之则逆向进行,Me(OH)n溶解。在硫酸锌溶液中,物质的稳定性除了与溶液pH值有关,还与离子的电极电位有关,即会发生氧化还原反应,如同类离子高价态和低价态的转化,因此通常采用电位-pH图来研究影响物质在水溶液中稳定性的因素,为制取所需要的产品创造合适的条件。(2)除铁过程除铁过程也在浸出槽中进行,将废电解液及氧化剂(软锰矿、锰矿浆)混合后制成氧化液用于冲矿,浆液经过分级后送入中性浸出。通过pH自动控制系统控制浸出终点pH值,浸出过程的各个浸出槽出口的pH值设定后,自动系统根据设定的pH值信号自动调整酸的加入量,使浸出终点达到设定的pH值。2.2.2共沉淀法除砷、锑(1)除杂基础在沉淀过程中,某些未饱和组份亦随难溶化合物的沉淀而部分沉淀,这种现象称为“共沉淀”。共沉淀产生的原因:形成固溶体、表面吸附、吸留和机械夹杂、后沉淀。影响共沉淀的因素:沉淀物的性质、浓度、温度、沉淀过程的速度和沉淀剂的浓度。共沉淀法的应用:共晶沉淀、吸附共沉淀。2.2.3除杂设备立式机械搅拌罐:图2‑5机械搅拌设备的结构1—槽体2一搅拌叶轮3一进料管4一进液管5一蒸气管6一压缩空气管7—排料管2.3硫酸锌溶液除铜、镉、钴、镍2.3.1置换沉淀法除杂基础(1)置换过程的热力学如果将负电性的金属加入到较正电性金属的盐溶液中,则较负电性的金属将自溶液中取代出较正电性的金属,而本身则进入溶液。例如将锌粉加入到含有硫酸铜的溶液中,便会有铜沉淀析出而锌则进入溶液中:Cu2++Zn==Cu+Zn2+置换过程的反应及限度:在有过量置换金属存在的情况下,将一直进行到两种金属的电化学可逆电位相等时为止。反应平衡条件为:置换过程的副反应:金属的氧化溶解反应、氢的析出反应、砷化氢或锑化氢的析出反应。(2)置换沉淀的应用用主体金属除去浸出液中的较正电性金属:如硫酸锌中性浸出液用锌粉置换脱铜、镉、钴和镍;镍钴溶液中用镍粉或钴粉置换脱铜。用置换沉淀法从浸出液中提取金属:例如用铁屑从硫酸铜水溶液中置换金属铜。2.3.2除杂过程(1)置换法除铜、镉、钴、镍的基本反应由于锌的标准电位较负,即锌的金属活性较强,它能够从硫酸锌溶液中置换除去大部分较正电性的金属杂质,且由于置换反应的产物Zn2+进入溶液而不会造成二次污染,故所有湿法炼锌工厂都选择锌粉作为置换剂。金属锌粉被加入到硫酸锌溶液中便会与较正电性的金属离子如Cu2+,Cd2+等发生置换反应。锌粉置换法的反应式表示如下:(2)影响置换过程的因素1)锌粉质量选用较为纯净的锌粉;锌粉的表面积合适。2)搅拌速度选择适宜的搅拌强度。3)温度加锌粉置换除Cu,Cd应控制适当的反应温度,一般为60℃左右。4)浸出液的成分生产实践一般控制浸出液含锌量在150~180g/L为宜。生产实践中,为使净化溶液残余的Cu,Cd达到净化要求,须维持溶液的p