專利名稱：硫化鋅精懸浮電解一步煉鋅新工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及到一種冶金制取金屬鋅的方法，并涉及到一種濕法冶金制取金屬鋅的方法，適用于各種化學和冶金領域。
《重金屬冶金學》中介紹的方法作為本發明的現有技術之一。該現有技術是工業上通常將硫化鋅精礦經火法焙燒成鋅焙砂(ZnO)、硫制成硫酸;鋅焙砂再配以還原煤火法蒸餾為粗鋅后再精餾為成品鋅;或將鋅焙砂用稀硫酸浸出后，再經一系列除雜質工序獲得的純凈溶液電解，濕法生產為電解鋅，這種技術的火法煉鋅法的缺點是工序長，能耗高，SO2對環境污染，耗用大量耐火材料，勞動強度大;這種技術的濕法煉鋅法的缺點是同樣有SO2對環境污染，制酸投資大，硫酸儲存問題、運輸問題及浸出系統龐大，電解時陽極析出氧氣，車間酸霧大，槽電壓高，耗電量大及初次投資大等弱點。火法及濕法冶煉鋅高溫焙燒硫化鋅精礦時生成了火法冶煉難于還原，濕法冶煉難于浸出的鐵酸鋅，增加了生產的難度和降低了鋅的回收率。
《有色金屬》雜志1987第5期中“硫化礦懸浮電解新技術”一文作為現有技術之二。該現有技術中是由電解槽隔膜是多孔聚丙烯濾布，其缺點為(1)只起分離礦漿之作用;(2)浸出液成本高;(3)鋅的浸出率低，工藝流程長。
本發明的目的是提供一種既無污染，又能獲得高質量產品，流程短，成本低的生產方法。
本發明的特征是采用特殊結構的電解槽電解氯氣來處理硫化鋅礦，通過懸浮浸出、電解、凈化一步完成，易于工業實施的濕法生產過程，控制適當的條件來達到有效的，經濟合理地制取金屬鋅的目的。
本發明適用于從含有一定雜質的硫化鋅礦或硫化鋅精礦中制取金屬鋅。有關元素含量在以下范圍內為宜Zn＞40%、Pb≤2%、Fe≤8%;對于含Zn較低，含Pb、Fe較高的原料也可以使用，只是生產過程較復雜，成本升高。
本發明中
懸浮氯化浸出及電解是在耐氯腐蝕的內置離子交換陰模的陽極室和陰極室中進行的，懸浮電解槽材質為呋喃玻璃鋼;根據生產規模可將懸浮電解槽單體組合成具有多個陰陽極室的復合槽及系列，每個復合槽邊配以耐酸噴流砂泵攪拌陽極室礦漿，陽極液及擴漿用蒸汽加熱，其設備如

圖1所示。陽極用石墨、陰極用鋁板或鈦板制做。
懸浮電解槽結構由呋喃玻璃鋼槽體(1)、進液管(2)、膜架(3)、離子交換陰模(4)、噴流攪拌器(5)、溢流管(6)、陽極室(7)、陰極室(8)所組成。
硫化鋅精礦預先磨至-100目以下，根據原料的不同，控制浸出液的組成為[Cl-]2-5mol，HCl0.5～2N，余為水，液固比為6～12∶1。溫度70～100℃，電流密度300～1000A/m2，浸出時間4～8小時。與此同時在陰極室放入陰極板注入凈化后液并循環，控制電解液含Zn40～100g/L，酸度PH1～4，溫度50～70℃進行電積鋅。
過程進行一個周期后，將陽極液及礦漿放出澄清過濾，濾渣熱水洗滌過濾、濾棄渣送提硫工序，濾洗液返回系統;上清液除鐵、砷、銻、銅、鎘、鎳、鈷等，得到凈化液送下一次作陰液，電解廢液送下一周期陽極區浸礦用。懸浮電解鋅浸出率可達95%、陰極電流效率大于93%，直接電耗800～950kwh/t，金屬鋅產品符合GB470～83 1～2級鋅標準。
本發明與已有技術比較，具有以下六個優點1.工藝流程簡單，鋅浸出和電積在同一設備中進行，充分利用了陰陽極兩極的電能，節約能源，設備投資省。
2.氯化劑的再生是與電解同時進行，不需增加工序及設備。
3.硫化鋅精礦不需焙燒制酸，縮短了生序工序，節省了投資，避免了SO2對環境的污染，也不會象FeCl3作氯化劑那樣帶進過多的鐵離子，增加再生和除鐵的麻煩。
4.采用本發明制取金屬鋅，鋅的冶煉回收率＞92%，高于常規生產方法，產品鋅達GB470-83二級鋅以上。
5.生產規模可大可小，對精礦適應性廣。
6.主要原材料經濟便宜，消耗少，生產成本低。
實例1.取含Zn50%的硫化鋅精礦90克，粒度-200目占39.8%，其余小于100目，用含[Cl-]4mol、HCl1.5mol、[Fe+++]3.24g/L的浸出液1升放入懸浮電解槽陽極室，控制浸出溫度80℃±5，Dk700A/m2，陽極室放入石墨陽極，陰極室放入鈦陰極板進行攪抖浸出和電解，陰極室電解液是經凈化的ZnCl2溶液，控制極室PH1～4，陰極液電解溫度50～70℃，并循環使用。懸浮電解浸出5小時后，將陽極液及浸渣放出澄清、過濾、濾液送凈化，濾渣熱水洗滌過濾，烘干送分析，陰極折出鋅經洗滌烘干，質量可達GB470-83 1～2級標準，含Zn99.97%，渣含鋅4.1%。Zn浸出率96.1%。
實例2.用含Zn48.6%的硫化鋅礦100克，磨至-100目，用浸出液一升同例1同樣操作攪浸，其中浸出液[Cl-]5 mol，HCl 1N[Fe+++]5g/L，控制浸出溫度70℃、DK550A/m2，陰極區電解液含Zn90g/L，PH1～4，電解溫度55℃，懸浮浸出電解7小時后，采用同例1同樣方法處理陰陽極室產物，Zn浸出率95.55%，渣含鋅4.5%，產品鋅含鋅99.98%。
權利要求
1.一種濕法冶金制取金屬鋅的方法，由直接電解一步完成，其特征在于i)硫化鋅精礦直接進入裝有氯鹽溶液的電解槽陽極室被氯鹽溶液電解產生的電解氯浸出，產生渣和浸出液；ii)將陽極室的浸出液經凈化后進入電解槽陰極室，電積產生電解鋅和廢電解液；iii)陰極室產生的廢電解液將作為氯鹽溶液重新進入陽極室重復上述步驟。
2.為權利要求1所述的濕法冶金制取金屬鋅的方法，其特征在于以電解氯作為浸出硫化鋅礦的氯化劑。
3.為權利要求1所述的濕法冶金制取金屬鋅的方法，其特征在于浸出劑(或廢電解液)的組成為「Cl-」2～5mol，「HCl」0.5～2N，余為水，液固比6～12∶1，溫度70～100℃，電流密度300～1000A/M2，時間4～8小時。
4.一種實現權利要求1、2、3所述濕法冶金制取金屬鋅的電解槽，其特征在于ⅰ)所述的電解槽的陽極室和陰極室之間采用離子交換陰模予以隔離;ⅱ)所述的電解槽陽極室底部設有噴流攪拌器;ⅲ)所述的電解槽的陽極用石墨，陰極用鋁板或鈦板。
全文摘要
硫化鋅礦懸浮電解一步煉鋅新工藝屬于化學和冶金領域，其特征是在特殊結構的懸浮電解槽陽極室用氯鹽溶液電解產生的新生態氯浸出硫化鋅礦并同時在陰極室電積經凈化后的含氯化鋅的陽極溶液，控制適當的條件，經濟合理地從硫化鋅礦制取GB470—83一級或二級電解鋅和鋅粉。生產流程短，投資省，對環境無污染，生產規模可大可小，成本低。本發明適用于各種硫化鋅礦。
文檔編號C25C1/16GK1094762SQ93105469
公開日1994年11月9日 申請日期1993年5月6日 優先權日1993年5月6日
發明者樊遠鑒, 張元福, 王紹和, 陳家蓉 申請人:王紹和