2020年锌冶金学.ppt

4 硫酸锌浸出液的净化
概述
锌粉置换法
化学沉淀法
其它杂质的除去
净化过程主要设备
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2021/1/13
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概述
中性浸出液和电积时对电解新液成分的要求如表所示。
锌焙烧矿经过中性浸出所得的硫酸锌溶液含有许多杂质，大部分铁、***、锑水解进入渣中，其它杂质铜、镉、钴、镍等阳离子及***、***等阴离子仍留在溶液中。这些杂质的含量超过一定程度将对锌的电积过程带来不利影响。因此，在电积前必须对溶液进行净化，把有害杂质除至允许含量，以保证电积时得到高纯度的阴极锌及最经济地进行电积。
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概述
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概述
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概述
净化，就是将浸出过滤后的中性上清液中的杂质除至规定的限度以下，提高其纯度，使杂质浓度在允许含量之下，从而满足锌电积的对电解液的要求。
净化的目的主要是除去浸出液中的铜、镉、钴、镍等有害杂质和残留在溶液中的***、锑、锗等杂质，同时使铜、镉、钴等有价金属得到富集在净化渣中，以便进一步回收有价金属。
净化流程及方法取决于中性浸出液中的杂质成分及对净化后液的要求。净化过程趋向于采用连续化自动化控制、自动化检测及多段深度净化。
净化流程一般有一段、二段、三段和四段之分，作业方式有间断作业和连续作业。连续净化的优点是生产率高，易于实现自动化，但操作控制要求较高。
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概述
净化方法按原理可分为两类：①加锌粉置换除铜、镉，在有其它添加剂存在时加锌粉置换除钴、镍；②加特殊试剂(黄药、-萘酚)沉淀除钴。
在选择净化流程时，除主要满足电解工序对新液的要求外，还要考虑杂质在净化渣中的富集率和锌粉用量等因素。世界各国湿法炼锌厂净化大多采用***盐法和反向锑盐法，以达到深度净化的目的。硫酸锌溶液净化的几种代表方法如表所示。
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概述
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锌粉置换法
锌粉置换净化的原理
锌粉置换除铜、镉的是用较负电性的锌从硫酸锌溶液还原较正电性的铜、镉、钴等金属(用Me表示)离子，其基本反应为：
Zn + Me2+ = Zn2+ + Me
置换反应进行的极限程度取决于它们之间的电位差：
E = EMe2+/Me － EZn2+/Zn ＋(a Me2+ /aZn2+)
两种金属电位差愈大，置换反应愈彻底。当反应达到平衡时：
EMe2+/Me－EZn2+/Zn＝(aZn2+/a Me2+)
式中aZn2+/a Me2+是在平衡状态时，置换剂锌与被置换金属的活度比值，表示置换的程序。置换顺序如图所示。
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锌粉置换净化的原理
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锌粉置换净化的原理
由热力学计算可以看出，锌粉置换除铜、镉、钴、镍可降至很低的程度。实践证明，锌粉置换除铜、镉很容易进行，单纯用锌粉置换除钴、镍比较困难，必须采取其他措施，如***盐净化法、逆锑净化法、合金锌粉净化法等。因而除钴、镍的方法也较多而复杂。
设浸出液中Zn2+的浓度为150g/l (aZn2+＝)，可计算出置换过程过程平衡电位和残存金属离子的浓度。
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