濕法煉鋅溶液凈化工序除鍺的研究

任 杰， 孫明生， 崔紅紅， 郭春清， 梁紅衛(wèi)

(巴彥淖爾紫金有色金屬有限公司，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015543)

試驗(yàn)研究

濕法煉鋅溶液凈化工序除鍺的研究

任 杰， 孫明生， 崔紅紅， 郭春清， 梁紅衛(wèi)

(巴彥淖爾紫金有色金屬有限公司，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015543)

對(duì)濕法煉鋅溶液凈化工序除鍺進(jìn)行研究，得出除鍺的最佳條件，降低了生產(chǎn)成本，優(yōu)化了后續(xù)電解工序新液指標(biāo)，解決了電解燒板問題，取得了良好的效果。

濕法煉鋅； 凈化除鍺； 影響因素； 燒板

0 前言

巴彥淖爾紫金有色金屬有限公司研究開發(fā)了新型藥劑除鈷工藝，但該工藝不能很好地去除鍺離子，電解液中鍺離子的含量有所上升，平均在0.03 mg/L左右，導(dǎo)致電解工序燒板現(xiàn)象嚴(yán)重。為了解決燒板問題，公司技術(shù)人員進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究，在除鈷工藝之前去除溶液中的鍺離子，從而保證了電解工序的正常運(yùn)行。

試驗(yàn)表明，在二凈工序中加入Cu2+離子，能夠有效地去除溶液中的鍺離子。本文進(jìn)行了系統(tǒng)研究，確定合適的凈化技術(shù)參數(shù)，使溶液中鍺離子的含量小于0.01 mg/L，滿足生產(chǎn)要求。

1 試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)原料

濕法分廠凈液工段采用四段凈化工藝除雜，一段、三段、四段為普通凈化過程，本文主要針對(duì)二段凈化除鍺離子進(jìn)行研究。一段凈化后液元素分析數(shù)據(jù)見表1。

1.2 條件試驗(yàn)

本試驗(yàn)主要針對(duì)去除一凈后液中的鍺離子，對(duì)影響凈化效果的添加劑用量(Cu2+離子)、鋅粉加入量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、pH值等因素進(jìn)行研究，考察其影響關(guān)系。

表1 一段凈化后液元素分析數(shù)據(jù)

1.2.1 Cu2+離子加入量對(duì)去除鍺離子的影響

取一凈后液，水浴加熱至65 ℃、恒溫，加入2.0 g/L鋅粉，不調(diào)pH值，以Cu2+離子加入量為變量，分別為0、20 mg/L、40 mg/L、60 mg/ L、80 mg/L、100 mg/L，反應(yīng)1.0 h，抽濾、分析，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

從表2可以看出，在相同的反應(yīng)條件下，加入一定量的Cu2+離子，對(duì)于去除鍺離子有較大影響，當(dāng)加入少量的Cu2+離子時(shí)，溶液中的鍺離子濃度逐漸降低；當(dāng)Cu2+離子加入量在40 mg/L時(shí)，反應(yīng)后鍺離子濃度<0.01 mg/L，達(dá)到生產(chǎn)要求； Cu2離子加入量大于40 mg/L以后，溶液鍺離子濃度不再變化，故最佳Cu2+離子加入量為40 mg/L。

1.2.2 鋅粉加入量對(duì)去除鍺離子的影響

取一凈后液，水浴加熱至65 ℃、恒溫，不調(diào)pH值，Cu2+離子加入量40 mg/L，以鋅粉加入量為變量，分別為1.0 g/L、1.5 g/L、2.0 g/L、2.5 g/L，反應(yīng)1.0 h，反應(yīng)結(jié)束抽濾，分析，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表2 Cu2+離子加入量對(duì)去除鍺離子的影響

從表3可以看出，隨著鋅粉加入量的增大，溶液鍺離子的含量逐漸降低，當(dāng)鋅粉加入量為2.0 g/L時(shí)，反應(yīng)后液鍺離子含量達(dá)標(biāo)，當(dāng)鋅粉加入量大于2.0 g/L時(shí)，鍺離子濃度不再變化，故最佳鋅粉加入量為2 g/L。

1.2.3 反應(yīng)溫度對(duì)去除鍺離子的影響

取一凈后液，不調(diào)pH值，Cu2+離子加入量為40 mg/L，加入2 g/L鋅粉，以反應(yīng)溫度為變量，分別為40 ℃、50 ℃、60 ℃、65 ℃、70 ℃、80 ℃，反應(yīng)1.0 h，反應(yīng)結(jié)束抽濾，分析，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表3 鋅粉加入量對(duì)去除鍺離子的影響

表4 反應(yīng)溫度對(duì)去除鍺離子的影響

從表4可以看出，隨著反應(yīng)溫度的升高，反應(yīng)后溶液鍺離子的含量逐漸降低，當(dāng)反應(yīng)溫度在60 ℃時(shí)，溶液鍺離子含量達(dá)標(biāo)，當(dāng)反應(yīng)溫度>60 ℃,溶液中鍺含量不再變化,但是反應(yīng)溫度為80 ℃時(shí)，反應(yīng)后液鎘離子含量有所升高,出現(xiàn)反溶現(xiàn)象，結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，建議反應(yīng)溫度為60～70 ℃。

1.2.4 反應(yīng)時(shí)間對(duì)去除鍺離子的影響

取一凈后液，水浴加熱至65 ℃，不調(diào)pH值，Cu2+離子加入量為40 mg/L，加入2 g/L鋅粉，以反應(yīng)時(shí)間為變量，分別為0.5 h、1.0 h、1.5 h，反應(yīng)結(jié)束抽濾，分析，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

從表5可以看出，反應(yīng)時(shí)間為0.5 h時(shí)，鎘離子含量達(dá)標(biāo)，但鍺離子含量不達(dá)標(biāo)；反應(yīng)時(shí)間為1.0 h時(shí)，鍺、鎘離子含量都達(dá)標(biāo)；反應(yīng)時(shí)間為1.5 h時(shí)，鍺離子含量達(dá)標(biāo)，但是鎘離子含量有所上升，原因是鎘離子出現(xiàn)反溶，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，建議反應(yīng)時(shí)間為1.0 h。

表5 反應(yīng)時(shí)間對(duì)去除鍺離子的影響 mg/L

1.2.5 pH值對(duì)去除鍺離子的影響

取一凈后液，水浴加熱至65 ℃，Cu2+離子加入量為40 mg/L，加入2 g/L鋅粉，以pH值為變量，分別為不調(diào)、4.5、4.0、3.0，反應(yīng)1.0 h，反應(yīng)結(jié)束抽濾，分析，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

從表6看出，一凈后液不調(diào)pH值，反應(yīng)后液鎘、鍺離子都達(dá)標(biāo)； pH值在4.5時(shí)，其含量有所波動(dòng)，不穩(wěn)定；pH值小于4.5時(shí)，反應(yīng)后液鍺離子不達(dá)標(biāo)，故反應(yīng)過程不需要調(diào)節(jié)pH值。

表6 pH值對(duì)去除鍺離子的影響

1.3 最優(yōu)條件試驗(yàn)

根據(jù)條件試驗(yàn)結(jié)果，確定反應(yīng)的最佳條件為：反應(yīng)溫度60～70 ℃，鋅粉加入量2 g/L，Cu2+離子加入量40 mg/L，不調(diào)pH值，反應(yīng)時(shí)間1.0 h，反應(yīng)結(jié)束抽濾，分析，試驗(yàn)結(jié)果見表7。

表7 最優(yōu)條件試驗(yàn)結(jié)果

2 結(jié)語(yǔ)

(1)對(duì)于含鍺離子高的溶液，其凈化技術(shù)參數(shù)為：反應(yīng)溫度60～70 ℃，鋅粉加入量2 g/L，Cu2+離子加入量40 mg/L，不調(diào)pH值，反應(yīng)時(shí)間1.0 h，該條件下凈化后的溶液能夠滿足電解過程對(duì)鍺離子的要求；

(2)最優(yōu)條件試驗(yàn)結(jié)果，溶液合格率為100%，很好地去除了溶液中的鍺離子，解決了鍺離子引起的燒板問題，提高了新液的質(zhì)量；

(3)凈化反應(yīng)過程鋅粉單耗較以前減少了20%，從而降低了生產(chǎn)成本；

(4)該研究結(jié)果已經(jīng)在凈液分廠工業(yè)化應(yīng)用，達(dá)到了預(yù)期效果，陰極鋅質(zhì)量較之前有了很大提高。

[1] 夏昌祥等.濕法煉鋅[M].北京：冶金工業(yè)出版社.2013.

[2] 彭容秋.鋅冶金[M].長(zhǎng)沙:中南大學(xué)出版社.2005.

Study on purification process of removing germanium in zinc hydrometallurgy

REN Jie，SUN Ming-sheng，CUI Hong-hong，GUO Chun-qing， LIANG Hong-wei

This article studied the purification process of removing germanium in zinc hydrometallurgy. The best condition of removing germanium ions was obtained and the production cost was decreased. Besides, the new solution index of follow-up electro-winning process was optimized and the problem of plate-burning was solved, good effect was achieved.

zinc hydrometallurgy; purification of removing germanium; influencing factors; plate-burning

任杰(1987—)，男，內(nèi)蒙古巴彥淖爾人，大學(xué)本科學(xué)歷，助理工程師，主要從事濕法煉鋅技術(shù)研究工作。

2015-07-07

TF813

B

1672-6103(2016)01-0068-03