硫酸鋅溶液鋅粉置換深度凈化除鈷實驗研究.pdf

1、深度凈化不僅可提高電流效率與電鋅質量,也是實現(xiàn)機械剝鋅的前提條件,是濕法煉鋅溶液凈化的主要發(fā)展趨勢。目前,我國濕法煉鋅溶液凈化技術,與國際先進水平比較,仍有一定差距,存在凈化深度偏低、鋅粉耗量過大等問題,因此,加強這一領域的研究,具有重要意義。
　　 銻鹽法是目前應用最廣的硫酸鋅溶液凈化除鈷工藝。在銻鹽法凈化除鈷中,國內(nèi)外許多工廠都采用向溶液中加入一定量的硫酸銅或一段凈化時保留少量Cu2+、Cd2+的方法,強化鋅粉置換除鈷,但是

2、對Cu2+、Cd2+的加入量及其影響規(guī)律,仍存在較大爭議;此外,在鋅粉凈化除鈷中,鋅粉活性隨凈化時間的延長逐漸降低,以致除鈷速率減緩、鋅粉消耗增加,通常認為,這是由于鋅粉表面生成了堿式硫酸鋅,阻礙傳質過程所致,強化傳質是解決這一問題的思路之一。針對上述兩方面的問題,本論文系統(tǒng)研究了添加Cu2+、Cd2+對銻鹽凈化除鈷的影響,并探索研究了超聲波對銻鹽凈化除鈷過程的作用。
　　 實驗研究了未添加Cu2+、Cd2+條件下的銻鹽凈化除鈷

3、過程?？疾炝虽\粉種類、鋅粉用量、銻鹽用量、溫度、攪拌速度、溶液初始pH值等因素對置換除鈷速率及凈化深度的影響。結果表明,鋅粉性質對置換除鈷影響很大,采用含有少量Pb和Sb、粒度較細的鋅粉,既能加快除鈷速率,提高除鈷的深度、還可減少鋅粉用量;升高溫度可顯著提高除鈷速率,實驗確定鋅粉置換除鈷過程的表觀活化能為90kJ/mol,表明銻鹽凈化除鈷過程為化學步驟控制;實驗確定的最佳工藝條件:溫度85℃,鋅粉用量2 g/L,銻鹽用量3 mg/L,攪

4、拌速度300r/min,溶液初始pH值4。
　　 在銻鹽凈化除鈷最佳條件下,實驗研究了添加Cu2+、Cd2+的影響。結果表明,單獨添加一定量的Cu2+,不但能夠提高除鈷速率,而且可在較少鋅粉用量下,實現(xiàn)溶液深度凈化;在最佳Cu2+添加量50 mg/L下,可使溶液中的[Co2+]在90 min內(nèi)降至0.1 mg/L;單獨添加少量的Cd2+有利于銻鹽凈化除鈷,但其添加量過多(如150 mg/L),反而對除鈷過程有害;同時添加Cu2+

5、、Cd2+,除鈷效果比單獨添加Cu2+時更好,與未添加Cu2+、Cd2+時相比,可以在更低的溫度下使[Co2+]達到更低的水平,實驗確定的最優(yōu)除鉆工藝條件為:[Cu2+]015 mg/L、[Cd2+]015 mg/L、銻鹽用量3 mg/L、鋅粉用量2 g/L、溫度85℃、攪拌速度300 r/min,溶液初始pH值4,在此條件下凈化60min,溶液中[Co2+]降低至0.078mg/L。
　　 探索研究了超聲波對銻鹽凈化除鈷過程的