1.本發(fā)明屬于濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氯化物體系濕法煉鋅工藝。

背景技術(shù)：

2.濕法煉鋅即鋅的濕法冶煉過程，也稱為電解鋅。目前傳統(tǒng)的電解鋅生產(chǎn)，是在硫酸——硫酸鹽體系下進(jìn)行的。該工藝是以硫酸為浸出劑，對(duì)氧化鋅原料進(jìn)行浸出。浸出液通過凈化除雜后，與一定濃度的硫酸混合成電解液，最后在電解槽內(nèi)通過電解，在陰極得到鋅皮或鋅板。該工藝目前已成型數(shù)十年之久，在生產(chǎn)中不斷摸索完善，目前已成為濕法煉鋅的主流工藝。但經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)，其本身具有一定的缺陷：1.在該體系中，電解時(shí)使用的是鉛合金陽極，該陽極對(duì)氯離子耐受度低，當(dāng)系統(tǒng)中存在一定濃度的氯離子時(shí)，會(huì)因腐蝕嚴(yán)重縮短使用壽命；2.該體系必須依賴高錳酸鉀、雙氧水等作為氧化劑進(jìn)行除鐵操作，其中高錳酸鉀價(jià)格較高，且作為第三類易制毒化學(xué)品，管控較嚴(yán)格，采購和庫管成本較高，雙氧水價(jià)格較低，但易分解，氧化效率低；3.電流效率低、槽電壓高且易發(fā)生燒板故障。

3.近年來新出現(xiàn)了一種冶煉工藝，是以氯化銨溶液為主要體系，進(jìn)行電解生產(chǎn)的方法。該方法使用nh3?

nh4cl作為浸出劑，浸出液通過凈化除雜后，在中性

?

弱酸性條件下進(jìn)行電解，最終得到鋅板。該工藝具有對(duì)氯耐受度高，工藝流程短、槽電壓低、電流效率高等優(yōu)點(diǎn)。但經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，其具有如下缺陷：1.zn(nh3)2cl2溶解度較低，難以制得高濃度溶液，動(dòng)力消耗成本高；2.zn(nh3)2cl2溶解度隨溫度變化大，在溫度降低時(shí)，會(huì)有大量結(jié)晶析出，造成管道堵塞等故障；3.電解時(shí)消耗氨，須定量補(bǔ)充液氨或氨水，成本高；4.氯的耐受度存在上限；5.原料中如含有鉀鈉離子，會(huì)在液體中富集，并降低銨根離子濃度，進(jìn)而導(dǎo)致浸出率下降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

4.本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在問題，提供了一種氯化物體系濕法煉鋅工藝，本工藝以氯氣為浸出劑對(duì)氧化鋅、硫化鋅原料進(jìn)行浸出，浸出后得到以氯化鋅為主要成分的水溶液。將此水溶液進(jìn)行凈化，除去其中的鉛、銅、銦、等雜質(zhì)，得到氯化鋅電解液。將電解液泵入電解槽內(nèi)，通電進(jìn)行電解，陽極析出的氯氣通過管道集中輸送至浸出工序，對(duì)原料進(jìn)行浸出，在陰極析出金屬鋅，將此金屬鋅從陰極表面剝離下來得到產(chǎn)品鋅板。

5.為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

6.一種氯化物體系濕法煉鋅工藝，具體包括如下步驟：

7.s1：將含鋅原料與水或電解質(zhì)溶液按1:2.5～1:10的比例混合，攪拌調(diào)成泥漿狀混合物；

8.s2：將所述步驟s1中的混合物與氯氣混合，讓混合物與氯氣充分進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)完全后，得到液體混合物；

9.s3：對(duì)所述步驟s2中得到的液體混合物進(jìn)行檢測，檢測合格后進(jìn)行過濾，得到濾渣和浸出液；

10.s4：對(duì)所述步驟s3中得到的浸出液進(jìn)行凈化，得到含雜質(zhì)較低的氯化鋅溶液——鋅液；

11.s5：將所述步驟s4中得到的鋅液加入電解槽中進(jìn)行電解，控制電流密度在300～1000a/m2之間，在陰極板上析出金屬鋅，陽極表面產(chǎn)生的氣體通過引氣管道引入到步驟s2進(jìn)行浸出；

12.s6：當(dāng)鋅液中的鋅含量降低至7～50g/l的范圍內(nèi)時(shí)，更換鋅液，繼續(xù)電解；

13.s7：當(dāng)電解進(jìn)行至不少于20小時(shí)后，將陰極板提出電解槽槽面，從陰極板上剝離出鋅板，剝離鋅板后，對(duì)陰極板進(jìn)行處理，處理后的陰極板繼續(xù)放入電解槽內(nèi)進(jìn)行電解。

14.所述步驟s1中的含鋅原料為氧化鋅物料、硫化鋅物料或其他再生鋅物料。

15.所述步驟s3中對(duì)濾液的檢測可以是通過化驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算得到結(jié)論，也可以是通過測量濾液的氧化還原電位作為判定標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)化驗(yàn)出液體混合物中含有≥5g/l的硫酸根離子時(shí)，可在過濾前向液體混合物中以化學(xué)反應(yīng)計(jì)量的1～1.5倍加入氯化鈣或氫氧化鈣，再攪拌15～60分鐘后進(jìn)行過濾，以除去液體混合物中的硫酸根。

16.所述步驟s3中浸出液的ph值應(yīng)控制在2.5～5.5之間。

17.所述步驟s4中浸出液的凈化方法包括但不限于：金屬鋅置換、控制電壓梯度和電流密度的電解還原、以及通過氧化水解進(jìn)行沉淀。

18.所述步驟s5中的電解槽為隔膜電解槽，隔膜電解槽的隔膜選用陰離子交換膜、陽離子交換膜或丙綸材質(zhì)的濾布。

19.所述步驟s5中電解時(shí)使用的陽極材料為dsa陽極、石墨陽極中的一種，電解時(shí)使用的陰極材料為鋁板、鈦板或不銹鋼板中的一種。

20.所述步驟s5中電解時(shí)為抑制枝晶的產(chǎn)生，需向電解液中添加一定濃度的多肽化學(xué)品添加劑，化學(xué)品添加劑的種類可以是多肽，也可以是聚醚或他們的復(fù)配物，其中化學(xué)品添加劑中應(yīng)包含如下官能團(tuán)：

?

co

?

nh

?

、

?

ch2?

o

?

ch2?

，且在單一分子中，官能團(tuán)的數(shù)量應(yīng)≥20。

21.所述步驟s6中更換鋅液的方法可以是全部更換，也可以是部分更換，其中更換下來的液體可返回步驟s1中進(jìn)行調(diào)漿。

22.所述步驟s7中為便于鋅板的剝離，可對(duì)上述陰極板進(jìn)行處置，處置方法包括但不限于：用添加劑對(duì)陰極板進(jìn)行浸泡后再置入電解槽進(jìn)行電解、對(duì)陰極板進(jìn)行氧化鍍膜處理后再置入電解槽進(jìn)行電解。

23.與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

24.1)本發(fā)明的以氯氣為浸出劑對(duì)含鋅物料進(jìn)行浸出，可使用的原料既包括常規(guī)的氧化鋅物料，也包括硫化鋅物料，而且還包括其他再生鋅物料，材料來源廣，價(jià)廉易得；

25.2)本發(fā)明的整個(gè)循環(huán)過程中全部使用氯化物體系，在中性

?

弱酸性條件下即可進(jìn)行電解，電解周期長；

26.3)本發(fā)明的工藝路線簡單，可得到含鋅≥100g/l的鋅液，沒有結(jié)晶析出等故障的困擾，產(chǎn)品得率高，易于規(guī)?；a(chǎn)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和市場前景。

附圖說明

27.圖1是本發(fā)明實(shí)施例的工藝流程簡圖。

28.圖2是本發(fā)明實(shí)施例中電解槽的側(cè)視圖。

29.圖3是本發(fā)明實(shí)施例中電解槽的俯視圖。

30.圖4是本發(fā)明實(shí)施例中剝離的鋅板斷面圖。

31.圖5是本發(fā)明實(shí)施例中剝離的鋅板厚度測量圖。

具體實(shí)施方式

32.下面將結(jié)合具體實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明，在此本發(fā)明的示意性實(shí)施例以及說明來解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

33.為了更好地理解本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性內(nèi)容，進(jìn)行以下說明：

34.1.傳統(tǒng)的電解鋅生產(chǎn)，是在硫酸——硫酸鹽體系下進(jìn)行的。其過程可表示為如下三個(gè)反應(yīng)：

35.浸出：zno+h2so4＝znso4+h2o

36.凈化：(m代表雜質(zhì)離子，并假定m為x價(jià))

37.x zn+m2(so4)

x

＝x znso4+2m

38.電解：2znso4+2h2o＝2zn+2h2so4+o239.該工藝的缺陷是：

40.1)在該體系中，電解時(shí)使用的是鉛合金陽極。該陽極對(duì)氯離子耐受度低，當(dāng)系統(tǒng)中存在一定濃度的氯離子時(shí)，會(huì)因腐蝕嚴(yán)重縮短使用壽命，因此，為減少鉛合金陽極的腐蝕消耗，延長其使用壽命，必須在電解液中增加錳離子：

41.當(dāng)氯離子濃度≤100mg/l，錳離子3～4g/l時(shí)，使用壽命約為18個(gè)月；當(dāng)氯離子濃度≈500mg/l，錳離子3～4g/l時(shí)，使用壽命縮短為2～3個(gè)月；當(dāng)氯離子濃度≈500mg/l，錳離子8～12g/l時(shí)，使用壽命縮短為5～6個(gè)月；

42.但錳離子的添加又會(huì)在電解時(shí)產(chǎn)生大量二氧化錳陽極泥，惡化電解液環(huán)境，每隔一段周期(工業(yè)生產(chǎn)中一般為3～6個(gè)月)必須要對(duì)電解槽底沉積的陽極泥進(jìn)行清理，且該體系中氯離子的去除較為困難，成本很高。

43.2)該體系必須依賴高錳酸鉀、雙氧水等作為氧化劑進(jìn)行除鐵操作。其中高錳酸鉀價(jià)格較高，且作為第三類易制毒化學(xué)品，管控較嚴(yán)格，采購和庫管成本較高；雙氧水價(jià)格較低，但易分解，氧化效率低——往往需要過量1～2倍才能充分起到氧化作用。該體系在電解時(shí)，采用的電解液體系是硫酸——硫酸鋅混合溶液，其中鋅含量≈50g/l，硫酸含量≈150g/l(沒有有如此高濃度的硫酸，溶液導(dǎo)電性太差，電解幾乎無法進(jìn)行)。在生產(chǎn)中，槽電壓≈3.4v(理論值約為2.3v，即使考慮進(jìn)超電勢影響，也應(yīng)≤2.7v)。由于在強(qiáng)酸性條件下，易發(fā)生氫離子競爭放電等副反應(yīng)的影響，該體系電流效率較低，目前生產(chǎn)的平均數(shù)據(jù)≈92％，部分廠家甚至≤90％。為了確保陰極能穩(wěn)定析出鋅，必須通過材料、參數(shù)的選擇，增大氫的超電勢。一旦某個(gè)參數(shù)出現(xiàn)錯(cuò)誤或陰極表面出現(xiàn)問題，造成氫超電勢降低，會(huì)導(dǎo)致陰極電流大量用于析出氫氣，而陰極已析出的鋅會(huì)在高濃度的硫酸里迅速發(fā)生溶解，此故障稱為燒板。

44.2.近年來新出現(xiàn)了一種冶煉工藝，是以氯化銨溶液為主要體系，進(jìn)行電解生產(chǎn)的方法，其主要過程可簡化表示為如下三個(gè)的反應(yīng)：

45.浸出：2nh4cl+zno＝zn(nh3)2cl2+h2o

46.凈化：(以m代表雜質(zhì)離子，并均簡化為簡單離子形態(tài))

47.2m

x+

+x zn＝2m+x zn

2+

48.電解：3zn(nh3)2cl2+2nh3＝3zn+6nh4cl+n249.該工藝的缺陷是：

50.1)zn(nh3)2cl2溶解度較低，難以制得高濃度溶液。故每生產(chǎn)一噸鋅所需的溶液體積較大(需要40～100立方，而傳統(tǒng)硫酸體系只需10立方)，動(dòng)力消耗成本高。

51.2)zn(nh3)2cl2溶解度隨溫度變化大，需要維持系統(tǒng)較高的溫度才能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定，一旦降溫，會(huì)大量結(jié)晶析出，造成管道堵塞等生產(chǎn)故障。

52.3)電解時(shí)消耗氨(生成氮?dú)?，為保持系統(tǒng)的穩(wěn)定，必須定量補(bǔ)充氨(液氨或氨水)，成本高。

53.4)氯的耐受度存在上限。為保持系統(tǒng)的穩(wěn)定和各組分的平衡，原料中氯離子濃度必須≤8％。

54.5)原料中如含有鉀鈉離子，會(huì)在液體中富集，并降低銨根離子濃度。當(dāng)銨根離子濃度降低至一定程度時(shí)，會(huì)導(dǎo)致浸出率下降——直至無法有效浸出。

55.實(shí)施例

56.因此，鑒于上述方法的缺陷，本發(fā)明提供了一種氯化物體系濕法煉鋅工藝，本工藝的流程如圖1，其反應(yīng)過程可簡略表示為：

57.氧化鋅浸出：cl2+h2o＝hcl+hclo

58.2hclo＝2hcl+o2(光照或催化劑作用下次氯酸分解)

59.2hcl+zno＝zncl2+h2o

60.硫化鋅浸出：zns+cl2＝zncl2+s

61.電解：zncl2＝zn+cl262.本工藝?yán)秒娊鈺r(shí)陽極產(chǎn)生的氯氣對(duì)氧化鋅、硫化鋅原料進(jìn)行浸出，浸出后得到以氯化鋅為主要成分的水溶液。將此水溶液進(jìn)行凈化，除去其中的鉛、銅、銦、等雜質(zhì)，得到氯化鋅電解液。將電解液泵入電解槽內(nèi)，通電進(jìn)行電解，陽極析出的氯氣通過管道集中輸送至浸出工序，對(duì)原料進(jìn)行浸出，在陰極析出金屬鋅，將此金屬鋅從陰極表面剝離下來得到產(chǎn)品：鋅板。

63.其具體操作步驟為：

64.1)將含鋅原料(氧化鋅或硫化鋅)與水或電解質(zhì)溶液按1:2.5～1:10的比例混合，攪拌調(diào)成泥漿狀混合物。

65.2)將步驟1中的泥漿狀混合物與氯氣充分混合發(fā)生反應(yīng)。

66.3)上述步驟2在反應(yīng)完全后，過濾，得到濾渣和浸出液。判斷反應(yīng)完全的參數(shù)，可以是通過化驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算得到結(jié)論，也可以是通過測量混合液的氧化還原電位——以高于某值作為判定標(biāo)準(zhǔn)。在本步驟中，如果化驗(yàn)出液體中含有較高濃度的硫酸根離子(≥5g/l)，可在過濾前向液體混合物中加入一定量的氯化鈣或氫氧化鈣(化學(xué)反應(yīng)計(jì)量的1～1.5倍)，再攪拌15～60分鐘后進(jìn)行過濾，以除去硫酸根。

67.4)步驟3得到的浸出液，通過合適的凈化過程，得到含雜質(zhì)較低的氯化鋅溶液——鋅液。

68.5)將上述步驟4得到的鋅液加入電解槽中進(jìn)行電解。控制電流密度在300～1000a/m2之間，在陰極上析出金屬鋅。

69.6)在上述步驟5進(jìn)行的同時(shí)，陽極產(chǎn)生的氣體通過設(shè)置專門的引氣管道，將生成的

氣體引入到步驟2中進(jìn)行浸出。

70.7)通電電解的過程中液體中的鋅含量會(huì)降低，當(dāng)步驟6進(jìn)行中，液體中的鋅含量降低至7～50g/l的范圍內(nèi)時(shí)，更換液體，繼續(xù)電解。更換液體的方法可以是全部更換，也可以是部分更換——即放出部分含鋅低的液體(被稱為電解廢液)，然后補(bǔ)入等量的鋅液。其中更換下來的電解廢液可返回步驟1進(jìn)行調(diào)漿。

71.8)電解進(jìn)行至≥20小時(shí)后，將陰極板提出槽面，可剝離出足夠厚度的鋅板，剝離鋅板后，陰極板進(jìn)行處理，處理后的陰極板繼續(xù)放入電解槽內(nèi)進(jìn)行電解。

72.上述步驟表現(xiàn)為一個(gè)完整的循環(huán)，在循環(huán)中，含鋅物料通過一系列反應(yīng)過程，最終得到金屬鋅產(chǎn)品。

73.其主要特點(diǎn)為：區(qū)別于傳統(tǒng)的硫酸體系，本發(fā)明的整個(gè)循環(huán)過程中全部使用氯化物體系；區(qū)別于氨法工藝，本發(fā)明以氯氣為浸出劑對(duì)含鋅物料進(jìn)行浸出，本發(fā)明可使用的原料既包括常規(guī)的氧化鋅物料，也包括硫化鋅物料，而且還包括能直接處理高氟氯的再生鋅物料，可得到含鋅≥100g/l的鋅液，沒有結(jié)晶等故障的困擾；區(qū)別于傳統(tǒng)硫酸體系的強(qiáng)酸性條件下電解，本發(fā)明在中性

?

弱酸性條件下即可電解；區(qū)別于現(xiàn)有的所有工藝，本發(fā)明在電解時(shí)電流密度最高可達(dá)到1000a/m2，電解周期可延長至72h甚至更長，本發(fā)明在電解時(shí)，陽極產(chǎn)生的氣體通過管道收集并加以利用。

74.本工藝中，浸出液的ph值應(yīng)控制在2.5～5.5之間，以確保原料中的鋅充分溶解的同時(shí)避免鋅離子水解，同時(shí)還能避免原料中的鐵過多的溶解進(jìn)入溶液。

75.本工藝中，浸出液的凈化過程可使用的方法包括但不限于：金屬鋅(顆粒狀、塊狀或粉狀等形態(tài))置換反應(yīng)，控制電壓梯度、電流密度的電解還原過程，通過氧化水解進(jìn)行沉淀的過程等，凈化的目的是除去溶液中的鉛、銅等電負(fù)性比鋅強(qiáng)的雜質(zhì)元素。其標(biāo)準(zhǔn)一般為：

76.元素pbcucocdas含量≤10mg/l1mg/l5mg/l10mg/l1mg/l

77.如要生產(chǎn)更高純度的金屬鋅產(chǎn)品，則標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)相應(yīng)提高。如要生產(chǎn)純度≥99.995％的高純度金屬鋅，則標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該為：

78.元素pbcucocdas含量≤1mg/l0.1mg/l1mg/l1mg/l0.1mg/l

79.本工藝中，該過程應(yīng)在隔膜電解槽中進(jìn)行，或在普通電解槽中，使用陽極組件——詳見發(fā)明專利《一種濕法冶金電解槽陽極組件》代替一般陽極；

80.本工藝中，電解時(shí)使用的陽極材料：優(yōu)選dsa陽極，所述dsa陽極以鈦材為基體，表面涂覆釕銥涂層，其次為石墨陽極。

81.隔膜電解槽的隔膜優(yōu)選陰離子交換膜，其次為陽離子交換膜，次為丙綸材質(zhì)的濾布，次為其他材質(zhì)的過濾材料。

82.陰極選用的材料：優(yōu)選鋁板，其次為鈦板、再次為不銹鋼板，最次為其他導(dǎo)電材料制成的陰極板。

83.本工藝中，電解時(shí)為抑制枝晶的產(chǎn)生，需向電解液中添加一定濃度的添加劑，可以是明膠、骨膠等多肽類化學(xué)品，也可以是聚醚等其他類型的其他人工合成的專用添加劑，所述添加劑中應(yīng)包含如下官能團(tuán)：

?

co

?

nh

?

、

?

ch2?

o

?

ch2?

.且在單一分子中，官能團(tuán)的數(shù)量應(yīng)≥

20。

84.為便于陰極鋅板的剝離，可對(duì)上述陰極板進(jìn)行一定的處置方式，處置方法包括但不限于：用特定的添加劑對(duì)陰極板進(jìn)行浸泡后在置入電解槽進(jìn)行電解、對(duì)陰極板進(jìn)行氧化鍍膜處理后再置入電解槽進(jìn)行電解。

85.本工藝中，為確保電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性(僅為保障導(dǎo)電性)，故溶液中除氯化鋅外，應(yīng)保留一定濃度的氯化鈉、氯化鉀或氯化銨等惰性電解質(zhì)成分。具體要求為：1.浸出與電解時(shí)陽離子不參與反應(yīng)；2.陰離子必須是氯離子；3.中性至弱酸性條件下，不會(huì)發(fā)生水解、氧化還原等化學(xué)反應(yīng)；4.水溶液電導(dǎo)率較高。

86.本工藝中，為確保電解時(shí)ph能保持在合適的范圍內(nèi)，防止出現(xiàn)鋅離子的水解或酸度過低等故障，在電解的同時(shí)，應(yīng)根據(jù)溶液的ph值變化，適度向溶液中添加氫氧化鈉或鹽酸，以維持其ph在3.0～5.0之間，不發(fā)生大的偏差。

87.本發(fā)明的具體實(shí)施例如下：

88.實(shí)施例1

89.含鋅原料為再生鋅原料，將再生鋅原料研磨至細(xì)度為200～400目，化驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

90.znclsfecupbcd51.7％12.2％0.13％5.2％0.04％3.7％0.29％

91.znclfecupb+cdk+naph29g/l116g/l3.88mg/l

?

2.2mg/l77.3g/l4.8

92.另有電解廢液成分?jǐn)?shù)據(jù)如下：

93.取上述固體粉末原料3.5kg，與14l電解廢液混合，攪拌成均勻漿狀物，以2.5l/min的速度泵入具有特殊構(gòu)造的填料吸收塔中，向進(jìn)氣管道通入氯氣(含有空氣，氯氣純度≈55％)，通入速率約為10l/min，所述填料吸收塔的具體結(jié)構(gòu)和氯氣通入的具體實(shí)施過程詳見申請(qǐng)?zhí)枮?02010256940.2的中國發(fā)明專利《一種由氯氣制備氯化物水溶液的裝置和使用方法》。

94.通氣過程中，每半小時(shí)檢測液體的ph，并通過滴加氫氧化鈉或鹽酸溶液，保持液體的ph始終在3.5～5.0之間。約120分鐘后，測得液體中的氧化還原電位約為150mv時(shí)，降低進(jìn)氣速率為2～2.5l/min，繼續(xù)通氣，約38分鐘后，測得液體的氧化還原電位達(dá)到380mv，停止通氣，將混合液過濾。濾液化驗(yàn)數(shù)據(jù)

95.znclfecupbcdph144.6g/l274g/l28.8mg/l96mg/l8.27g/l690.9mg/l3.5

96.如下：

97.將此濾液放入旋轉(zhuǎn)式電化學(xué)反應(yīng)器，以2.3v的電壓進(jìn)行電解處理。

98.znclfecupbcdph143.9g/l266g/l21mg/l0.07mg/l17mg/l49mg/l3.8

99.2.5h后，液體成分如下：

100.將此液體放入攪拌槽中，按1g/l加入鋅粉，在200轉(zhuǎn)每分鐘的強(qiáng)度下攪拌反應(yīng)45分鐘，然后過濾，得到鋅液：

101.znclfecupbcdph

144.1g/l266g/l17mg/l——0.2mg/l0.8mg/l4.0

102.準(zhǔn)備如圖2

?

3所示的電解槽：

103.其中陽極組件使用石墨板作為陽極，用陰離子交換膜作為隔膜材料，所有陽極組件的導(dǎo)氣孔均連接至氯氣主管道。在陽極組件中預(yù)先裝入用鹽酸調(diào)節(jié)好ph值(3.0～5.0)的氯化鈉溶液(也可以是氯化鉀等其他氯化物，甚至可以是前面步驟中制得的鋅液)。

104.將上述鋅液泵入電解槽中，通電，以550a/m2的電流密度電解。

105.控制鋅含量≤30g/l即作為電解廢液進(jìn)行更換。

106.重復(fù)上述過程，持續(xù)48h，陰極得到如圖4

?

5中厚度約為5mm的鋅板，圖4

?

5為用切割機(jī)切開的鋅板斷面；

107.為說明本工藝與傳統(tǒng)工藝的區(qū)別，特進(jìn)行以下說明：傳統(tǒng)酸法工藝中，含氯這么高的原料無法直接使用，而這么高的氯，除氯成本勢必十分高昂。即便是氨法工藝，這么高的氯含量直接使用的話，也勢必會(huì)造成結(jié)晶等故障的發(fā)生。而且，不管采用上述哪種方法，都無法在這么高的電流密度(550a/m2)下，電解這么長時(shí)間(48h)而得到平整的鋅板。

108.實(shí)施例2

109.含鋅原料為硫化鋅原料，將硫化鋅原料研磨至細(xì)度為200～400目，化驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

110.元素sznpbcusife含量％26.250.82.060.0174.75.8

111.znclfecupb+cdk+naph31g/l133.7g/l10.5mg/l

?

0.8mg/l86.6g/l5.4

112.另有電解廢液成分?jǐn)?shù)據(jù)如下：

113.取上述固體粉末原料3.5kg，與17l電解廢液混合，攪拌成均勻漿狀物，以2.5l/min的速度泵入填料吸收塔，向進(jìn)氣管道通入氯氣(含有空氣，氯氣純度≈55％)，通入速率約為10l/min。

114.通氣過程中，每半小時(shí)檢測液體的ph，并通過滴加氫氧化鈉或鹽酸溶液，保持液體的ph始終在3.5～5.0之間。約100分鐘后，當(dāng)測得液體中的氧化還原電位約為150mv時(shí)，降低進(jìn)氣速率至2～2.5l/min，繼續(xù)通氣，約45分鐘后，測得液體的氧化還原電位達(dá)到362mv，停止通氣，將混合液過濾。濾液化驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

115.元素znpbcufe含量g/l122.73.110.030.04

116.將此濾液放入旋轉(zhuǎn)式電化學(xué)反應(yīng)器，以2.3v的電壓進(jìn)行電解處理。

117.110分鐘后，液體成分如下：

118.znclfecupb121g/l247g/l24mg/l——11mg/l

119.將此液體放入攪拌槽中，按1g/l加入鋅粉，在200轉(zhuǎn)每分鐘的強(qiáng)度下攪拌反應(yīng)45分鐘，然后過濾，得到鋅液：

120.znclfecupb144.1g/l266g/l17mg/l——0.2mg/l

121.準(zhǔn)備如圖2

?

3所示的電解槽，陽極組件、陰極等設(shè)置不變。

122.將上述鋅液泵入電解槽中，通電，以450a/m2的電流密度電解。

123.控制鋅含量≤30g/l即作為電解廢液進(jìn)行更換。

124.重復(fù)上述過程，持續(xù)24h，陰極得到表面平整的鋅板。

125.在其他工藝中，只有氧壓浸出能直接利用硫化鋅礦物進(jìn)行濕法冶煉。其與本工藝的區(qū)別在于，氧壓浸出需要高壓高溫下，向漿料中鼓入空氣或富氧空氣進(jìn)行氧化浸出。

126.以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的原理以及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只適用于幫助理解本發(fā)明實(shí)施例的原理。技術(shù)特征：

1.一種氯化物體系濕法煉鋅工藝，其特征在于，具體包括如下步驟：s1：將含鋅原料與電解質(zhì)溶液按1:2.5～1:10的比例混合，攪拌調(diào)成泥漿狀混合物；s2：將所述步驟s1中的混合物與氯氣混合，讓混合物與氯氣充分進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)完全后，得到液體混合物；s3：對(duì)所述步驟s2中得到的液體混合物進(jìn)行檢測，檢測合格后進(jìn)行過濾，得到濾渣和浸出液；s4：對(duì)所述步驟s3中得到的浸出液進(jìn)行凈化，得到含雜質(zhì)較低的氯化鋅溶液——鋅液；s5：將所述步驟s4中得到的鋅液加入電解槽中進(jìn)行電解，控制電流密度在300～1000a/m2之間，在陰極板上析出金屬鋅，陽極表面陽極表面產(chǎn)生的氣體通過引氣管道引入到步驟s2進(jìn)行浸出；s6：當(dāng)鋅液中的鋅含量降低至7～50g/l的范圍內(nèi)時(shí)，更換鋅液，繼續(xù)電解；s7：當(dāng)電解進(jìn)行至不少于20小時(shí)后，將陰極板提出電解槽槽面，從陰極板上剝離出鋅板，剝離鋅板后，對(duì)陰極板進(jìn)行處理，處理后的陰極板繼續(xù)放入電解槽內(nèi)進(jìn)行電解。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氯化物體系濕法煉鋅工藝，其特征在于：所述步驟s1中的含鋅原料為氧化鋅物料、硫化鋅物料或其他再生鋅物料。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氯化物體系濕法煉鋅工藝，其特征在于：所述步驟s3中對(duì)濾液的檢測可以是通過化驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算得到結(jié)論，也可以是通過測量濾液的氧化還原電位作為判定標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)化驗(yàn)出液體混合物中含有≥5g/l的硫酸根離子時(shí)，可在過濾前向液體混合物中以化學(xué)反應(yīng)計(jì)量的1～1.5倍加入氯化鈣或氫氧化鈣，再攪拌15～60分鐘后進(jìn)行過濾，以除去液體混合物中的硫酸根。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氯化物體系濕法煉鋅工藝，其特征在于：所述步驟s3中浸出液的ph值應(yīng)控制在2.5～5.5之間。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氯化物體系濕法煉鋅工藝，其特征在于：所述步驟s4中浸出液的凈化方法包括但不限于：金屬鋅置換、控制電壓梯度和電流密度的電解還原、以及通過氧化水解進(jìn)行沉淀。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氯化物體系濕法煉鋅工藝，其特征在于：所述步驟s5中的電解槽為隔膜電解槽，隔膜電解槽的隔膜選用陰離子交換膜、陽離子交換膜或丙綸材質(zhì)的濾布。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氯化物體系濕法煉鋅工藝，其特征在于：所述步驟s5中電解時(shí)使用的陽極材料為dsa陽極、石墨陽極中的一種，電解時(shí)使用的陰極材料為鋁板、鈦板或不銹鋼板中的一種。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氯化物體系濕法煉鋅工藝，其特征在于：所述步驟s5中電解時(shí)為抑制枝晶的產(chǎn)生，需向電解液中添加一定濃度的多肽化學(xué)品添加劑，化學(xué)品添加劑的種類可以是多肽，也可以是聚醚或多肽和聚醚的復(fù)配物，其中化學(xué)品添加劑中應(yīng)包含如下官能團(tuán)：

?

co

?

nh

?

、

?

ch2?

o

?

ch2?

，且在單一分子中，官能團(tuán)的數(shù)量應(yīng)≥20。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氯化物體系濕法煉鋅工藝，其特征在于：所述步驟s6中更換鋅液的方法可以是全部更換，也可以是部分更換，其中更換下來的液體可返回步驟s1中進(jìn)行調(diào)漿。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氯化物體系濕法煉鋅工藝，其特征在于：所述步驟s7中

為便于鋅板的剝離，可對(duì)上述陰極板進(jìn)行處置，處置方法包括但不限于：用添加劑對(duì)陰極板進(jìn)行浸泡后再置入電解槽進(jìn)行電解、對(duì)陰極板進(jìn)行氧化鍍膜處理后再置入電解槽進(jìn)行電解。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種氯化物體系濕法煉鋅工藝，屬于濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明以氯氣為浸出劑對(duì)氧化鋅、硫化鋅原料進(jìn)行浸出，浸出后得到以氯化鋅為主要成分的水溶液，除去水溶液中的鉛、銅、銦、等雜質(zhì)，得到氯化鋅電解液，將電解液泵入電解槽內(nèi)進(jìn)行電解，陽極析出的氣體通過管道集中輸送至浸出工序，對(duì)原料進(jìn)行浸出，在陰極析出金屬鋅，將此金屬鋅從陰極表面剝離下來得到產(chǎn)品鋅板。本發(fā)明的整個(gè)循環(huán)過程中全部使用氯化物體系，以氯氣為浸出劑對(duì)含鋅物料進(jìn)行浸出，在中性

技術(shù)研發(fā)人員：申鴻志

受保護(hù)的技術(shù)使用者：白銀原點(diǎn)科技有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.07.22

技術(shù)公布日：2021/11/2