碱浸电解法从氧化锌.doc

PAGE PAGE 7 碱浸—电解法从氧化锌（矿、泥、尘、渣)中生产高纯度金属锌粉? 专利号：ZL0311674.3? 专利申请号：200610024601.1 200510048751.1 200520100061.1 ? 工艺说明书?? ?????????? 赵由才 教授?博士生导师 同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室副主任?? 电话：(021? 传真???E-?mai1： HYPERLINK mailto:zhaoyoucai@ zhaoyoucai@????????????? ???????????????? ?易天晟? 高级工程师 ????????同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室???????????????????昆明同越科技开发有限公司??  联系电话：0871-5731528??5742822???????  HYPERLINK E-mail:? HYPERLINK mailto:tdkj1999@ tdkj1999@? 一、本技术的背景?????? 2006年6月份，伦敦金属交易市场（London?Metal?Exchange,? HYPERLINK http://www.lme.co.uk/ www.lme.co.uk）上二号金属锌锭售价3300美元/吨现钞，国内价格应该加上税收与差价，售价在2.6万元/吨锌。金属锌粉不在伦敦金属交易市场交易，二级锌粉价格一般比锌锭高20％价格，即2006年6月份，二级锌粉在国内售价为28000元左右/吨。???????采用上述传统酸法生产出来的锌锭，单生产成本就达24000元人民币/吨以上。更严重的是，传统酸法只能采用含锌40%以上的闪锌矿作原料，否则成本更高。然而，这种高品位闪锌矿的储量已经相当匮乏，在国内市场上采购的难度越来越大，生产成本提高，企业难于承受。?? ??? 目前，全世界年消耗锌近百万吨，在这些所消耗的锌中，80-90%来自一次资源（即锌矿资源）。金属锌已经成为工业和农业重要的原材料。在这些一次资源中，又以含锌40%以上的闪锌矿（即硫化锌矿）为主。就我国来讲，这种高品位的闪锌矿储量已经越来越少，属于匮乏矿产.???????传统的金属锌冶炼包括闪锌矿焙烧-酸浸-除杂-酸电解。这个工艺存在许多问题。首先是焙烧过程中产生大量二氧化硫，即使采用制酸法部分回收二氧化硫，在焙烧过程中造成的环境污染也是相当严重的。第二是酸浸液除杂阶段。焙烧矿用浓硫酸浸取后，矿里的杂质，包括铅、铜、铁、钙等基本上与锌一起进入溶液中，从浸取液中分离这些杂质，流程极其复杂，过程难于控制，同时需要消耗大量的锌粉和其它化合物。在中和除铁时，由于氢氧化铁的夹带，锌的损失也是相当大。第三是电解阶段。在这阶段，必须严格控制电流密度，绝对不允许断电，否则，已经电解出来的金属锌又会溶解到电解液中。另外，电解液不能含氯离子，否则极板易被烧板，使之报废。?? ??? 在上述的传统酸法生产过程中，仅闪锌矿焙烧原料就达20000元/吨锌，加上5000度电/吨锌、人工、折旧、税收、管理等，总成本大约为24000元/吨，利润较低。???????除了闪锌矿外，另一个锌矿资源是氧化锌矿或氧化锌泥（尘、渣）。据初步调查，在云南，氧化锌矿储存量至少以百万吨金属锌计，开发应用氧化锌矿（特别是贫杂矿）的冶炼方法，是今后我国锌冶炼工业的重要任务。然而，无论是国内还是国外，氧化锌矿（包括红锌矿、菱锌矿、硅锌矿、酸法电解锌铸锭过程中产生的含氯氧化锌浮渣）、含锌污泥/尘/渣等的利用却长期未能实施。主要原因是酸法很难应用于这些锌资源的冶炼。一般来讲，氧化锌矿含硅很高，酸溶解时产生胶体硅酸，使浸取液与浸取渣无法有效分离。另外，氧化锌矿的主要矿种是菱锌矿。这种矿一遇到酸，立即产生大量的二氧化碳气体，使浸取无法进行下去。同时，氧化锌矿含锌较低，一般在20%以下，绝大部分在4-10%之间，采用酸法浸取，耗酸量太大，生产成本极高。可以认为，酸法不宜应用于氧化锌矿的冶炼。???????对于氧化锌泥（尘）来讲，与上述氧化锌矿一样，采用传统的酸法冶炼是困难的，成本偏高，流程十分复杂，过程极难控制。目前，国内外尚无直接利用氧化锌矿或氧化锌泥（尘）作为原料生产金属锌的厂家出现。???????酸洗液、电镀废液等含锌废液的处理方法是加入石灰等把锌沉淀出来。然而形成的锌渣长期废弃或堆放，不仅对环境造成污染，同时也是对资源的极大浪费。???????锌粉尘是转炉和电炉炼钢过程中所产生的含锌、铁、铅和碳的有毒固体废弃物，锌的含量一般为5-20%。生产1t