一种用湿法炼锌工艺直接产出99.997%电锌的方法与流程

一种用湿法炼锌工艺直接产出99.997％电锌的方法
技术领域
1.本发明属于湿法炼锌技术领域，具体涉及一种用湿法炼锌工艺直接产出99.997％电锌的方法。


背景技术：

2.金属锌具有良好的压延性、耐磨性、抗腐蚀性、铸造性，且有很好的常温机械性，能与多种金属制成性能优良的合金和高端功能材料。以各种形式广泛应用于汽车、建筑、家用电器、船舶、轻工、机械、电池等行业，在有色金属消费中仅次于铜和铝，在国民经济中占有十分重要的地位。在锌的主要终端消费市场中，汽车、电力及建筑行业在过去几年均有很大幅度的增长，随着双碳目标的提出，社会对环保生产提出了更高的要求，用于新能源电力用高品质锌在近年来新能源快速发展的驱动下得到大幅增长，对高品质锌需求更加迫切，这种增长趋势预计在未来一段时间内还会继续。目前世界上85％的锌通过湿法炼锌工艺提取，原则流程为“焙烧－浸出－净化-电积”，产出的电锌品级一般在99.99％～99.995％。
3.近年来，随着自动化水平及管理水平的不断提升，大部分企业电锌品级可达到99.995％(0#锌锭)，但多年来基本都未突破这个峰值。随着当前化合物半导体产业的不断发展，市场对高纯锌的需求越来越大，一般高纯锌的生产以锌冶炼(湿法炼锌占85％，其余占15％)产出的电锌为原料，锌锭的纯度越高，对高纯锌生产越有利。如在现有基础上将湿法炼锌产出的锌锭纯度进一步提高，将对后续5n及以上高纯锌的生产工艺配置、技术经济指标的升级等产生革命性意义。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种用湿法炼锌工艺直接产出99.997％电锌的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
6.一种用湿法炼锌工艺直接产出99.997％电锌的方法，包括如下内容：
7.s1：控制焙烧产出的焙砂中：总s的百分含量≤2、残s的百分含量≤0.4、fe
2+
的百分含量≤0.6、sio2可溶的百分含量≤3.5、zn的百分含量≥55；
8.s2：浸出中浸矿浆先通过传统的浓密机进行液固分离，分离后的浓密上清再经过隔膜压滤机进行压滤，产出的压滤后液即为中上清，控制中上清中的：zn
2+
的含量为140g/l～160g/l、全fe的含量≤6mg/l、亚铁的含量≤2mg/l、mn
2+
的含量为12g/l～16g/l、f-的含量≤5mg/l、c l-的含量≤200mg/l；
9.s3：净化采用三段逆锑工艺，产出的新液要经过冷却塔直接降温，将温度降低至40℃，降温后的新液送至浓密机沉降，浓密上清送电解，浓密底流送压滤机压滤，开路钙镁杂质，控制经过降温除杂后的新液中的：zn
2+
的含量为140g/l～160g/l、cu的含量≤0.015mg/l、sb的含量≤0.02mg/l、co的含量≤0.5mg/l、cd的含量≤0.1mg/l、ge的含量≤0.1mg/l、全fe的含量≤3.5mg/l、温度≤40℃；
10.s4：电解采用500a/m2以上大电流密度组织生产，电解液温度在37℃～40℃；
11.s5：熔铸采用大功率感应电炉，炉内液体温度控制在460℃～480℃，得到zn的含量≥99.997％、杂质含量≤0.003％的电锌。
12.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
13.本发明从湿法炼锌工艺原理入手，通过优化工艺参数，将湿法炼锌工艺产出的阴极锌和电锌品级率从99.995％提高至99.997％，突破传统湿法炼锌工艺产品品质提升困难的行业难题，对整个行业的发展都有极其重要的意义，同时99.997％电锌的产出对于后续5n及以上高纯锌的生产工艺、技术经济指标的升级都有革命性意义，对半导体器件的生产研制也具有重要意义。
附图说明
14.图1为现有技术中湿法炼锌原则工艺流程。
15.图2为本发明中99.997％湿法炼锌工艺流程。
具体实施方式
16.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
17.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.实施例
19.如图2所示，本发明所述的一种用湿法炼锌工艺直接产出99.997％电锌的方法，具体包括如下内容：
20.1.焙烧产出焙砂品质应达到如下要求：
[0021] 总s残sfe
2+
sio2可溶zn百分含量≤2≤0.4≤0.6≤3.5≥55
[0022]
2.浸出中浸矿浆先通过传统的浓密机进行液固分离，分离后的浓密上清再经过隔膜压滤机进行压滤，产出的压滤后液即为中上清，中上清的品质要求如下：
[0023] zn
2+
全fe亚铁mn
2+
f-cl-含量140g/l～160g/l≤6mg/l≤2mg/l12g/l-16g/l≤5mg/l≤200mg/l
[0024]
3.净化采用三段逆锑工艺，产出的新液要经过冷却塔直接降温，将温度降低至40℃，降温后的新液送至浓密机沉降，浓密上清送电解，浓密底流送压滤机压滤，开路钙镁等杂质。经过降温除杂后的新液品质如下：
[0025][0026]
其中：ge≤0.1mg/l是指低于检测限值。
[0027]
4.电解采用500a/m2以上大电流密度组织生产，电解液温度在37℃-40℃，阴极锌品质要求如下：
[0028][0029]
5.熔铸采用大功率感应电炉，炉内液体温度控制在460℃-480℃，严禁超过480℃，否则会导致铁含量的上升。电锌(最终产品)品质如下：
[0030][0031]
试验例
[0032]
某湿法炼锌厂，年产电锌10万吨，极板面积在1.13m2，采用如图2所示的工艺流程，并将工艺控制参数如下时，产出99.997％电锌200t。
[0033][0034][0035]
中上清品质zn
2+
全fe亚铁mn
2+
f-cl-含量148g/l5mg/l1.6mg/l13g/l≤5mg/l≤187mg/l
[0036][0037]
其中，ge低于检测限值。
[0038]
由此可见，从湿法炼锌工艺原理入手，通过采用中上清浓密机+压滤机两级过滤技术和新液冷却除杂技术，对浸出中上清质量控制指标、新液质量控制指标、阴极锌质量控制指标进行优化，能够将湿法炼锌工艺产出的阴极锌和电锌品级率从99.995％提高至99.997％，突破传统湿法炼锌工艺产品品质提升困难的行业难题。

技术特征：
1.一种用湿法炼锌工艺直接产出99.997％电锌的方法，其特征在于，包括如下内容：s1：控制焙烧产出的焙砂中：总s的百分含量≤2、残s的百分含量≤0.4、fe
2+
的百分含量≤0.6、sio2可溶的百分含量≤3.5、zn的百分含量≥55；s2：浸出中浸矿浆先通过传统的浓密机进行液固分离，分离后的浓密上清再经过隔膜压滤机进行压滤，产出的压滤后液即为中上清，控制中上清中的：zn
2+
的含量为140g/l～160g/l、全fe的含量≤6mg/l、亚铁的含量≤2mg/l、mn
2+
的含量为12g/l～16g/l、f-的含量≤5mg/l、cl-的含量≤200mg/l；s3：净化采用三段逆锑工艺，产出的新液要经过冷却塔直接降温，将温度降低至40℃，降温后的新液送至浓密机沉降，浓密上清送电解，浓密底流送压滤机压滤，开路钙镁杂质，控制经过降温除杂后的新液中的：zn
2+
的含量为140g/l～160g/l、cu的含量≤0.015mg/l、sb的含量≤0.02mg/l、co的含量≤0.5mg/l、cd的含量≤0.1mg/l、ge的含量≤0.1mg/l、全fe的含量≤3.5mg/l、温度≤40℃；s4：电解采用500a/m2以上大电流密度组织生产，电解液温度在37℃～40℃；s5：熔铸采用大功率感应电炉，炉内液体温度控制在460℃～480℃，得到zn的含量≥99.997％、杂质含量≤0.003％的电锌。

技术总结
本发明涉及湿法炼锌技术领域，其目的在于提供了一种用湿法炼锌工艺直接产出99.997％电锌的方法，从湿法炼锌工艺原理入手，通过采用中上清浓密机+压滤机两级过滤技术和新液冷却除杂技术，对浸出中上清质量控制指标、新液质量控制指标、阴极锌质量控制指标进行优化，能够将湿法炼锌工艺产出的阴极锌和电锌品级率从99.995％提高至99.997％，突破传统湿法炼锌工艺产品品质提升困难的行业难题，对整个行业的发展都有极其重要的意义，同时99.997％电锌的产出对于后续5N及以上高纯锌的生产工艺、技术经济指标的升级都有革命性意义，对半导体器件的生产研制也具有重要意义。器件的生产研制也具有重要意义。器件的生产研制也具有重要意义。


技术研发人员：金忠 巩燕飞 孙腾笠 张昱琛 王红吉 曾潮琳 乔冯 杨李平 王张斌 梁淳瑜 马卫强 张建新
受保护的技术使用者：白银有色集团股份有限公司
技术研发日：2023.08.16
技术公布日：2023/10/19