改善电解锌剥离状况的研究与应用

王从荣，聂巨峰

（葫芦岛锌业股份有限公司工程管理部，辽宁 葫芦岛 125000）

我国是一个锌精矿的净进口国家，由于锌的产量明显不足，很多锌材料需要从国外购买，如何提高锌冶炼的产量成为当前首要解决的问题。目前，我国锌冶炼存在的显著问题是电解时电量损耗严重的问题，并且自动化水平非常低。因此，亟需深入分析当前电解锌的剥离状况，并提出相应的解决方案。本次研究将针对这一问题展开深入研究，提出改善电解锌剥离状况的研究与应用。

1 电解锌剥离状况的分析

近年来，为了提高锌产量，我国加大了锌产业的投入资金，但是电解锌剥离的生产现状不令人满意。目前，大部分锌公司在电解期间生产的产品以锌皮为主，整个电解过程需要24h，并且所有剥锌的操作为人工操作，通常情况下，每天需要花费4h来完成剥锌操作。但是剥锌工作开展得不是很顺利，偶尔会遇到难剥的情况，导致剥锌效率有所下降。在2期电解工段，按照日工作量来计算，难剥的锌皮会有45～95张。最近3个月，经常会遇到难剥的情况，连续几天都很难开展工作，并且还存在难剥锌皮数量增长的趋势，日工作量达到1000多张，导致剥锌时间在原有基础上，添加2～3h。

2 改善电解锌剥离状况方案与应用效果的分析

为了解决剥锌难的问题，本次研究提出采用自动化技术代替人工，以此节省人力及其开销，同时还可以提高剥锌效率。本次研究针对锌皮难剥的问题，采取净化处理措施，具体分为3个处理步骤：第1步净化铜镉；第2步净化钴镍；第3步净化残镉。

（1）净化铜镉。此操作步骤主要用于去除铜镉后，利用湿法炼锌，使其从溶液中浸出，使用的溶液密度为1.41，溶液中浸出杂质有Ni、Co、Cd、Cu，对应的含量分别是0.0088g/L、0.053g/L、0.73g/L、0.68g/L。利用置换法，向溶液中吹制铁粉，使得铜镉被置换出来。以下为置换条件：温度控制在55℃左右，溶液体积设定为2L，对应的反应时间设置为55min。在反应的过程中，根据吹制铁粉的加入量，决定锌粉粒度，但是不可以超出0.16～2.14mm这个范围，使用的质量为0.35g，1次完整的实验时间在25～40min之间，间隔5min取样1次。最后，采用自然过滤法，将溶液中的杂质滤除，并用酒精对杂质进行洗涤处理，分析滤渣中Cu、Cd、Zn的含量，同时分析滤液中Cd、Cu的含量。表1所示，为净化除铜镉结果。

表1 净化除铜镉结果统计表

通过观察表1中的数据可知，控制Cu与Cd的比例，可以降低浸液中Cu与Cd浓度。当Cd含量高于10.8mg/L时、Cu含量低于0.1mg/L时，才能够满足锌电极的反应要求，前者不满足要求，后者满足要求，需要采取三段除残镉处理。其结果表明，采取置换处理后，镉含量增加的幅度在16～20%之间。而正常的镉含量范围在5～10%之间，因此，在后续的反应中还需要对残留物采取滤除处理，以此提高镉回收率。另外，置换时间设定为25～40min。

（2）净化钴镍。第1步处理结束后，本步骤主要用来净化钴镍。方案如下：配置2L溶液，向溶液中添加一些吹制锌粉，控制活性金属锌含量，不得低于96%，同时设定锌粉粒度范围在0.066～0.073mm之间。控制温度在86℃左后，待溶液与物质反应3h后，向溶液中添加，其中锌粉的数量所占比例为1%，此外，还要向溶液中添加酒石酸锑钾、硫酸铜，其中钴含量与铜含量相等，均为10%。表2所示，为净化钴镍实验结果统计表。

表2 净化钴镍结果统计表

通过观察表2中的数据可知，锑盐除钴方法的实施效果显著。如果置换时间达到40min，则测量溶液中的钴镍含量可知，两者含量均满足锌电解条件，当时间逐渐延长时，其含量将随之下降，直至置换时间达到150min时，钴含量达到稳定状态，始终保持在0.03mg/L，为溶液中锌电解提供了反应条件。本阶段的处理，在去除杂质方面起到了良好作用，通过调整添加剂和锌粉的使用量来滤除杂质。其结果表明，本次研究提出的方案可以很好的滤除杂质，使得除了镉以外的杂质均符合电解要求，完成电解反应。

（3）净化残镉。在上一个处理步骤的基础上，本次研究对残余的镉采取处理。反应条件如下：配备2L溶液，向溶液中添加吹制铁粉，确保活性金属锌的含量在95%以上，并控制锌粉粒度范围在0.066～0.073mm之间，温度控制在76℃左右，待溶液反应3h以后，查看反应效果。表3所示，为净化残镉实验结果统计表。

表3 净化残镉实验结果统计表

通过观察表3中的数据可知，第3个改善步骤的实施效果显著。当溶液的反应时间达到20min时，溶液中镉含量达到了锌电解的需求，当反应时间逐渐延长，溶液中镉的含量越来越少，而Ni含量始终保持在0.07mg/L以下，满足锌电解条件。当反应时间达到了60min时，溶液中镉的含量低于0.2mg/L，为电解锌创造了条件。为了验证改善方案是否可行，本次研究将该方案应用到实践中，使用46kg/t锌粉，2.5kg/t，36kg/t洒石酸锑钾，2.45kg/t五水硫酸铜，完成电解锌实验。实验结果表明，本文提出的改善方案能够有效电解锌，反应时间较快，效果良好，达到了电解锌剥离在杂质处理方面的要求，可以大面积推广。

3 结语

本文主要对当前电解锌的剥离状况展开分析，针对其中存在的问题，提出相应的解决方案。通过此次研究发现，在实际生产中，难剥锌皮的数量呈现出增长趋势，传统手工工艺无法满足处理要求，因此，本文在其基础上进行改善，提出自动的电解锌剥离方案。实验结果表明，本文提出的改善电解锌剥离方案，能够有效电解锌，不仅反应时间较快，而且效果良好，满足电解锌剥离在杂质处理方面的要求。

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