湿法炼锌新型除钴剂除钴的工艺研究

2019-06-03汪九初陈海大苏建国

世界有色金属 2019年6期

汪九初，陈海大，王玮，苏建国

（安徽铜冠有色金属（池州）有限责任公司，安徽池州 247100）

目前国内湿法炼锌行业除钴的主流工艺为锑盐除钴或砷盐除钴，该除钴工艺应用有30年以上；该除钴优点是净化深度较好；缺点是净化要求温度高于90℃，锌粉用量大，当除钴前液钴含量高于40mg/l时，除钴后液含钴极不稳定。近几年由于原料平均含钴逐年升高，湿法炼锌行业内许多生产企业在研究新的除钴工艺以应对含钴量较高的原料。

硫酸锌溶液净化除钴的方法主要有锑盐法、砷盐法、黄药法、合金锌粉法、β-萘酚法等。锑盐法、砷盐法、合金锌粉法都是以锌粉为主要除钴原料，但锌粉价格较高且耗量较大，容易出现由于钴复溶引起的指标波动，采用砷盐法在操作中容易产生H3As气体，安全风险较大；黄药法除钴深度较差，对含钴高的原料适应性较差，且生产过程中黄药气味较浓，操作环境恶劣；国内巴彦淖尔紫金锌业曾在湿法主系统采用β-萘酚法除钴，取得了较好的效果，但由于β-萘酚价格较高，且供需不稳定，影响了生产的使用效果。本文研究了影响新型除钴剂除钴的主要因素以及除钴过程中杂质元素的行为，探索新型除钴剂除钴的工艺条件。

1 试验

1.1 原料

试验原料为铜冠池州公司湿法车间产出的一段净化后液，溶液各组分的体积质量为（g/L）：Zn 142.5、Cu 0.0002、Cd 0.037、Co 0.022、Ni 0.0002、Mn 3.2、Fe 0.004。新型除钴剂有效成分≥95%，活化剂有效成分≥99%。高钴样品采用配入钴量。

1.2 试验方法

取一段净化后液1000ml，试验前根据一段净化后液的含钴量称取除钴剂和活化剂，用水稀释，加入待除钴的溶液中，考察反应温度、搅拌时间、除钴剂用量、活化剂用量以及一段后液杂质含量对除钴效果的影响。

2 结果与讨论

2.1 反应温度对除钴效果的影响

试验条件：一段净化后液1000ml，除钴剂用量为钴量的20倍，活化剂用量为钴量的2.5倍，搅拌时间60min，考察反应温度对除钴效果的影响如图1所示。

由图1可知，反应温度对除钴效果的影响比较明显，温度低于70℃反应进行不明显，当温度达到75℃以上时，反应顺利进行，钴的脱除率大于98%，后液含钴满足净化指标要求，当温度高于80℃钴的脱除效率没有明显升高，考虑生产过程中的蒸汽成本，温度选择78℃较为合理。

图1 反应温度对除钴效果的影响

2.2 搅拌时间对除钴效果的影响

试验条件：一段净化后液1000ml，除钴剂用量为钴量的20倍，活化剂用量为钴量的2.5倍，反应温度78℃，考察搅拌时间对除钴效果的影响如图2所示。

图2 搅拌时间对除钴效果的影响

2.3 除钴剂用量对除钴效果的影响

试验条件：一段净化后液1000ml，反应温度78℃，搅拌时间60min，活化剂用量为钴量的2.5倍，考察除钴剂用量对除钴效果的影响实验结果如表1所示。

由表1可知：除钴剂用量为钴量18倍以上可将钴除至合格程度，考虑除钴的稳定性和其他杂质的影响，本试验选择除钴剂用量为钴量20倍。

表1 不同除钴剂用量对除钴影响实验结果

2.4 活化剂用量对除钴效果的影响

试验条件：一段净化后液1000ml，反应温度78℃，搅拌时间60min，除钴剂用量分别为钴量的20倍，考察活化剂用量对除钴影响的实验结果如表2所示。

表2 不同活化剂用量对除钴的影响

由表2可知：活化剂用量为钴量的2倍以上可稳定的将钴除至合格程度，考虑溶液中存在一定的亚铁，会影响活化剂的除钴效果，本次试验选择活化剂用量为钴量的2.5倍。

2.5 一段净化后液杂质含量对除钴效果的影响

在一段后液配入Cd2+、Ni2+、Mn2+、Fe2+等离子，发现Cd2+、Ni2+Fe2+消耗除钴剂，影响最终除钴效果。

2.6 除钴实验初步结论

该除钴剂除钴除钴经济条件为：反应温度78℃，除钴剂用量为Co量的20倍，活化剂用量为钴量的2.5倍，反应时间1个小时。

3 考察除钴前液钴量变化时除钴效果

锌焙砂中含钴波动会导致一段后液含钴波动较大，为了考察该除钴剂对于钴含量波动的适应性，本实验考察一段后液含钴上限为60mg/l，该上限值远高于锌粉除钴的上限，并且完全满足目前当前高钴原料含钴的上限要求。实验条件为反应温度78℃，除钴剂用量为Co量的20倍，活化剂用量为钴量的2.5倍，反应时间1个小时。除钴剂对不同含钴量的溶液除钴实验结果如表3。