采用一步法除去硫酸鋅溶液中鈷、錳雜質的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及化工產品生產領域，特別是一種采用一步法除去硫酸鋅溶液中鈷、錳雜質的方法。
【背景技術】
[0002]近年來，鋅的濕法冶金有了很大的發展，然而硫酸鋅水溶液的凈化工藝仍停留在原有的水平，大都是采用砷鹽、銻鹽、銻粉以及鉛銻合金鋅粉作添加劑來去除硫酸鋅溶液中的鈷離子，上述方法雖可消除硫酸鋅溶液中的雜質鈷，但對環境污染問題仍未解決；而采用α —亞硝基β—萘酚法成本較高，且留下的離子對后續的電解過程有害；再就是常規的分離方法大多是分兩步進行，其中鈷的處理過程十分復雜，成本非常高，而且效果不是十分理想，由于鋅濕法冶金中硫酸鋅溶液中的雜質鈷是用鋅粉加一些活化劑進行置換而除去，這將產出含鋅很高的鈷渣，它難于進一步地處理回收相關的有價元素。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是克服現有技術的上述不足而提供一種采用一步法除去硫酸鋅溶液中鈷、錳雜質的方法。
[0004]本發明的技術方案是:一種采用一步法除去硫酸鋅溶液中鈷、錳雜質的方法，硫酸鋅溶液中鈷離子濃度為1.2?1.8g/L，錳離子濃度為0.4?0.5g/L，PH值為4.0?4.5，其具體操作步驟如下:
A、將硫酸鋅溶液加入反應罐中，然后升溫至75?80°C ;
B、在反應罐中加入強氧化劑過硫酸錢，lm3的硫酸鋅溶液加入6.93?9.5 Kg的過硫酸銨，過硫酸銨與鈷、錳之和的摩爾比為1.05-1.1，通過過硫酸銨氧化硫酸鋅溶液中二價錳離子和二價鈷離子，加入雙飛粉調節硫酸鋅溶液中的PH值到4.0?4.5，反應時間為50?60min，使錳由二價變成四價以二氧化錳形式分離，二價鈷離子被氧化成三價，由于Co3+十分不穩定極易水解沉淀而從溶液中除去；
其反應方程式如下:
2Co2++S2082---------Co203 I
Mn2++S2082---------Mn02 I
與其它的氧化劑氧化沉錳、鈷不同的是過硫酸銨的還原產物是易溶于水的液相和氣相；
C、加入強氧化劑高錳酸鉀，lm3的硫酸鋅溶液加入0.1?0.12 Kg的高錳酸鉀，反應時間為20?30min，進一步除去硫酸鋅溶液中剩余的鈷離子和錳離子；
其反應方程式如下:
Co2++KMn04--------Co203 I
Mn2++ KMn04--------Mn02 I
D、進行固液分離，獲得除去鈷離子和錳離子的硫酸鋅溶液及含鈷濾渣，除去鈷離子和錳離子的硫酸鋅溶液進入下一工序凈化再生產鋅系列產品；
E、將含鈷濾渣加入洗渣罐中，按固液比1:3加入水，加入濃硫酸調節PH值至為3.5?4，攪拌20?30 min后液固分離，獲得含鈷品位高的鈷濾渣。
[0005]本發明與現有技術相比具有如下特點:
1、與現有的除鈷、錳的方法相比，其成本低，操作時間短，除錳、鈷的效果好，硫酸鋅溶液中殘錳、鈷濃度低，可產出鈷品位高于20%的鈷渣，利于鈷的回收；
2、易于和現有的鋅濕法流程相結合，綜合實現了經濟效益和環境效益。
[0006]以下結合【具體實施方式】對本發明作進一步描述。
【具體實施方式】
[0007]實施例一、一種采用一步法除去硫酸鋅溶液中鈷、錳雜質的方法，硫酸鋅溶液中鈷離子濃度為1.2g/L，錳離子濃度為0.4g/L，PH值為4.0，其具體步操作驟如下:
A、將硫酸鋅溶液加入反應罐中，然后升溫至75°C；
B、在反應罐中加入強氧化劑過硫酸銨，lm3的硫酸鋅溶液加入6.93Kg的過硫酸銨，過硫酸銨與鈷、錳之和的摩爾比為1.1，通過過硫酸銨氧化硫酸鋅溶液中二價錳離子和二價鈷離子，加入雙飛粉調節硫酸鋅溶液中的PH值到4.0?4.5，反應時間為50min，使錳由二價變成四價以二氧化錳形式分離，二價鈷離子被氧化成三價，由于Co3+十分不穩定極易水解沉淀而從溶液中除去；
其反應方程式如下:
2Co2++S2082---------Co203 I
Mn2++S2082---------Mn02 I
與其它的氧化劑氧化沉錳、鈷不同的是過硫酸銨的還原產物是易溶于水的液相和氣相；
C、加入強氧化劑高錳酸鉀，lm3的硫酸鋅溶液加入0.lKg的高錳酸鉀，反應時間為20min，進一步除去硫酸鋅溶液中剩余的鈷離子和猛離子；
其反應方程式如下:
Co2++KMn04--------Co203 I
Mn2++ KMn04--------Mn02 I
D、進行固液分離，獲得除去鈷離子和錳離子的硫酸鋅溶液及含鈷濾渣，除去鈷離子和錳離子的硫酸鋅溶液進入下一工序凈化再生產鋅系列產品；
E、將含鈷濾渣加入洗渣罐中，按固液比1:3加入水，加入濃硫酸調節PH值至為3.5?4.0，攪拌30 min后液固分離，獲得含鈷品位高的鈷濾渣。
[0008]經檢測，經過本發明方法處理過的硫酸鋅溶液中殘留的錳離子為0.88mg/L，鈷離子為0.68mg/L，鈷濾渣含鈷21.1%，效果十分理想。
[0009]實施例二、一種采用一步法除去硫酸鋅溶液中鈷、錳雜質的方法，硫酸鋅溶液中鈷離子濃度為1.5g/L，錳離子濃度為0.45g/L，PH值為4.2，其具體步操作驟如下:
A、將硫酸鋅溶液加入反應罐中，然后升溫至78°C；
B、在反應罐中加入強氧化劑過硫酸銨，lm3的硫酸鋅溶液加入8.3Kg的過硫酸銨，過硫酸銨與鈷、錳之和的摩爾比為1.08，通過過硫酸銨氧化硫酸鋅溶液中二價錳離子和二價鈷離子，加入雙飛粉調節硫酸鋅溶液中的PH值到4.0?4.5，反應時間為55min，使錳由二價變成四價以二氧化錳形式分離，二價鈷離子被氧化成三價，由于Co3+十分不穩定極易水解沉淀而從溶液中除去；
其反應方程式如下:
2Co2++S2082---------Co203 I
Mn2++S2082---------Mn02 I
與其它的氧化劑氧化沉錳、鈷不同的是過硫酸銨的還原產物是易溶于水的液相和氣相；
C、加入強氧化劑高錳酸鉀，lm3的硫酸鋅溶液加入0.llKg的高錳酸鉀，反應時間為25min，進一步除去硫酸鋅溶液中剩余的鈷離子和猛離子；
其反應方程式如下:
Co2++KMn04--------Co203 I
Mn2++ KMn04--------Mn02 I
D、進行固液分離，獲得除去鈷離子和錳離子的硫酸鋅溶液及含鈷濾渣，除去鈷離子和錳離子的硫酸鋅溶液進入下一工序凈化再生產鋅系列產品；
E、將含鈷濾渣加入洗渣罐中，按固液比1:3加入水，加入濃硫酸調節PH值至為3.5?4.0，攪拌30 min后液固分離，獲得含鈷品位高的鈷濾渣。
[0010]經檢測，經過本發明方法處理過的硫酸鋅溶液中殘留的錳離子為0.79mg/L，鈷離子為0.62mg/L，鈷濾渣含鈷21.6%，效果十分理想。
[0011 ] 實施例三、一種采用一步法除去硫酸鋅溶液中鈷、錳雜質的方法，硫酸鋅溶液中鈷離子濃度為1.8g/L，錳離子濃度為0.5g/L，PH值為4.5，其具體步操作驟如下:
A、將硫酸鋅溶液加入反應罐中，然后升溫至80°C；
B、在反應罐中加入強氧化劑過硫酸銨，lm3的硫酸鋅溶液加入9.5Kg的過硫酸銨，過硫酸銨與鈷、錳之和的摩爾比為1.05，通過過硫酸銨氧化硫酸鋅溶液中二價錳離子和二價鈷離子，加入雙飛粉調節硫酸鋅溶液中的PH值到4.0?4.5，反應時間為60min，使錳由二價變成四價以二氧化錳形式分離，二價鈷離子被氧化成三價，由于Co3+十分不穩定極易水解沉淀而從溶液中除去；
其反應方程式如下:
2Co2++S2082---------Co203 I
Mn2++S2082---------Mn02 I
與其它的氧化劑氧化沉錳、鈷不同的是過硫酸銨的還原產物是易溶于水的液相和氣相；
C、加入強氧化劑高錳酸鉀，lm3的硫酸鋅溶液加入0.12Kg的高錳酸鉀，反應時間為30min，進一步除去硫酸鋅溶液中剩余的鈷離子和猛離子；
其反應方程式如下:
Co2++KMn04--------Co203 I
Mn2++ KMn04--------Mn02 I
D、進行固液分離，獲得除去鈷離子和錳離子的硫酸鋅溶液及含鈷濾渣，除去鈷離子和錳離子的硫酸鋅溶液進入下一工序凈化再生產鋅系列產品；E、將含鈷濾渣加入洗渣罐中，按固液比1:3加入水，加入濃硫酸調節PH值至為3.5?
4.0，攪拌30 min后液固分離，獲得含鈷品位高的鈷濾渣。
[0012]經檢測，經過本發明方法處理過的硫酸鋅溶液中殘留的錳離子為0.78mg/L，鈷離子為0.65mg/L，鈷濾渣含鈷22.3%，效果十分理想。
【主權項】
1.一種采用一步法除去硫酸鋅溶液中鈷、錳雜質的方法，硫酸鋅溶液中鈷離子濃度為.1.2?1.8g/L，錳離子濃度為0.4?0.5g/L，PH值為4.0?4.5，其特征是:其具體操作步驟如下: A、將硫酸鋅溶液加入反應罐中，然后升溫至75?80°C ; B、在反應罐中加入強氧化劑過硫酸錢，lm3的硫酸鋅溶液加入6.93?9.5 Kg的過硫酸銨，過硫酸銨與鈷、錳之和的摩爾比為1.05-1.1，通過過硫酸銨氧化硫酸鋅溶液中二價錳離子和二價鈷離子，加入雙飛粉調節硫酸鋅溶液中的PH值到4.0?4.5，反應時間為50?60min，使錳由二價變成四價以二氧化錳形式分離，二價鈷離子被氧化成三價，由于Co3+十分不穩定極易水解沉淀而從溶液中除去； 其反應方程式如下: 2Co2++S2082---------Co203 I Mn2++S2082---------Mn02 I 與其它的氧化劑氧化沉錳、鈷不同的是過硫酸銨的還原產物是易溶于水的液相和氣相； C、加入強氧化劑高錳酸鉀，lm3的硫酸鋅溶液加入0.1?0.12 Kg的高錳酸鉀，反應時間為20?30min，進一步除去硫酸鋅溶液中剩余的鈷離子和錳離子； 其反應方程式如下: Co2++KMn04--------Co203 I Mn2++ KMn04--------Mn02 I D、進行固液分離，獲得除去鈷離子和錳離子的硫酸鋅溶液及含鈷濾渣，除去鈷離子和錳離子的硫酸鋅溶液進入下一工序凈化再生產鋅系列產品； E、將含鈷濾渣加入洗渣罐中，按固液比1:3加入水，加入濃硫酸調節PH值至為3.5?.4.0，攪拌20?30 min后液固分離，獲得含鈷品位高的鈷濾渣。
【專利摘要】采用一步法除去硫酸鋅溶液中鈷、錳雜質的方法，其具體步驟如下：將硫酸鋅溶液加入反應罐中，升溫至75-80℃，加入強氧化劑過硫酸銨，然后加入雙飛粉調節硫酸鋅溶液中的PH值到4.0～4.5，通過過硫酸銨氧化硫酸鋅溶液中二價錳離子和二價鈷離子，反應時間為50～60min，使錳由二價變成四價以二氧化錳形式分離，二價鈷離子被氧化成三價，由于Co3+十分不穩定極易水解沉淀而從硫酸鋅溶液中除去，然后再加入微量強氧化劑高錳酸鉀，反應時間為20～30min，進一步除去溶液中剩余的鈷、錳離子，最后進行固液分離，獲得除去鈷離子和錳離子的硫酸鋅溶液及含鈷濾渣。
【IPC分類】C22B19/20, C22B3/44
【公開號】CN105420496
【申請號】CN201510802767
【發明人】李才發
【申請人】湖南力泓新材料科技股份有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年11月19日