专利名称：硫酸锌溶液的净化方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及炼锌领域，尤其是涉及一种硫酸锌溶液的净化方法及设备。
背景技术：
目前，在湿法炼锌的硫酸锌溶液净化过程中，通常采用锌粉作为添加剂，锌粉在制造以及运输过程中，部分表面会因为外界空气的接触而被氧化，而产生一定量的氧化膜，这部分氧化膜将锌粉包裹在内部，严重影响了锌粉的活性，这就造成了硫酸锌溶液净化过程中锌粉使用量的大幅度增加，浪费了大量的锌资源。现有技术中，为了减小对锌粉的浪费，常采用的方法是在硫酸锌溶液净化过程中添加适量的废酸调节溶液酸度，将溶液的酸度控制在一定范围内，可以有效地破坏这种氧化膜，进而提高锌粉的活性，降低锌粉的使用量，降低成本。在湿法炼锌的硫酸锌溶液净化过程中很少采取措施控制溶液酸度，较常用的酸度控制方法也是通过溶液PH值来进行衡量，但是硫酸锌溶液在净化过程中会发生如下反应ZnS04+H20 — Zn2 (OH) 2S04+H+由上述反应式可知，硫酸锌溶液在净化过程中会发生放酸反应，生成碱式硫酸锌， 这个反应会造成溶液酸度的上升与PH值的下降，而上述放酸反应所生成的IT并不能与氧化锌进行反应，这就造成PH值的测量数据不能真实反应溶液的酸度，也就无法有效地控制硫酸锌溶液的酸度，不能有效地破坏锌粉表面的氧化膜。同时，碱式硫酸锌是一种细小的固体颗粒，在硫酸锌溶液的净化作业完成后，需要进行压滤作业来进行液固分离，这种细小颗粒很容易堵塞滤布的毛细孔，从而造成对压滤作业的严重制约；另外，净化过程形成的净化渣需要作为晶种返回净化作业，以降低净化过程的锌粉消耗量，但是，如果系统溶液中存在大量的碱式硫酸锌，将会被包裹在晶种内部并形成非稳定的晶种结构，这种非稳定性的晶种在返回净化作业时会产生返溶现象，即净化渣中的有害成分重新溶入溶液，进而影响净化质量。这种使得碱式硫酸锌对净化作业也会产生极大的危害寻找一种既能够降低锌粉使用量，又能避免产生过量碱式硫酸锌的方法对湿法炼锌具有重要意义。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术不足，提供一种能够降低锌粉的使用量，降低生产成本，同时又能避免产生过量碱式硫酸锌的硫酸锌溶液净化方法及设备。为此，在本发明中提供了一种硫酸锌溶液净化的方法，包括向硫酸锌溶液中加入锌粉进行净化反应的步骤，还包括在加入锌粉后，调整硫酸锌溶液酸度的步骤，具体操作如下a).检测加入锌粉后的硫酸锌溶液的BT值；b).根据a)中获得的BT值向硫酸锌溶液中加入酸性溶液；c).重复步骤a)和步骤b)至硫酸锌溶液的BT值为1. 2-2. 0。进一步地，上述步骤a)中BT值的测试方法如下取加入锌粉后的硫酸锌溶液200-300ml式样，过滤后量出25ml，放入容器中，添加25ml蒸馏水，滴入2_4滴甲基橙，用 10g/L的硫酸溶液滴定，至颜色变红为止，所使用的硫酸溶液的毫升数为BT值。进一步地，上述调整硫酸锌溶液酸度的步骤平均1-8小时重复一次。进一步地，上述向硫酸锌溶液中加入锌粉进行净化反应的步骤中至少包括锌粉置换除铜，除钴、镍，以及除镉的净化步骤之一，在上述任一净化步骤的过程中，均调整硫酸锌溶液的BT值为1.2-2.0。进一步地，上述除铜，除钴、镍，或除镉的步骤中进一步包括间隔预定时间多次加入锌粉的过程，每次加入锌粉都调整所述硫酸锌溶液的BT值为1. 2-2. 0。进一步地，上述硫酸锌溶液净化方法采用砷盐净化法，锑盐净化法、或者黄药净化法。同时，在本发明中还提供了一种应用上述的硫酸锌溶液净化反应方法的设备，包括净化池；加酸装置，与净化池相连。进一步地，上述加酸装置包括酸液储槽，与净化池相连；流量控制组件，设置在酸液储槽与净化池相连的流路上。进一步地，上述流量控制组件包括调节阀，设置在酸液储槽与净化池相连的流路上；流量计，设置在酸液储槽与净化池相连的流路上，位于调节阀与净化池之间。进一步地，上述加酸装置还包括控制系统，控制系统包括感应模块，与流量计相连，根据流量计的测量数据发出流量信号；控制模块，与调节阀相连，接收流量信号，根据流量信号调节调节阀。进一步地，上述净化池至少包括按照反应顺序连接的除铜净化池，除钴、镍净化池，以及除镉净化池之一；加酸装置为1个或多个，分别与除铜净化池，除钴、镍净化池，以及除镉净化池相连。进一步地，上述除铜净化池，除钴、镍净化池，或者除镉净化池中分别包括依序相连的多个子净化池，加酸装置分别与各子净化池相连。本发明的有益效果本发明所提供的硫酸锌溶液净化的方法通过检测硫酸锌溶液的BT值控制硫酸锌溶液的酸度，进而破坏所加入锌粉外表面的氧化膜，以降低锌粉的投入量，提高锌粉活性，以保证高品质晶种的生成，从而达到提高净化质量与降低消耗的目的， 同时，通过控制硫酸锌溶液的酸度，控制如碱式硫酸锌以及硅胶等有害物质的产生，以保证净化作业的顺利进行。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。 下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图构成本说明书的一部分、用于进一步理解本发明，附图示出了本发明的优选实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。图中图1示出了根据本发明实施例的应用本发明硫酸锌溶液净化反应方法的设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的实施例中的技术方案进行详细的说明，但如下实施例以及附图仅是用以理解本发明，而不能限制本发明，本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。在本发明的一种典型的实施方式中，提供了一种硫酸锌溶液的净化方法，包括向硫酸锌溶液中加入锌粉进行净化反应的步骤，还包括在加入锌粉后，调整硫酸锌溶液酸度的步骤，调整硫酸锌溶液酸度的具体操作如下a).检测加入锌粉后的硫酸锌溶液的的BT 值；b).根据a)中BT值向硫酸锌溶液中加入酸性溶液；c).重复步骤a)和步骤b)至硫酸锌溶液的BT值为1.2-2.0。本发明所提供的硫酸锌溶液净化的方法通过检测硫酸锌溶液的BT值控制硫酸锌溶液的酸度，进而破坏所加入锌粉外表面的氧化膜，以降低锌粉的投入量，提高锌粉活性， 以保证高品质晶种的生成，从而达到提高净化质量与降低消耗的目的，同时，通过控制硫酸锌溶液的酸度，控制如碱式硫酸锌以及硅胶等有害物质的产生，以保证净化作业的顺利进行。另外，在本发明中所使用的酸性溶液可以是任何废酸，只要这种废酸不会在硫酸锌溶液中引入新的不易清除的杂质即可。采用废酸不但可以变废为宝，还可以降低成本。优选地，在本发明中给出了一种上述步骤a)中BT值的测试方法，其具体操作如下取加入锌粉后的硫酸锌溶液200-300ml，过滤后量出25ml，放入容器中，添加25ml蒸馏水，滴入2-4滴甲基橙。用10g/L的硫酸溶液滴定，至颜色变红为止，所使用的硫酸溶液的毫升数为BT值。在本发明中，BT值的测试方法属于一种反滴定方法，其能够有效地测量硫酸锌溶液的真实酸碱度(硫酸锌溶液中真实的H+离子的含量)，而不受硫酸锌溶液在净化过程中会发生放酸反应的影响。BT值的测试方法的原理是在反滴定时由于硫酸的加入，可使溶液中存在的碱式硫酸锌发生如下逆反应Zn2(OH)2S04+H+ — ZnS04+H20,即碱式硫酸锌的中和反应，从而消除由于碱式硫酸锌的存在而造成的酸碱度测量失真的影响。这种BT值的测试方法能够更好地计算出酸液的加入量，避免因酸液加入量过少无法破坏锌表面的氧化膜，而增加锌消耗量的不足，以及避免因酸液加入量过少，而使得硫酸锌溶液在净化过程中会发生放酸反应，进而产生如碱式硫酸锌以及硅胶等有害物质，不利于净化作业的顺利进行。优选地，在本发明硫酸锌溶液的净化方法中调整硫酸锌溶液酸度的步骤平均1-8 小时重复一次。更为优选为4个小时重复一次。间隔预定时间重复调整硫酸锌溶液酸度可以保证硫酸锌溶液的连续稳定的净化。优选地，在本发明硫酸锌溶液的净化方法中向硫酸锌溶液中加入锌粉进行净化反应的步骤至少包括锌粉置换除铜，除钴、镍，以及除镉的净化步骤之一，在上述任一净化步骤的过程中，均调整硫酸锌溶液的BT值为1. 2-2. 0。在本发明硫酸锌溶液的净化方法中在需要添加锌粉以进行置换反应时，均对硫酸锌溶液的BT值进行调整，使其达到1. 2-2. 0。调整硫酸锌溶液的BT值有利于破坏锌粉表面的氧化膜，进而降低锌消耗量，节省能源，同时， 能够减少硫酸锌溶液在净化过程中如碱式硫酸锌以及硅胶等有害物质的产生。优选地，上述除铜，除钴、镍，或所述除镉的步骤中进一步包括间隔预定时间多次加入锌粉的过程，每次加入锌粉后都对硫酸锌溶液的酸度进行调整，使其BT值为1. 2-2. 0。在硫酸锌溶液的净化过程中，在除不同杂质的过程中多数采用加入锌粉进行置换反应的方式，为了保证加入的锌粉与杂质置换完全，通常会分次加入锌粉，逐步进行置换反应，在本发明中，调整硫酸锌溶液的酸度步骤是针对加入了锌粉的硫酸锌溶液，以破坏锌粉表面的氧化膜，以及减少硫酸锌溶液在净化过程中如碱式硫酸锌以及硅胶等有害物质的产生。故在硫酸锌溶液的净化过程中，每次加入锌粉后，都可采用本发明所提供的方法对硫酸锌溶液的酸度进行调整。本发明所提供的硫酸锌溶液的净化方法可以与任一种现有的硫酸锌溶液的净化方法共同使用，例如黄药净化法、砷盐净化法，或者锑盐净化法。如图1所示，在本发明中还提供了一种应用上述的硫酸锌溶液净化反应方法的设备，包括净化池10和加酸装置20，加酸装置20与净化池10相连。加酸装置20的添加能够方便在采用上述硫酸锌溶液净化反应方法时向净化池10中加入酸性溶液。优选地，上述加酸装置20包括酸液储槽21和流量控制组件23。酸液储槽21与净化池相连；流量控制组件23设置在酸液储槽21与净化池10相连的流路上。这种结构简单，容易制作，可以通过对现有的硫酸锌溶液净化设备进行简单改装就可以。优选地，上述流量控制组件23包括调节阀235和流量计231。调节阀235设置在酸液储槽21与净化池10相连的流路上；流量计231设置在酸液储槽21与净化池10相连的流路上，且位于调节阀235与净化池10之间。这种结构简单，容易制作，而且便于对酸性溶液的流量的影响。在硫酸锌溶液净化的过程是一个连续流动的过程，控制净化池中硫酸锌溶液和酸性溶液按照一定比例流入，有利于调节酸性溶液的BT值。优选地，上述加酸装置20还包括控制系统25，控制系统25包括感应模块251和控制模块253。感应模块251与流量计231相连，根据流量计231的测量数据发出流量信号；控制模块253与调节阀235相连，接收流量信号，根据流量信号调节调节阀235。控制系统25的安装，有利于控制净化池中硫酸锌溶液和酸性溶液的流入比例，有利于调节酸性溶液的BT值。优选地，上述净化池10至少包括按照反应顺序连接的除铜净化池11，除钴、镍净化池13，以及除镉净化池15之一；加酸装置的数量与净化池的数量相同，为1个或多个，分别与除铜净化池11，除钴、镍净化池13，以及除镉净化池15相连。设有多个加酸装置，有利于及时向各净化池中加入酸性溶液，以调控硫酸锌溶液的BT值。在本发明的一种具体的实施方式中，如图1所示，该应用上述的硫酸锌溶液净化反应方法的设备同时包括除铜净化池11，除钴、镍净化池13，以及除镉净化池15，加酸装置为3个，分别于除铜净化池11，除钴、镍净化池13，以及除镉净化池15相连。在本发明中除铜净化池11，除钴、镍净化池13，以及除镉净化池15仅是根据净化池所净化的杂质对净化池的命名，根据不同的净化方法，如黄药净化法、砷盐净化法，或者锑盐净化法，净化池还可以被命名为铜、镉净化池、除铜、镉、镍子净化池等。对于本领域技术人员而言，能够合理的对净化池进行命名，并合理的选择除杂质的顺序。优选地，上述除铜净化池11，除钴、镍净化池13，或者除镉净化池15中分别包括多个依序相连的子净化池，加酸装置20分别与各子净化池相连。在硫酸锌溶液净化过程中， 除各种杂质的过程中，为了便于分次加锌粉，通常设有多个子净化池。加酸装置20分别与各子净化池相连，有利于及时向各子净化池中加入酸性溶液，以调控硫酸锌溶液的BT值。
为了进一步说明本发明的有益效果，以下将结合实施例1-2与对比例1进一步说明本发明所提供的硫酸锌溶液净化的方法。实施例1设备包括依序相连的2个除铜、镉子净化池，5个除钴、镍子净化池，3个除镉子净化池。加酸装置包括8个，分别与2个除铜、镉子净化池、前4个除钴、镍子净化池、以及前 2个除镉子净化池相连。净化方法采用锑盐净化法对硫酸锌溶液进行净化，加入锌粉后，各加酸装置分别向各子净化池中加入酸溶液，控制经过各子净化池净化后硫酸锌溶液的BT值为1. 2，整个反应过程的锌粉投入量见表1。实施例2设备包括依序相连的5个除铜、镉、镍子净化池，6个除镉子净化池。加酸装置包括10个，分别与5个除铜、镉、镍子净化池、前5除镉子净化池相连。净化方法采用砷盐净化法对硫酸锌溶液进行净化，加入锌粉后，各加酸装置分别向各子净化池中加入酸溶液，控制经过各子净化池净化后硫酸锌溶液的BT值为2. 0，整个反应过程的锌粉投入量见表1。对比例1设备同实施例1净化方法同实施例1，其中各加酸装置分别向各子净化池中加入酸溶液，控制经过各子净化池净化后硫酸锌溶液的PH值为4. 5-5. 5之间，整个反应过程的锌粉投入量见表 1。对比例2设备同实施例2净化方法同实施例2，其中各加酸装置分别向各子净化池中加入酸溶液，控制经过各子净化池净化后硫酸锌溶液的PH值为4. 5-5. 5之间，整个反应过程的锌粉投入量见表 1。采用实施例1-2与对比例1-2中所提供的方法净化硫酸锌溶液，将净化过程中的锌粉的投入量列入表1中，同时对净化后所得到的硫酸锌溶液的成分进行检测，将结果列入表1中。表 权利要求
1.一种硫酸锌溶液的净化方法，包括向硫酸锌溶液中加入锌粉进行净化反应的步骤， 其特征在于，还包括在加入所述锌粉后，调整所述硫酸锌溶液酸度的步骤，具体操作如下a).检测加入锌粉后的硫酸锌溶液的BT值；b).根据a)中所述的BT值向硫酸锌溶液中加入酸性溶液；以及c).重复步骤a)和步骤b)至硫酸锌溶液的BT值为1.2-2. 0。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a)中BT值的测试方法如下 取加入锌粉后的硫酸锌溶液200-300ml，过滤后量出25ml，放入容器中，添加25ml蒸馏水，滴入2-4滴甲基橙，用10g/L的硫酸溶液滴定，至颜色变红为止，所使用的硫酸溶液的毫升数为BT值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述调整硫酸锌溶液酸度的步骤平均1-8小时重复一次。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向硫酸锌溶液中加入锌粉进行净化反应的步骤中至少包括锌粉置换除铜，除钴、镍，以及除镉的净化步骤之一，在上述任一净化步骤的过程中，均调整硫酸锌溶液的BT值为1. 2-2. 0。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述除铜，除钴、镍，或所述除镉的步骤中进一步包括间隔预定时间多次加入锌粉的过程，每次加入所述锌粉都调整所述硫酸锌溶液的BT 值为 1.2-2.0。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述硫酸锌溶液净化方法采用砷盐净化法，锑盐净化法、或者黄药净化法。
7.一种应用如权利要求1-6中任一项所述的硫酸锌溶液的净化方法的设备，其特征在于，包括净化池(10)；加酸装置(20)，与所述净化池(10)相连。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述加酸装置00)包括 酸液储槽(21)，与所述净化池(10)相连；流量控制组件(23)，设置在所述酸液储槽与所述净化池(10)相连的流路上。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述流量控制组件包括 调节阀035)，设置在所述酸液储槽与所述净化池(10)相连的流路上； 流量计(231)，设置在所述酸液储槽与所述净化池(10)相连的流路上，位于所述调节阀(235)与净化池(10)之间。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述加酸装置00)还包括控制系统 (25)，所述控制系统(25)包括感应模块051)，与所述流量计031)相连，根据所述流量计031)的测量数据发出流量信号；控制模块053)，与所述调节阀(23 相连，接收所述流量信号，根据所述流量信号调节所述调节阀035)。
11.根据权利要求7-10中任一项所述的设备，其特征在于，所述净化池(10)至少包括按照反应顺序连接的除铜净化池(11)，除钴、镍净化池(13)，以及除镉净化池(15)之一；所述加酸装置00)为1个或多个，分别与所述除铜净化池，除钴、镍净化池，以及所述除镉净化池相连。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述除铜净化池(11)，除钴、镍净化池 (13)，或者所述除镉净化池(1 中分别包括多个依序相连的子净化池，所述加酸装置OO) 分别与各子净化池相连。
全文摘要
本发明公开了一种硫酸锌溶液的净化方法及设备，其中硫酸锌溶液的净化方法包括向硫酸锌溶液中加入锌粉进行净化反应的步骤，还包括在加入锌粉后，调整硫酸锌溶液酸度的步骤，具体操作如下a)检测加入锌粉后的硫酸锌溶液的BT值；b)根据a)中获得的BT值向硫酸锌溶液中加入酸性溶液；c)重复步骤a)到步骤b)至硫酸锌溶液的BT值为1.2-2.0。该方法通过检测硫酸锌溶液的BT值控制硫酸锌溶液的酸度，进而破坏所加入锌粉外表面的氧化膜，在降低锌粉的投入量，提高锌粉活性的基础上，保证高品质晶种的生成，从而达到提高净化质量与降低锌粉消耗的目的。
文档编号C22B3/46GK102492842SQ20111041077
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月9日 优先权日2011年12月9日
发明者刘懿, 彭晓峰, 李文, 苗华磊, 陈爱国 申请人:株洲冶炼集团股份有限公司