锌湿法冶金过程中臭氧氧化沉淀除去微量钴

第23卷第4期中国有色金属学报2013年4月Vol.23No.4TheChineseJournalofNonferrousMetalsApr.2013文章编号：1004­0609(2013)04­1140­05锌湿法冶金过程中臭氧氧化沉淀除去微量钴田庆华1,2，辛云涛1，姚标1，郭学益1(1.中南大学冶金科学与工程学院，长沙410083；2.大冶有色金属股份有限公司博士后科研工作站，黄石435005)摘要：为有效去除锌湿法冶金过程中的微量钴，探索采用臭氧氧化净化ZnSO4溶液中钴的可行性，考察搅拌速度、反应温度、气体流量、溶液pH值、钴离子浓度、锌离子浓度等因素对除钴效果的影响。结果表明：在锌离子初始浓度100g/L、钴离子初始浓度20mg/L、温度30℃、气体流量800mL/min、pH=5.0、搅拌速度800r/min等条件下，反应30min后，钴浓度可降至0.2mg/L，除钴率高达99%。关键词：臭氧；氧化；除钴率；ZnSO4溶液中图分类号：TF111.3文献标志码：AEfficientpurificationoftracecobaltinzinchydrometallurgicalprocessbyozoneoxidationTIANQing­hua1,2,XINYun­tao1,YAOBiao1,GUOXue­yi1(1.SchoolofMetallurgicalScienceandEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China;2.PostdoctoralWorkstation,DayeNonferrousMetalsCo.,Ltd.,Huangshi435005,China)Abstract:Inordertoremovetracecobaltintheprocessofzincextractivehydrometallurgy,anovelmethodtoprecipitatecobaltfromZnSO4solutionbyozoneoxidationwasproposed.Thefactorsinfluencingtheeffectofremovingcobalt,includingstirringspeed,temperature,gasflowrate,pHandconcentrationsofcobaltionandzincionwereinvestigated.Theresultsshowthatthecobaltconcentrationsandeliminationratecanreach0.2mg/Land99%,respectively,underthesolutionconditionsasinitialconcentrationsofcobaltandzinc20mg/Land100g/L,controllingpHof5.0,stirringspeedof800r/min,gasflowrateof800mL/min,reactingtimeof30minat30℃.Keywords:ozone;oxidation;cobaltremovalrate;ZnSO4solution湿法炼锌生产过程中，经中性浸出得到的硫酸锌溶液主要含有如Co、Ni、Cd和Cu等杂质[1−2]，这些杂质均会影响随后的电积过程。因此，电积前需要净化除杂，而净化阶段的最大困难是除钴。目前，国内外湿法炼锌厂所采用的除钴方法归纳起来有两类：一类是采用特殊的化学试剂(如黄药、β­萘酚)直接沉钴法；另一类是添加砷盐、锑盐作活化剂的锌粉或合金锌粉置换除钴法[3−4]。黄药净化法深度除钴效果差，生产过程中黄药气味大，操作环境恶劣[3,5]。采用β­萘酚净化，残留在溶液中的亚硝酸根离子会引起锌电积时阳极铅的腐蚀并降低电积的电流效率，此外，β­萘酚药剂价格也较昂贵，试剂耗量较大[6]。砷盐净化法易造成二次污染，产生剧毒的AsH3气体，须在密闭负压的装置中进行[7]。锑盐净化法有两种工序：其中先热后冷工艺须添加相当多的硫酸铜，且镉、钴不能分别回收；逆锑净液工艺蒸汽耗量大，净化温度要求较高[8]。合金锌粉净化法不但温度要求高，而且对合金锌粉的要求很高[9]。针基金项目：国家自然科技基金资助项目(51104181/E0412)；中国博士后科学基金资助项目(20110491279)；湖南省科技计划资助项目(2010FJ3117)收稿日期：2012­03­05；修订日期：2012­12­20通信作者：郭学益，教授，博士；电话/传真：0731­88877863；E­mail:xyguo@mail.csu.edu.cn第23卷第4期田庆华，等：锌湿法冶金过程中臭氧氧化沉淀除去微量