5萬(wàn)a鋅冶煉中的鋅離子交換除氯工藝

5萬(wàn)a鋅冶煉中的鋅離子交換除氯工藝

采用濕法精煉鋅、鋅粉、煙花灰等原料，均含有雜質(zhì)氯，隨著氯離子在生產(chǎn)過(guò)程中的積累而積累。當(dāng)新液中氯離子含量超過(guò)300mg/L以后,將腐蝕電積過(guò)程的陽(yáng)極板,使陽(yáng)極板消耗量大。同時(shí)也使析出的陰極鋅含鉛升高,從而降低鋅品及率。目前可采用的氯離子脫除方法有硫酸銀沉淀法、銅鉻渣除氯法、離子交換法。其中硫酸銀除氯效果較好,但銀鹽價(jià)格昂貴,銀的再生回收率低。而利用銅鉻渣除氯雖可除去部分氯離子,但存在凈化成本高,同時(shí)還將一些雜質(zhì)帶回了系統(tǒng)以及鋅損失大的問(wèn)題。離子交換法除氯具有處理成本低,除氯徹底,投資少,過(guò)程偏于控制的優(yōu)點(diǎn)。1除氯工藝應(yīng)用分析隨著近幾年自產(chǎn)礦的緊張,來(lái)賓華錫冶煉有限公司為了滿(mǎn)足年產(chǎn)5萬(wàn)噸鋅錠生產(chǎn)目標(biāo),不斷地向外購(gòu)買(mǎi)原料以及對(duì)次氧化鋅的綜合回收利用。如凈化除雜用的鋅粉、環(huán)保車(chē)間處理過(guò)后的釋放液、電銦車(chē)間的萃余液含氯都比較高。而來(lái)賓華錫冶煉有限公司投產(chǎn)十幾年來(lái)卻沒(méi)有專(zhuān)門(mén)針對(duì)性的脫氯配套工藝。使氯離子不斷的富集,致使硫酸鋅溶液成分含氯急劇上升,見(jiàn)表1.嚴(yán)重地危機(jī)到電解的正常生產(chǎn)。除氯工藝的投入對(duì)電解生產(chǎn)迫在眉捷。為此,來(lái)賓華錫冶煉有限公司經(jīng)過(guò)對(duì)各種脫氯工藝的可行性分析,最終采用了湖南吉首市科技開(kāi)發(fā)有限公司研發(fā)的離子交換除氯法。2離子交換樹(shù)脂的除氯生產(chǎn)2.1樹(shù)脂吸附法離子交換除氯原理是利用樹(shù)脂的可交換基團(tuán)與電積液中的待除去離子發(fā)生置換反應(yīng),使溶液中待除去的離子吸附在樹(shù)脂上,而樹(shù)脂上相應(yīng)的可交換離子進(jìn)入溶液。當(dāng)含氯高的硫酸鋅溶液進(jìn)入到離子交換柱,氯離子將取代樹(shù)脂上的硫酸根(SO42—),而從溶液中將氯除去。樹(shù)脂吸附一段時(shí)間后,達(dá)到飽和狀態(tài),處理后的低氯硫酸鋅溶液進(jìn)入鋅系統(tǒng),吸附飽和的樹(shù)脂通入解吸劑,為了在吸附和解吸氯離子的過(guò)程中不引入新的離子,常選用稀硫酸作為解吸劑和轉(zhuǎn)型劑。樹(shù)脂經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的解吸后,把樹(shù)脂吸附的氯離子解吸進(jìn)入解吸后液。解吸后的樹(shù)脂便進(jìn)入下一個(gè)工作周期。2.2生產(chǎn)工藝離子交換樹(shù)脂除氯工藝流程短,操作簡(jiǎn)單,主要分為三大程序。(1)吸附過(guò)程(2)淋洗過(guò)程(3)解吸過(guò)程2.3氯離子解吸工藝正常開(kāi)機(jī)時(shí),新液連續(xù)不斷地進(jìn)入到樹(shù)脂交換柱(同時(shí)適量的進(jìn)電解廢液,防止硫酸鋅溶液的鈣鎂結(jié)晶堵塞管道)。經(jīng)過(guò)7~8小時(shí)的吸附,停止進(jìn)新液吸附。(以吸附終點(diǎn)氯離子是否達(dá)到預(yù)定目標(biāo)值而確定)立即轉(zhuǎn)入洗水,將交換柱的新液徹底地排到新液中轉(zhuǎn)池,時(shí)間大約1小時(shí)。再轉(zhuǎn)入自來(lái)水,將交換柱里的洗水排凈,時(shí)間為1小時(shí)。此時(shí),可以將已配釋好的稀酸輸送到交換柱,目的是把吸附飽和的樹(shù)脂經(jīng)過(guò)稀酸的置換把氯離子解吸出來(lái),時(shí)間為3小時(shí)左右(以化驗(yàn)解吸末樣氯離子是否達(dá)到預(yù)定目標(biāo)值而確定)。解吸過(guò)程完畢后,再進(jìn)自來(lái)水,把解吸溶液排干凈(時(shí)間大約為1~1.5小時(shí))。此時(shí),脫氯程序結(jié)束,可以進(jìn)入到下一輪脫氯周期。2.4離子吸附特性(1)離子交換除氯裝置處理能力:450m3/d(2)經(jīng)過(guò)脫氯后,新液中氯離子平均含量小于等于300mg/l(3)吸附過(guò)程流速:18~20m3/柱.h(4)吸附過(guò)程新液PH:3.0~3.5(5)新液溫度:30~50℃(6)吸附終點(diǎn)含氯量:800~900mg/l(7)解吸終點(diǎn)含氯量:300~400mg/l3離子交換樹(shù)脂的脫氯效果3.1行離子交換樹(shù)脂除氯性能來(lái)賓華錫冶煉有限公司從2011年6月開(kāi)始進(jìn)行離子交換樹(shù)脂除氯試車(chē)到7月份轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)。從收集的數(shù)據(jù)分析來(lái)看,樹(shù)脂對(duì)氯離子具有較好地吸附能力,能夠達(dá)到了預(yù)期效果,見(jiàn)表2。3.2脫氯對(duì)鋅電積的影響自從投入使用這套脫氯工藝以來(lái),新液中氯離子含量大幅度降低,給鋅電解生產(chǎn)帶來(lái)極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。(1)惡化操作環(huán)境氯離子含量較高時(shí),會(huì)造成電解槽有難聞的氣體放出來(lái),惡化了操作環(huán)境。通過(guò)脫氯后,硫酸鋅溶液中氯離子含量降低,從而也減少了電解槽面環(huán)境的污染,為電解生產(chǎn)提供一個(gè)比較好的工作環(huán)境。(2)cl-pb2++so42-在硫酸鋅電解過(guò)程中,氯離子從陽(yáng)極細(xì)小的孔隙中滲入到陽(yáng)極內(nèi)部與鉛作用,發(fā)生如下反應(yīng):Pb+2Cl-→PbCl2PbCl2=Pb2++2Cl-Pb2++SO42-=PbSO4(固)。這種周而復(fù)始的反應(yīng),造成陽(yáng)極板的腐蝕,,PbSO4以機(jī)械夾雜形勢(shì)進(jìn)入陰極沉淀物,并與Pb2+放電沉淀,降低了電鋅產(chǎn)品質(zhì)量。此外,也易使陽(yáng)極板損壞變薄、變形扭曲,加大了陽(yáng)極板的消耗。采用離子交換樹(shù)脂除氯法后,隨著氯離子在溶液含量的降低,陽(yáng)極板的消耗量也明顯的降低,(見(jiàn)表3)。鋅錠的質(zhì)量也有所提高。特別是0#鋅、1#鋅的產(chǎn)出率同比脫氯前增長(zhǎng)了10個(gè)百分點(diǎn)。(3)離子交換樹(shù)脂脫氯法濕法煉鋅中,當(dāng)鋅電積液中含氟高時(shí),它能腐蝕陰極表面的氧化膜,造成剝鋅困難。離子交換樹(shù)脂脫氯過(guò)程中不僅能夠除氯,同時(shí)也能將溶液中部分的氟離子除去。從而減輕了剝鋅工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了剝鋅速率。此外,鋅片的易剝離,也能夠減少陰極板的損壞率,降低陰極板的消耗。4脫氯工藝設(shè)備落后,造成污水不規(guī)范,出現(xiàn)的主要原因。在工藝離子交換除氯從試車(chē)到生產(chǎn),都取得了良好的效果。但在生產(chǎn)過(guò)程中也存在了很多的問(wèn)題。(1)污水處理量大。吸附和解吸過(guò)后對(duì)樹(shù)脂的淋洗、洗滌所排放的污水約為65m3/班,而環(huán)保車(chē)間處理污水的能力有限,造成污水沒(méi)能及時(shí)清理,使脫氯工藝無(wú)法正常運(yùn)行。(2)吸附過(guò)程中管道易堵塞。由于受外來(lái)礦源的影響,硫酸鋅溶液中鈣鎂含量較高,且不穩(wěn)定,容易結(jié)晶。PH值的調(diào)節(jié)難度較大,造成新液含酸高,對(duì)電鋅生產(chǎn)具有一定的影響。(3)吸附終點(diǎn)和解吸終點(diǎn)無(wú)法及時(shí)準(zhǔn)確地測(cè)定。由于化驗(yàn)人員定員的不足,以及化驗(yàn)設(shè)備儀器的落后,準(zhǔn)確檢測(cè)溶液氯離子的難度較大,所需的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。迫使操作人員只能憑經(jīng)驗(yàn)或利用一些較簡(jiǎn)單的檢測(cè)方法來(lái)評(píng)定終點(diǎn)(準(zhǔn)確性不高)導(dǎo)致樹(shù)脂吸附?jīng)]有達(dá)到飽和狀態(tài)就提前終止或延時(shí)樹(shù)脂對(duì)氯離子的吸附。而在解吸過(guò)程中造成解吸不完全或稀硫酸的浪費(fèi)。5離子交換樹(shù)脂除氯工藝的優(yōu)化離子交換樹(shù)脂除氯法對(duì)電解生產(chǎn)帶來(lái)的成效毋庸置疑,但在生產(chǎn)中存在的不足之處也不能忽視。隨著年產(chǎn)鋅錠10萬(wàn)噸大集板制動(dòng)剝鋅