本發(fā)明涉及鋅濕法冶金領(lǐng)域，具體涉及一種選擇性沉淀分離鋅鎂的方法。

背景技術(shù)：

1、從含鋅鎂溶液中分離鋅鎂主要應(yīng)用于濕法煉鋅技術(shù)領(lǐng)域，硫酸鋅是鋅的濕法冶煉中的重要原料。濕法煉鋅是將鋅焙砂中的鋅溶解在水溶液中，從中提取金屬鋅的主要技術(shù)。在煉鋅過程中焙燒后的鋅精礦經(jīng)過酸浸，生成的硫酸鋅作為鋅元素的來源，進(jìn)入電解槽中進(jìn)行電解，進(jìn)而將溶解在溶液中的鋅還原出來。電解過程是濕法煉鋅的核心步驟，通過此步驟可以獲得高純度的金屬鋅。在酸浸過程中鎂離子會伴隨著鋅的溶解而共同進(jìn)入溶液，對鋅的產(chǎn)率和設(shè)備等均有較大影響。因此，從含鋅溶液中分離鎂離子成為生產(chǎn)高純鋅產(chǎn)品的關(guān)鍵所在。然而，鋅和鎂均屬于第ⅰⅰ主族元素，具有相似的化學(xué)性質(zhì)，傳統(tǒng)的方法很難從鋅鎂溶液中選擇性分離鋅鎂，這已經(jīng)成為生產(chǎn)高純鋅產(chǎn)品的技術(shù)瓶頸。

2、在濕法煉鋅工藝中，可在冶煉前用硫酸浸出閃鋅礦，鎂的浸出率可達(dá)77.8%。同理，在煅燒前的鋅精礦中通入二氧化硫氣體和水蒸氣，使鎂轉(zhuǎn)化成亞硫酸鎂。由于硫化鋅可在低濃度硫酸中穩(wěn)定存在，此方法可實(shí)現(xiàn)鋅鎂的一定分離。但部分鋅會以氧化鋅的形式存在于鋅精礦中，隨酸洗損失，該方法對鋅的損失較大；生產(chǎn)中在浸出液中也可加入石灰石，形成堿式硫酸鋅沉淀析出，達(dá)到鋅鎂分離效果。但石灰使用量較大的同時會生成大量硫酸鈣，需要額外的流程去除。

3、中國專利cn?1935705?a涉及一種將鋅鎂溶液通過陰膜滲析器，后用石灰乳中和沉鋅的方法，然而該方法需要定期更換膜，成本較高。且石灰使用量較大的同時會生成硫酸鈣，需要額外流程去除。中國專利cn?118221180?a涉及一種加入氟化鹽，生成氟化鎂沉淀的方法，然而該方法引入大量氟離子，對生產(chǎn)設(shè)備有一定危害。中國專利cn?118206142?a涉及一種制備堿式碳酸鎂除鎂的方法，然而該方法偏堿性的條件不適用于濕法煉鋅的溶液環(huán)境。同樣的，陳金龍等人用碳化沉淀法分離回收鋅和鎂，然而溶液環(huán)境同樣不符合要求。中國專利cn?220664996?u涉及一種磷酸鈉除鎂的方法，然而該方法引入的磷酸根同樣會使鋅沉淀，不具備選擇性。中國專利cn?116623002?a涉及一種結(jié)晶法去除濕法煉鋅過程中鎂離子的方法，然而該方法能耗高，運(yùn)行成本較高。中國專利cn?113528818?a涉及一種特定離子交換樹脂除鎂的方法，然而該方法除鎂效率較低，操作復(fù)雜成本較高。顯然，目前亟需開發(fā)一種經(jīng)濟(jì)可行、易于實(shí)踐的濕法煉鋅領(lǐng)域鋅鎂分離技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種選擇性沉淀分離鋅鎂的方法，包括以下步驟：首先將含鋅鎂的溶液中加入檸檬酸類沉淀劑后調(diào)節(jié)ph值，沉淀結(jié)束后固液分離，得到檸檬酸鋅固體和含鎂濾液；接著將含鎂濾液中加入除鎂試劑后固液分離，向?yàn)V液中補(bǔ)入濃硫酸；最后將檸檬酸鋅煅燒得到氧化鋅，后將氧化鋅加入上述補(bǔ)入濃硫酸的濾液酸浸得到硫酸鋅溶液，從而實(shí)現(xiàn)在鋅鎂混合溶液中選擇性分離鋅鎂；本發(fā)明通過檸檬酸鋅與檸檬酸鎂沉淀時ph值不同，實(shí)現(xiàn)鋅鎂的選擇性高效高質(zhì)量分離；本發(fā)明綠色環(huán)保，流程簡單，提供了一種鋅濕法冶煉過程中鋅鎂分離的方法，具備較好的應(yīng)用前景。

2、為實(shí)現(xiàn)以上技術(shù)效果，采用如下技術(shù)方案：

3、一種選擇性沉淀分離鋅鎂的方法，包括如下步驟：

4、步驟s1：在含鋅鎂的混合溶液中加入檸檬酸類沉淀劑，調(diào)節(jié)ph值后，沉淀充分后進(jìn)行固液分離，得到鋅沉淀物和含鎂濾液；

5、步驟s2：將步驟s1中得到的鋅沉淀物煅燒，得到氧化鋅；

6、步驟s3：在步驟s1中所得到的含鎂濾液中加入除鎂試劑，充分沉淀后固液分離，得到鎂沉淀物和純?yōu)V液，向純?yōu)V液中補(bǔ)入濃硫酸；

7、步驟s4：將步驟s2中得到的氧化鋅加入步驟s3中得到的補(bǔ)入濃硫酸的純?yōu)V液；通過酸浸得到硫酸鋅溶液，完成鋅鎂混合液的選擇性鋅鎂分離。

8、進(jìn)一步的，所述步驟s1中含鋅鎂的溶液，鋅含量為130-150g/l；鎂含量為10-15g/l。

9、進(jìn)一步的，所述步驟s1中檸檬酸類沉淀劑包括檸檬酸、檸檬酸鈉、檸檬酸鉀中的至少一種。

10、進(jìn)一步的，所述步驟s1中鋅離子物質(zhì)的量與檸檬酸類沉淀劑物質(zhì)的量比為1-1.5:1。

11、進(jìn)一步的，所述步驟s1中采用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)ph值。

12、進(jìn)一步的，所述步驟s1中ph值調(diào)節(jié)為2.0-4.0。

13、進(jìn)一步的，所述步驟s1中反應(yīng)條件為500-600rpm，60-80℃下水浴加熱1-2h。

14、進(jìn)一步的，所述步驟s2煅燒氣體環(huán)境為空氣，煅燒溫度大于400°c，時間1-2h。

15、進(jìn)一步的，所述步驟s3除鎂試劑包含氫氧化鈉、磷酸鈉等常規(guī)除鎂劑中的至少一種；所述濃硫酸濃度為18mol/l，補(bǔ)入濃硫酸后純?yōu)V液溶液中硫酸濃度為2-3?mol/l。

16、進(jìn)一步的，所述步驟s4酸浸液體為硫酸，液固比4-6ml:1g，并控制溶液終點(diǎn)ph值為2.0-3.0；所述酸浸條件為500-600rpm，60-80℃下水浴加熱1-2h。

17、控制酸浸出過程中的液固比、浸出溫度及浸出時間在合理的范圍內(nèi)能夠提高浸出效率，有利于獲得純度較高的硫酸鋅溶液。液固比過低、浸出溫度過低或者浸出時間過短均會相對降低鋅的浸出率；而液固比過高會導(dǎo)致浸出液鋅濃度過低，不利于后續(xù)的反應(yīng)；浸出溫度過高或者時間過長會導(dǎo)致浸出能耗增加。

18、本發(fā)明技術(shù)方案的原理為：

19、檸檬酸分子(c6h8o7)結(jié)構(gòu)中含有3個羧基，會與金屬離子結(jié)合生成檸檬酸鹽。其中檸檬酸鋅是一種穩(wěn)定性好、在酸性環(huán)境下不易溶解的物質(zhì)，而檸檬酸鎂通常在酸性環(huán)境可溶。濕法煉鋅的浸出液和電解液通常為酸性，利用二者在酸性環(huán)境下的溶解性差異，可完成對鋅鎂的分離。生成檸檬酸鹽的反應(yīng)如下：

20、

21、

22、例如：反應(yīng)條件為500rpm，60°c水浴加熱1h，ph在2.0-4.0范圍內(nèi)，檸檬酸鋅沉淀較完全，檸檬酸鎂幾乎不沉淀，完成鋅鎂的選擇性分離。而檸檬酸鋅在400°c，煅燒1h后分解為氧化鋅，反應(yīng)如下：

23、

24、由于濾液中主要剩余鎂離子，因此可通過調(diào)ph值、磷酸鹽沉淀等常規(guī)除鎂方法除去。

25、氧化鋅經(jīng)過硫酸浸出生成硫酸鋅，進(jìn)入后續(xù)生產(chǎn)，酸浸反應(yīng)如下：

26、

27、以此實(shí)現(xiàn)鋅的濕法冶煉過程中鋅鎂分離。

28、本發(fā)明的有益效果為：

29、1、鋅鎂分離效果好：本發(fā)明將鋅轉(zhuǎn)化為檸檬酸鋅，經(jīng)煅燒（轉(zhuǎn)化為氧化鋅后有利于后續(xù)鋅回收）、酸浸后，在原溶液體系下實(shí)現(xiàn)鋅離子同鎂離子的高效分離，不產(chǎn)生任何的廢水或者固體廢料，體系中只增加物料，不向外產(chǎn)生廢料，鋅回收率高（95%左右），鎂夾雜率低（3-5%），鋅鎂分離效果好；

30、2、生產(chǎn)環(huán)境適配度高：本發(fā)明通過檸檬酸鋅與檸檬酸鎂沉淀時ph值不同，其中檸檬酸鋅在酸性環(huán)境下不易溶解，而檸檬酸鎂通常在酸性環(huán)境可溶，以此實(shí)現(xiàn)在酸性溶液中鋅鎂分離；

31、3、綠色環(huán)保：本發(fā)明所用檸檬酸類試劑，為有機(jī)弱酸，綠色無毒；天然檸檬酸在自然界中分布很廣，具有綠色環(huán)保、成本低廉的優(yōu)勢，具備極好的應(yīng)用前景。