電解精煉工業(yè)廢渣制取高純鋅的研究.pdf

1、鋅是重要的基體金屬之一，廣泛地用于表面處理、五金加工、電池、冶煉、化工和紡織等工業(yè)領(lǐng)域，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的經(jīng)濟(jì)地位。隨著鋅資源的需求量不斷的升高和鋅礦資源已經(jīng)面臨枯竭，原生金屬鋅已滿足不了市場(chǎng)需求；而且隨環(huán)保法規(guī)的逐漸完善，原生鋅礦生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的各種廢渣、廢料的排放也受到的嚴(yán)格的控制，因此，鋅資源的再生已經(jīng)受到越來(lái)越廣泛的關(guān)注。 對(duì)鋅資源再生的工藝而言，濕法冶金工藝相比較火法冶煉能耗更低，投資更小，因而成為研究的主要方向。

2、而在濕法冶煉工藝中，與傳統(tǒng)的硫酸體系(ZnSO4-H2SO4)相比，氨.氯化銨體系(Zn(II)-NH3-NH4Cl)顯示出了很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，受到了越來(lái)越多的關(guān)注。 本論文以Zn(II)-NH3-NH4Cl體系作為電解液體系進(jìn)行熔鑄鋅渣作的電解回收研究。首先，通過(guò)電化學(xué)測(cè)試方法，研究探討了Zn(II)-NH3-NH4Cl體系作為該工藝的電解液體系的可行性，通過(guò)小試試驗(yàn)研究了電解液組成、電流密度、電解液溫度等因素對(duì)電流效率和電能消耗的

3、影響。并在初步定下的最佳條件下進(jìn)行擴(kuò)大化和連續(xù)化實(shí)驗(yàn)，總結(jié)和討論該項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)指標(biāo)。研究結(jié)果表明：鋅陽(yáng)極在Zn(II)-NH3-NH4Cl體系中主要發(fā)生活性溶解，鋅溶解的表觀活化能為14.46 kJ/mol，交換電流密度為1.48×104 A/c㎡；對(duì)陰極過(guò)程而言，鋅離子電沉積的表觀活化能為24.40 kJ/mol；電解液體系中氯化銨濃度的增加對(duì)陰極極化影響甚微；而氨濃度的增加則大大增強(qiáng)了陰極極化作用。鋅渣電解的小試實(shí)驗(yàn)中，電解液中

4、鋅離子濃度增加可以有效的抑制鋅渣陽(yáng)極的化學(xué)溶解，提高鋅渣的直收率。電解液溫度的升高可以大大降低電能的消耗，但當(dāng)溫度超過(guò)50℃時(shí)，體系中氨的揮發(fā)損失加大，而且惡化的了工作環(huán)境，因此，電解液的溫度應(yīng)控制在35-40℃左右。鋅電沉積的陰極電流效率幾乎都高達(dá)99％，平均電能消耗為960 kWh/t Zn，鋅的直收率在80％左右。為了提高總的鋅的回收率，本論文有結(jié)合不溶性陽(yáng)極電解工藝進(jìn)行進(jìn)了擴(kuò)大化和連續(xù)化試驗(yàn)，最終，鋅的總回收率可達(dá)95％。