離心萃取機(jī)萃取鋅鋅的濕法冶金過程

? ? 在鋅濕法冶金過程中，鈣結(jié)晶的危害同樣是眾所周知的在高溫、高酸的浸出階段，大量鋅焙砂中的鈣以硫酸鈣形式進(jìn)入到浸出液中，而在凈化階段，隨著溫度的降低，硫酸鈣在溜槽、管道和濾布處大量結(jié)晶，危害設(shè)備的正常運(yùn)行.楊景在“濕法煉鋅過程鈣鎂結(jié)晶危害及對策”一文中寫道:“管道結(jié)晶速度可高達(dá)1 mm d-1, Φ?125 mm的管道在短短的一個(gè)月就可降為Φ65mm，送液能力下降75 %，電解液冷卻塔平均40 d就要清理一次，牽涉到管道、設(shè)備、槽罐結(jié)晶清理的定員多達(dá)50人，鈣鎂的結(jié)晶已消耗大量的人力、物力，生產(chǎn)相當(dāng)被動(dòng)，生產(chǎn)成本居高不下，在鈣鎂結(jié)晶中含量最高的成分其實(shí)是堿式硫酸鋅，約占結(jié)晶的20%}40%，其次是鈣鎂結(jié)晶，約占結(jié)晶總量的25 %，而在鈣鎂結(jié)晶中，CaS04}2H20含量又占絕大多數(shù)(~90%), MgSO4)H2O只占少部分(~10%).

????文獻(xiàn)指出，CaSO42H2O在一定濃度的硫酸鋅溶液中的溶解度是隨溫度的升高而增大，這也許是中浸液由高溫向較低溫的凈化工段轉(zhuǎn)移的過程中形成二水硫酸鈣結(jié)晶的原因.但是，經(jīng)過670 ℃左右的高溫焙燒，焙砂中的硫酸鈣應(yīng)為無水硫酸鈣，其溶解度在純水中是很低的[9]，那么，無水硫酸鈣在硫酸鋅溶液中的溶解度是多少呢?它是怎樣進(jìn)到硫酸鋅溶液中去的?再者，按Freyer等的嚴(yán)正評述，在純硫酸鈣水溶液中，二水硫酸鈣和無水硫酸鈣的熱力學(xué)穩(wěn)定相轉(zhuǎn)換溫度在4060℃之間，高于此溫度段，無水硫酸鈣是穩(wěn)定的.但是，在中浸液流向凈化工段過程中，在溫度為70℃左右的管壁上生成的卻是二水硫酸鈣，這又是為什么?溶液中硫酸鋅的存在是怎樣影響硫酸鈣各相之間的轉(zhuǎn)換溫度的呢?要回答這些問題，就必需知道無水硫酸鈣及其水化物在硫酸鋅溶液以及在酸性硫酸鋅溶液中的溶解度相圖.

????為進(jìn)一步確證濕法煉鋅過程鈣鎂渣中成分，我們系統(tǒng)地取樣分析了國內(nèi)主要濕法煉鋅廠的鈣鎂渣成分，其X射線衍射結(jié)果如圖1所示.

????圖1A為株洲冶煉廠中浸液溜槽鈣鎂渣的XRD分析結(jié)果.所取渣樣經(jīng)抽濾硫酸鋅溶液、自然風(fēng)干后直接進(jìn)行XRD分析.可見，結(jié)晶渣的主要成分為堿式硫酸鋅(ZnSO4)3(Zn(OH)2))SH2O)和二水硫酸鈣(CaSO42H2O)，文獻(xiàn)中所述的堿式硫酸鋅應(yīng)該就是ZnSO43(Zn(OH)2)5H2O.值得指出的是，在渣中并未檢出想象中的硫酸鎂和碳酸鈣，即便有，含量也應(yīng)該很低.

????圖1B為某公司鋅中浸液溜槽鈣鎂渣的XRD分析結(jié)果.由分析圖譜得知，結(jié)晶渣的主要成分為堿式硫酸鋅ZnSO43(Zn(OH)2)5H2O和二水硫酸鈣(CaSO42H2O)，其結(jié)晶渣與某冶煉廠結(jié)晶渣的成分相同，但二水硫酸鈣含量比株冶的要高.

????取葫蘆島有色金屬集團(tuán)有限公司鋅濕法冶煉鈣結(jié)晶渣用XRD分析，所得如圖1C所示.由圖譜可知，結(jié)晶渣的主要成分為堿式硫酸鋅((ZnSO4·3(Zn(OH)2)·SH2O)和二水硫酸鈣(CaSO4)2H2O)，并含有少量的其他重金屬雜質(zhì)的堿式硫酸鹽.郭某等深入研究了某公司濕法煉鋅工藝中鈣鎂雜質(zhì)的危害，指出在鈣鎂結(jié)晶中堿式硫酸鋅是以ZnSO4·3Zn(OH)2的形式存在.依據(jù)我們的分析結(jié)果，準(zhǔn)確的堿式硫酸鋅分子式應(yīng)為ZnSO4)3(Zn(OH)2)5H2O.

????某公司現(xiàn)場結(jié)晶渣進(jìn)行XRD分析.結(jié)果如圖1D所示.分析結(jié)果顯示，結(jié)晶渣的主要成分是堿式硫酸鋅和二水硫酸鈣，表明在其生產(chǎn)工藝中，有二水硫酸鈣和堿式硫酸鋅等其他難溶物的形成.

以上分析表明:幾乎所有鋅冶煉廠從中浸液到新液段的結(jié)晶渣的主要成分為堿式硫酸鋅((ZnSO43(Zn(OH)2)·SH2O)和二水硫酸鈣(CaSO4·2H2O).再對樣品進(jìn)行熒光光譜分析表明:結(jié)晶渣中除含有大量的堿式硫酸鋅和硫酸鈣外，未見硫酸鎂的出現(xiàn).