??????? 銅鋅分離
??????? 濕法冶金過(guò)程中,銅鋅分離有許多途徑可選擇,在鋅電解前選擇性的沉淀除銅或銅電解后把鋅以氫氧化物沉淀除去都是濕法冶金過(guò)程常用的方法。另外,電解脫除溶液中的銅,也是有不少工業(yè)實(shí)踐的。
??????? 但是在銅鋅含量都比較高時(shí),這些方法卻不十分適用。溶劑萃取不失為處理這類溶液的—個(gè)好方法,尤其是生產(chǎn)量比較大時(shí),更能顯示溶劑萃取處理量大,自動(dòng)化程度高的優(yōu)點(diǎn)。
??????? 硫酸鹽體系中銅、鋅分離的化學(xué)問(wèn)題比較簡(jiǎn)單,許多陽(yáng)離子交換型萃取劑均可應(yīng)用,而且分離系數(shù)比較高。比如環(huán)烷酸和二(2一乙基已基)磷酸都是常用的而且性能較好的陽(yáng)離子交換萃取劑。兩種萃取劑分離這兩種金屬的分配比D為1時(shí)pH值的差都有2個(gè)單位左右。這表明,用這兩種萃取劑都可以十分有效地將這兩種金屬分開。
??????? 置換是另一種可供選擇的工藝,用鐵置換雖可以將銅有效地分離并析出金屬銅,但是得到的銅純度差,而且使鋅的回收也變得復(fù)雜。鋅可以比鐵更有效地置換銅,但是這僅在有大量廢鋅供應(yīng)的地方才可以經(jīng)濟(jì)地應(yīng)用。
??????? 熱鍍鋅的下腳含金屬鋅高達(dá)90%~95%,可以用作從上述溶液中回收銅的置換劑。但是廢雜鋅塊置換銅的反應(yīng)不像用純鋅置換時(shí)那樣平穩(wěn)。起始反應(yīng)進(jìn)行得十分迅速,而后在鋅塊外形成一層致密的銅粉包覆層,阻礙反應(yīng)進(jìn)一步發(fā)展。以酸洗滌鋅塊,可以減少和延緩銅粉層的形成,但終不能完全避免。強(qiáng)烈的攪拌,不但可使雜鋅塊上銅粉層形成速度大為降低,而且還可以阻止銅的聚集成團(tuán)。
??????? 由于鋅銅的標(biāo)準(zhǔn)還原電位差別很大,反應(yīng)很徹底。所得的銅粉含有一些鋅和鐵。用酸很易把這些雜質(zhì)洗去,經(jīng)干燥后最終的銅粉產(chǎn)品含銅在98%~99.5%之間,呈樹枝及蜂窩狀,具有很好的壓制性能,是良好的粉末冶金原料。這種銅粉在通常條件下穩(wěn)定性甚好,適于制造電器及機(jī)械零件。
??????? 溶液凈化
??????? 銅被置換后溶液中每升尚含有1~2克的鐵及少量其他雜質(zhì).在適當(dāng)溫度下,以空氣氧化2~3小時(shí)。在接近終點(diǎn)時(shí)加入少許軟錳礦,調(diào)節(jié)終了,pH在5.1~5.2之間,則鐵含量可降至每升少于20毫克。
??????? 由于渣灰中往往含有少量鎳、鈷、鎘等,這對(duì)于用電解法回收鋅或制取鋅的化合物都有妨礙。
??????? 不過(guò),這些雜質(zhì)可用通常使用的鋅粉置換方法來(lái)除去,電沉積鋅時(shí),對(duì)鎳、鈷等十分敏感,而用鋅粉直接置換效果并不好,可加入少許銻鹽如酒石酸銻鉀來(lái)提高它的效率。純化后的硫酸鋅溶液或者蒸發(fā)制造硫酸鋅,結(jié)晶或是電沉積得陽(yáng)極鋅可視需要及條件而定。電解殘液則返回浸取,以利用其中所含的酸,并提高浸取液的濃度。
??????? 流程及消耗
??????? 建議的流程圖未包括前面的機(jī)械處理部分。爐渣的渣灰部分經(jīng)浸取,氧化中和除鐵后再除氯,而后用鋅塊置換分離銅,銅粉經(jīng)洗滌后干燥為成品,硫酸鋅溶液經(jīng)純化后或是制取鋅鹽或者電沉積。洗浸取渣和除鐵渣的部分濃洗水可以合在流程中,但是部分稀洗水連同車問(wèn)地面水需沉淀回收金屬達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后排出。
??????? 這個(gè)流程適用于有銅爐渣同時(shí)又有廢雜鋅的城市,對(duì)于技術(shù)和設(shè)備均無(wú)特別要求。得到的產(chǎn)品都是很有用途的金屬材料。對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染,特點(diǎn)是比較緊湊,消耗較低,適應(yīng)性強(qiáng)。如除氯,沒(méi)有使用較高的離子交換,而是利用溶液中固有的銅離子及銅粉生成氯化亞銅來(lái)除去,與整個(gè)流程有機(jī)地結(jié)合在一起。
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