專利名稱：從含鋅溶液中除去鉈的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從含鋅溶液中除去鉈的方法。特別地，本發(fā)明涉及用金屬鋅粉純化將進入鋅的電解生產(chǎn)用的溶液。在該方法中，在溶液純化階段中，或者在最終的純化階段期間，或者在鎘于其內(nèi)沉淀的純化階段之中，藉助鉛化合物除去鉈。
通過焙燒硫化鋅精礦獲得的鋅焙砂，通常用作鋅的電解生產(chǎn)的起始材料。鋅焙砂的主要組分是氧化鋅，ZnO，但一些鋅還以鐵酸鋅ZnO·Fe2O3形式鍵合到鐵上。氧化鋅甚至在高pH值下容易溶解，而鐵酸鹽必須在較高的酸含量下浸提。在工業(yè)方法中，氧化鋅浸提，即中性浸提的第一階段，通常采用電解回收酸在pH 2-5下進行。中性浸提產(chǎn)生硫酸鋅溶液(其中所述硫酸鋅溶液被送去溶液純化)和仍含有鋅化合物與鐵焙砂的沉淀。將沉淀導入到下一浸提段。在第一浸提段內(nèi)，在鋅焙砂內(nèi)的許多雜質(zhì)，如銅、鈷、鎳、鎘和鉈以良好的浸提產(chǎn)率以硫酸鹽形式溶解，并因此直接進入溶液純化。
鉈是損害鋅質(zhì)量的雜質(zhì)，若它最遠到達溶液電解中的話。當鋅電解沉淀時，溶液內(nèi)的鉈在鋅當中沉淀，且在熔煉過程中不再可能通過熔體精煉而除去。
美國專利4096233中公開了一種方法，其中通過用過氧-或過氧化物硫酸或過氧化氫氧化，從硫酸鋅中除去鉈。
根據(jù)在美國專利公開4715939中列出的方法，單價離子如鉈例如使用電滲析從硫酸鋅中除去。
在美國專利公開5419882中所述的方法也涉及從硫酸鋅溶液中除去鉈的方法。根據(jù)該專利，使用高錳酸鉀、重鉻酸鉀或鉻酸鉀，在早期階段進行鉈的最后除去。在該公開出版物所述的方法中，使用從鋅的電解獲得的二氧化錳沉淀，進行鉈的除去。
在基于氧化的方法中，鉈的除去基于氧化單價鉈成三價鉈，所述三價鉈在所討論的pH范圍內(nèi)形成難溶氫氧化物。在這些方法中，因溶液內(nèi)包含的Mn2+導致產(chǎn)生問題，主要問題是Mn2+被氧化成MnO2，從而消耗氧化劑并形成難以過濾的固體。
采用以上所述的方法可獲得不含鉈的硫酸鋅溶液，但該方法常常要求分離過濾步驟，這增加鋅的制造成本。
根據(jù)本發(fā)明，現(xiàn)已開發(fā)了在溶液純化過程中，在不需獨立的純化步驟的情況下，使用鋅粉從含鋅溶液中除去鉈的方法。根據(jù)該方法，調(diào)節(jié)在鎘純化步驟中鉛的含量到至少相當于鉈的含量。優(yōu)選地使用可溶性鉛化合物調(diào)節(jié)鉛的含量。
根據(jù)所附權(quán)利要求，本發(fā)明的主要特征將變得顯而易見。
對來自鋅焙砂的第一浸提段，即中性浸提的硫酸鋅溶液進行多段溶液純化。在所謂的砷純化中，第一段通常除去銅，和之后是鈷、鎳、鍺和銻的除去段。在這些純化段內(nèi)不可能使得鉈沉淀。最后的純化段是鎘除去，當鉈沉淀時，若鉛處于溶液內(nèi)的話，則鉛也沉淀。
采用鋅的微粉，使用比鋅惰性的任何一種金屬，進行硫酸鋅溶液純化段，根據(jù)下述反應，藉助鋅粉，可從溶液中置換它們(1)現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，在鎘的除去段中，可從硫酸鋅溶液中沉淀鉈，其中使用鋅粉進行所述鎘的除去。另外，調(diào)節(jié)鉛的含量到至少相當于溶液內(nèi)包含的鉈含量。優(yōu)選地，使用合適的可溶性鉛化合物以供調(diào)節(jié)鉛的含量?？墒褂玫囊环N可溶性鉛化合物例如是乙酸鉛Pb(C2H3O2)2·H2O。為了供入恰當?shù)挠昧?，有利地分析進入鎘除去段內(nèi)的鉈和鉛的含量并調(diào)節(jié)鉛的含量至少相當于鉈的含量。
當分析在鎘沉淀段內(nèi)形成的殘渣時，已發(fā)現(xiàn)，鉈與鉛一起在金屬鋅表面上的沉淀顆粒上沉淀，其中當鎘開始在鋅粉顆粒表面上沉淀時，形成所述顆粒。與此同時，鋅粒本身溶解并形成硫酸鋅。幾乎沒有鉈出現(xiàn)在含有鎘的沉淀顆粒部分上。
還通過溫度(范圍為50-100℃，優(yōu)選約60-70℃)來影響最終鉈的含量。在較高的溫度下，沉淀速度高，但最終鉈的含量仍然較高。在低溫下，沉淀較慢，但最終鉈的含量較低。
鎘的純化段得到純的硫酸鋅溶液(所述硫酸鋅溶液可導去鋅電解)和鎘沉淀(所述鎘沉淀含有從鋅溶液中除去的鉈)。若希望純鎘的制造，則在鎘的制造過程中，按照正常的方式進行沉淀內(nèi)雜質(zhì)，如鋅、鉛、鉈和其它的除去。
通過下述實施例進一步描述本發(fā)明的方法。
實施例在常見的鎘沉淀之后，硫酸鋅溶液內(nèi)鉈的含量為1.5-2.5mg/l，這意味著在鋅內(nèi)約10g/t，即10ppm的含量。進行試驗，其中將溫度為67℃、鉛含量為約200g/l的乙酸鉛供入到該工藝中。在該試驗中，進入鎘除去段內(nèi)的鉛含量固有地增至3倍。即使進入該工藝段內(nèi)的含量保持相同，但沉淀的鉈含量翻倍。最終鉈的含量下落到0.5-0.9mg/l的水平，這相當于在純鋅內(nèi)約3g/t，即3ppm的含量。在純鋅內(nèi)的鉈含量因此對于商業(yè)目的來說足夠低。
權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)1.從與鋅的電解生產(chǎn)有關(guān)的含鋅溶液中除去鉈的方法，其特征在于，在鋅溶液的純化段內(nèi)，在用鋅粉除去鎘的過程中，藉助可溶性鉛化合物，除去鉈，其中調(diào)節(jié)鉛的含量到至少相當于鉈的含量。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，可溶性鉛化合物是乙酸鉛。
3.權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，連續(xù)供入可溶性鉛化合物。
4.權(quán)利要求1-3之一的方法，其特征在于，含鋅溶液是硫酸鋅溶液。
5.權(quán)利要求1-4之一的方法，其特征在于，在介于50-100℃的溫度下發(fā)生鉈的除去。
6.權(quán)利要求1-5之一的方法，其特征在于，在介于60-70℃的溫度下發(fā)生鉈的除去。
根據(jù)PCT19條所做修改的說明審查員在書面意見(Written Opinion)中的Box No.VIII項提出反對意見，指出權(quán)利要求1不清楚，因為其僅僅提及“調(diào)節(jié)鉛的含量”，而在權(quán)利要求前面根本沒有提及鉛。
為了克服上述問題，申請人修改了權(quán)利要求1，其中加入了“籍助可溶性鉛化合物”的表述，該表述包含在原權(quán)利要求2中。申請人刪除了權(quán)利要求2，相應地修改了其它權(quán)利要求的編號和引用關(guān)系。
權(quán)利要求
1.從與鋅的電解生產(chǎn)有關(guān)的含鋅溶液中除去鉈的方法，其特征在于，在鋅溶液的純化段內(nèi)，在用鋅粉除去鎘的過程中，除去鉈，其中調(diào)節(jié)鉛的含量到至少相當于鉈的含量。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，可溶性鉛化合物被供入到鎘除去段內(nèi)。
3.權(quán)利要求2的方法，其特征在于，可溶性鉛化合物是乙酸鉛。
4.權(quán)利要求2或3的方法，其特征在于，連續(xù)供入可溶性鉛化合物。
5.權(quán)利要求1-4之一的方法，其特征在于，含鋅溶液是硫酸鋅溶液。
6.權(quán)利要求1-5之一的方法，其特征在于，在介于50-100℃的溫度下發(fā)生鉈的除去。
7.權(quán)利要求1-6之一的方法，其特征在于，在介于60-70℃的溫度下發(fā)生鉈的除去。
全文摘要
本發(fā)明涉及從含鋅溶液中除去鉈的方法。特別地，本發(fā)明的方法涉及用金屬鋅粉純化將進入鋅的電解生產(chǎn)用的溶液。在該方法中，在溶液純化階段中，或者在最終的純化階段期間，或者在鎘于其內(nèi)沉淀的純化階段之中，藉助鉛化合物除去鉈。
文檔編號C22B61/00GK1780923SQ200480006938
公開日2006年5月31日 申請日期2004年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月12日
發(fā)明者A·耶爾維寧 申請人:奧托昆普技術(shù)公司