芻議濕法煉鋅凈化除鈷技術

劉建平

（云南云銅鋅業股份有限公司，云南 昆明 650102）

結合當前的實際情況加以分析，在科學技術飛速發展的進程中，濕法煉鋅凈化除鈷技術受到了廣泛的關注，相應的技術水平明顯提升。但在運用此項技術的過程中，反映出優勢之處和弊端，對于部分新型的除鈷方法還有待驗證。

1 濕法煉鋅凈化除鈷技術的研究意義

一般來說，濕法煉鋅重點涵蓋著五個重要的工序：焙燒-浸出-凈液-電積-熔鑄。在這樣的五個工序中，需要重視焙燒到浸出的環節，在這個環節之后，部分微量元素如銅、鈷等會伴隨著鋅離子進入到硫酸鋅浸出液中。這個過程中若是雜質的含量較高，電鋅質量及鋅電積技術的經濟指標均能受到一定的影響，甚至威脅到電積過程的實際運行狀態[1]。為確保電鋅的質量，需要重視濕法煉鋅產量的穩步提升，強化對相關凈化技術的研究力度。

2 濕法煉鋅凈化除鈷技術的現狀

2.1 鋅粉置換法

此類方法屬于主流技術，其中涵蓋著砷鹽凈化法、銻鹽凈化法以及合金鋅粉凈化法三種主要的類型。

2.1.1 砷鹽凈化法

主要是在高溫狀態下，借助于砷鹽的作用，使得銅和鈷等雜質元素得以除去，在低溫的作用下，通過合理的添加鋅粉，讓返溶的殘鎘得以清除。因各個濕法煉鋅廠的情況存在著明顯的差異，涉及到的流程也并不相同，需依照實際的情況展開合理的分析。在具體實踐的過程中，一般包含著兩段凈化法周期作業的模式，在第一個階段，主要是將銅和鈷等雜質及時的去除，此時溫度應該保持在80℃～90℃，適當的添加一定量的鋅粉；第二個階段，則是將返溶的殘鎘及時的清除，在低溫狀態下及時的加入鋅粉。在意義層面上將其解讀，砷鹽凈化法更能達到較為理想的雜質處理效果。但銅以及鈷等雜質處理階段，實際運用到的回收工藝極為繁瑣，凈化工程中極易出現有毒氣體，嚴重的威脅到人們的身心安全，殘渣中的砷也能造成二次污染。除此之外，鋅粉耗費量較大，大大的增加了相應的成本。現階段，國內對于此種凈化方式的運用較少。

2.1.2 銻鹽凈化法

此類凈化方式相較于砷鹽凈化法來說存有明顯的相似之處，其原理并無明顯的差別，但銻鹽凈化法實際添加的材料為銻鹽[2]。結合現階段的實際情況分析，銻鹽凈化法重點涵蓋著兩種流程，首先是第一個階段，也就是去除銅、鎘等雜質的階段，需要在低溫的狀態下適當的添加鋅粉；第二個階段，需要去除鈷和鎳等雜質，需要在較高溫度下適當的添加鋅粉和銻鹽。第二個階段則是在低溫的狀態下將鎘清除。因為具體的情況存在著明顯的差異，各個廠運用的鋅粉耗量不一，對于銻鹽量的要求也各不相同，需要依照具體的情況進行合理的判斷。但考慮到生產溫度和工藝時間等多種要素，需要明確的是各個煉鋅廠基本相同。因為銻鹽凈化法的具體操作過程較為簡易，且造成的污染程度較低，表現出較高的安全性等優勢，使得國內多數廠家爭相使用此類凈化方式。

2.1.3 合金鋅粉凈化法

此類凈化工藝在實際運用的時候，需要考慮銻的存在，其可以更正鈷的析出電位，保證對氫的放電析出產生較為明顯的抑制作用。鉛無法溶解于硫酸鋅溶液中，因此可以促使鈷的返溶得以實現。對比于銻鹽凈化法來說，此類凈化方式在實際運用的時候，更具優勢之處，可以適當的規避額外銻的出現，避免進入溶液中，影響到凈化的成果。相較于砷鹽凈化法，此類凈化方式的使用可以規避毒氣，能夠保證人體的健康。運用此類方法的優勢之處顯而易見，因此受到了各大濕法煉鋅廠的關注，體現出較為優良的發展前景。

2.2 黃藥凈化除鈷法

黃藥屬于一種有機試劑，其憑借著自身的特質受到了廣泛的關注，運用至多種工作實踐中[3]。黃原酸鉀以及黃原酸鈉常常被運用至濕法煉鋅凈化除鈷的具體工作中，在具體運用的時候，其本身的優良性能可以起到明顯的凈化效果，這對于鞏固凈化的成效有著較大的幫助。在具體的生產實踐中，乙基鈉黃藥凈化除鈷的效果十分明顯，其基本的原理是：溶液中存有硫酸銅，可以通過適當的加入一定量的乙基鈉黃藥，將磺酸鈷適當的析出沉淀，從而達到相對理想的凈化效果。一般而言，黃藥極易在酸性溶液中發生明顯的作用，尤其是在溫度達到50℃的時候呈現出分解的狀態，從而使得黃藥的耗量明顯增加，對于除鈷的效率明顯降低。為了合理的控制黃藥的耗量，同時實現相對理想的除鈷目的，在運用此類方法的過程中，應該重視中性溶液的合理運用，同時將溫度適當的控制在45℃～50℃。另外，因黃藥的價格相對昂貴，在運用此類方法的過程中，會使得廠家的成本支出大大增加，且在實際的操作中易出現強烈的惡臭氣體，嚴重的危害到人體的健康和生命安全，無法達到較為理想的除鈷和鎳的效果?，F階段，國內外的多數廠家并未將此類方法廣泛的運用起來。

2.3 β-萘酚凈化除鈷法

此類方法屬于現階段運用相對廣泛的一種有機試劑除鈷法，在合理運用的過程中，這種除鈷法的應用原理充分體現出來，除了能夠反映出去除的過程外，還能將優勢和劣勢加以呈現[4]。其反應的基本原理是：將β-萘酚溶液適當的加入去除銅和鎘的溶液中，在對其進行攪拌了十分鐘之后，適當的加入廢電積液，當溶液的溫度達到了65℃～75℃時，酸度是0.5g/L的硫酸，對其繼續攪拌。對其攪拌約1小時，會呈現出蓬松狀的紅褐色絡合物沉淀析出。整個過程可以將沉淀的過程加以反映，同時也能表現出此類凈化法的具體特點。在運用此類凈化方式的時候，體現出較為明顯的可操作性，具有著極高的除鈷率，產生的渣量較少，實際的反應速度較快。雖然其優勢顯著，但是凈化的結果也存在著并不理想的情況，主要表現為試劑價格較高、凈化的流程存有不足之處等。因此，此類凈化方式在國內運用受限。

3 濕法煉鋅凈化除鈷技術的發展

在社會經濟穩步發展的進程中，伴隨著科學技術的進步，人們真正的認識到科學技術對凈化除鈷工作的影響，主張在工作實踐中適當的融入新思想和新理念，為各大濕法煉鋅廠提供有效的參考。結合當前的研制情況加以分析，新型的濕法煉鋅凈化除鈷技術包含著氧化還原法、錫鹽凈化法以及新型除鈷劑的運用等。通過合理的研究與分析，這些新的方法取得了一定的成績，但是實驗室研究還處于探索階段，具體的成效還需進一步驗證。

3.1 氧化還原法

此類方法在實際運用的時候，主要是將溶液中的Co2+逐步的氧化為Co3+，或者是將其還原成金屬鈷[5]。但是因為Co3+在水中呈現出并不穩定的狀態，只能以沉淀物以及絡合物的形式加以呈現，從而導致相應的成效亟待驗證。Co3+可水解沉淀，但是適當的加入沉淀劑，將會使得沉淀的效果更加的理想。如果處于酸性的條件下，Co2+達不到理想的氧化標準，Co3+又極易被還原，因此可以在氧化前適當的調整pH值，同時合理的使用強氧化劑，如臭氧或者是高錳酸鉀等，均能達到理想的效果。

3.2 錫鹽凈化法

此類凈化法在實際運用的過程中，重點運用了硫酸亞錫作為主要的活化劑，同時根據實際的需要，添加一定量的硫酸銅和鋅粉，使得硫酸鋅溶液得以凈化。整個過程需要清楚的了解凈化除鈷的條件，也就是溫度在70℃，鋅粉的加入量控制在2.5g/L，試劑比例控制于特定的范圍，反應的時間為40分鐘。運用硫酸亞錫作為主要的活化劑的鋅粉置換除鈷工藝，體現出自身的優勢，如除鈷效果優良、實際操作溫度較低等，受到了廣泛的關注，但凈化過程中對于錫的用量控制還需進一步驗證[6]。

3.3 新型除鈷劑

部分學者在研究此類工藝的時候，進行了大量的實驗，如以稻草、氫氧化鈉以及二硫化碳為基本原料的黃原酸鹽可以作為一種基本的原料，借助于傳統的除鈷方式，可以讓鈷的質量濃度明顯下降。此類沉淀劑中含有黃原酸基團，可以和鈷離子實現有效的反應，由此達到理想的除鈷效果。因三價鈷鹽的溶度積屬于二價鈷鹽的105倍，所以為了讓鈷沉淀的效果更加理想，應該適當的加入一定量的氧化劑，使其可以將二價鈷轉變為三價鈷。還有一種新型的除鈷劑，是將含有黃原酸基團的試劑與溶液中的鈷離子生成沉淀，加入相應的氧化劑之后，還需加入一定量的沉淀劑，以此保證除鈷的效果更徹底。

4 結語

目前，濕法煉鋅凈化除鈷的方式日益繁多，呈現出優勢和弊端，應該依照實際的情況加以判斷，選擇合理的方法。國家應用相對廣泛的活化劑除鈷法是銻鹽凈化法，國外則是運用β-萘酚凈化除鈷法較多。在科學技術不斷發展的進程中，鋅冶金技術逐步涌現，雖然并未出現較為優良的除鈷方法，但是從經濟、環保以及安全等角度分析，合金鋅粉凈化方法和鋅粉置換法中的銻鹽凈化法更具優勢，擁有著較為優良的發展前景，值得進一步探索和優化。