一種利用電解鋅廢渣環保生產飼料級硫酸鋅的工藝方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及硫酸鋅精制技術領域，具體是一種利用電解鋅廢渣環保生產飼料級硫 酸鋅的工藝方法。
【背景技術】
[0002] 目前所使用的飼料添加劑硫酸鋅，其主要由三種制備方法獲得：第一種方法是以 金屬鋅粉為原料，經硫酸浸出、過濾、除雜、凈化、濃縮結晶來獲得；第二種方法是以次氧化 鋅為原料，經硫酸浸出、過濾、除雜、凈化、濃縮結晶來獲得；第三種方法是以鋅礦石經浮選 富集，氧化焙燒后再用硫酸浸出來獲得。以上三種制備方法均有成熟的工藝方案，但是還存 在以下問題：1.已有工藝所使用的多為有限的鋅金屬資源，成本比較高；2.生產中必須使 用硫酸這一危險化學品，存在安全隱患；3.生產過程較長，能耗高，對環境不友好；4.生產 中產生大量廢渣，廢渣處理成本較高，不加以處理又會帶來環境污染。
[0003] 電解鋅過程中會產生大量含鋅廢渣，這種含鋅廢渣的主要成分為：三氧化硫 25-40%，氧化鋅50-80%，此外，還含有Si，K，As，Mg，Ca，Al、Cu、Pb、Cd等二十余種重金屬雜 質，這種廢渣中雖然鋅含量比較可觀，但是由于雜質種類多，含量高，利用該廢渣提純金屬 鋅工藝復雜，成本高，經濟上不劃算，而其中的鋅金屬資源若不加以回收利用直接廢棄，又 會造成很大的資源浪費，因此，研發一種利用電解鋅廢渣為原料來生產飼料級硫酸鋅的工 藝方法，不僅能解決含鋅廢渣中鋅資源浪費的問題，還可以解決飼料級硫酸鋅的原料成本 過高，生產工藝不環保等問題。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的就是針對目前飼料級硫酸鋅的制備方法存在原料成本高，生產工藝 不環保，能耗高等問題，提供一種利用電解鋅廢渣環保生產飼料級硫酸鋅的工藝方法。
[0005] 本發明的一種利用電解鋅廢渣環保生產飼料級硫酸鋅的工藝方法，依次包括下述 步驟： (1) 將電解鋅廢渣和水按質量比為1:2?4的比例加入一級反應池中，攪拌，并將物料 加熱至60?80°C，保溫攪拌1. 5?2小時；此步驟中，攪拌完成后，液體的pH為1. 5?2， 用熱水溶解是為了盡量使廢渣中的鋅元素進入溶液中； (2) 向一級反應池中滴加飽和石灰乳上清液，調節溶液的pH至4. 5?5. 1，繼續攪拌 0. 5?lh，陳化15?30min;此步驟中用飽和石灰乳上清液調節溶液的pH值，是為了保證 廢渣中的鋅完全溶解進入溶液中，而其他雜質不溶解或溶解后的雜質又重新生成沉淀； (3) 將一級反應池中的物料抽出壓濾，使固液分離，所得濾渣用清水洗滌后作為固體鈣 鐵渣處理給制磚廠，濾液進入下道工序，洗水回用做電解鋅廢渣溶解用水； (4) 將濾液抽入二級反應池中，攪拌，將物料加熱至80?90°C，同時從反應池底部通入 空氣或氧氣，攪拌下保溫通氣直至溶液顏色由無色轉變為出現鐵銹紅翻花，停止通氣，檢測 溶液的pH值、鋅含量及鐵含量，按下述方法處理： a?若pH< 5. 1，鋅含量為110?120g/L，鐵含量> 0? 01%，在攪拌下加入氧化鈣粉末， 調節溶液pH為5. 3?5. 4,攪拌下反應3?4小時，陳化0. 5?1小時，檢測上清液，當鐵離 子含量< 〇. 005%時，除鐵完成，進入下道工序； b.若pH<5. 1，鋅含量< 110g/L，加入次氧化鋅，調節溶液pH為5. 3?5. 4,攪拌下反 應3?4小時，陳化0. 5?1小時，檢測上清液，當鐵離子含量< 0. 005%時，除鐵完成，進入 下道工序； c?若5.I<pH< 5. 4,鋅含量為110?120g/L，鐵含量< 0? 01% ;直接進入下道工序； (5) 將二級反應池中的物料抽出壓濾，濾渣作為固體鈣鐵渣處理給制磚廠或生產氧化 鐵紅，濾液進入下道工序； (6) 將濾液加入凈化池中，用稀硫酸回調濾液pH為4. 2?4. 5，將物料加溫至35?40°C 后，檢測液體中重金屬雜質含量，加入重金屬雜質總質量1. 5?3倍的金屬鋅粉，保溫攪拌 除去重金屬雜質，經此步處理后若溶液表面沒有油膜，直接過濾后轉入濃縮結晶釜中制取 成品，若溶液表面存在油脂類有機物雜質或游離酸，在溶液中加入液體總質量〇. 3?0. 5% 的活性碳粉及〇. 02?0. 05%的螯合劑，使硫酸鋅溶液凈化澄清后過濾； (7) 將過濾后的硫酸鋅溶液根據客戶需要濃縮結晶制取七水硫酸鋅產品或一水硫酸鋅 產品，所得產品均符合GB/T25865-2010飼料添加劑硫酸鋅標準；過濾后的硫酸鋅母液加入 結晶釜中繼續濃縮結晶。
[0006] 本發明中是將過濾后的硫酸鋅溶液加入帶夾套的結晶釜中，在夾套中通入熱水使 硫酸鋅溶液保持沸騰，攪拌濃縮至溶液波美度為52?54時，冷卻結晶得七水硫酸鋅晶體， 或者繼續加溫至硫酸鋅母液無水分后冷卻結晶得一水硫酸鋅晶體，將結晶體過濾后甩干， 低溫干燥，所得七水硫酸鋅晶體粉碎至800ym，一水硫酸鋅晶體粉碎至250ym，即可得到 飼料級七水硫酸鋅或飼料級一水硫酸鋅產品，上述兩種產品均符合GB/T25865-2010飼料 添加劑硫酸鋅標準；當然還可以采用其他方法對硫酸鋅溶液進行濃縮結晶，所制得的產品 均符合GB/T25865-2010標準。
[0007] 用本發明方法制得的七水硫酸鋅中七水硫酸鋅含量多99. 0%，鋅含量多22. 5%， 鉛、鎘含量均<l〇mg/kg，砷未檢出，800ym試驗篩通過率多95% ;所述一水硫酸鋅中一水硫 酸鋅含量彡98. 0%，鋅含量彡34. 7%，鉛、鎘含量均< 10mg/kg，砷未檢出，250ym試驗篩通過 率彡95%。
[0008] 所述電解鋅廢渣中鋅含量為30?50%。
[0009] 所述步驟（3)及步驟（5)中采用真空泵將物料抽出后，采用板框壓濾機進行壓濾， 使固液分離。
[0010] 所述步驟（4)中向反應池中通入空氣或氧氣時的氣體流速為3?5L/min。
[0011] 所述步驟（6)中的金屬鋅粉在使用前先用質量分數為10%的稀硫酸洗滌，除去鋅 粉表面的氧化膜。
[0012] 所述螯合劑為漂萊特螯合樹脂S922或EDTA螯合劑或732陽離子交換樹脂，其中 所述漂萊特螯合樹脂S922是英國漂萊特集團的知名樹脂之一，可以除去溶液中的各種有 機酸及重金屬雜質；所述EDTA螯合劑可以除去溶液中的有機質和微量重金屬雜質；所述 732陽離子交換樹脂在本發明中也是起到去除溶液中有機質和微量重金屬雜質的作用。
[0013] 本發明方法先用熱水將電解鋅廢