在提高資源利用率和節(jié)約能源已經(jīng)成為共識的今天,要充分利用各種原料,必然要對各種雜質(zhì)元素的脫除采取有效的措施。要降低工藝能耗,也必然涉及溶液中雜質(zhì)元素的深度凈化進而提高電流效率問題。
1 鈣鎂脫除的常用方法
在鋅電解工業(yè)生產(chǎn)中,溶液中的堿金屬等離子由于沒有效果顯著的凈化脫除措施,隨各種元素硫酸鹽的溶解度不同,都會在溶液中循環(huán)富集。當(dāng)這些元素的離子在溶液中富集到一定濃度時,就會顯著增加溶液粘度、增大溶液電阻,進而增加電能消耗。同時,鈣、鎂離子還在溶液中析出結(jié)晶,阻塞管道,影響生產(chǎn)操作。
鈣的硫酸鹽濃度積很小,易形成石膏(CaSO4.2H2O)從溶液中結(jié)晶脫除。在鋅焙砂的浸出過程中,由于鋅焙砂的含鈣量遠大于硫酸鈣達到飽和需要的鈣量,所以一方面鋅浸出液中的硫酸鈣總是飽和的,另一方面,絕大部分的鈣以硫酸鹽的形式進入了浸出渣中。鋅的整個生產(chǎn)流程中,浸出工序的溫度較高,而硫酸鈣的濃度積隨溫度的降低略有降低,致使硫酸鈣在后續(xù)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中,只溫度降低就會過飽和而結(jié)果析出。
一般情況下,浸出工序和凈化工序的溫度都遠高于電解工序,所以脫除鈣離子的辦法是:在電解工序前,所脫除鈣離子的辦法是:在電解工序前,設(shè)計一個錐型新液沉清槽,將凈化后的新液降溫并靜置一定時間,使鈣以石膏的形式從溶液中沉淀出來。但該方法并不能將全部的鈣離子脫除,還使大量的鋅離子以ZnSO4.Zn(OH)2的形成沉淀。形成的結(jié)果渣粘度較大,還含有的鋅,必須使用強制液固分離措施,渣中的鋅也沒有好的回收辦法。
鎂的硫酸鹽濃度積很大,如不采取特殊的脫除辦法,將不斷地循環(huán)積累,濃度越來越高,有的企業(yè)溶液中的鎂離子嘗試達到20g/L以上。
對溶液中鎂離子的脫除,只有極少數(shù)技術(shù)和管理水平都較高的企業(yè)才采取脫除措施;镜拿摮椒ㄊ,定期抽出部分電解液單獨除鎂。向抽出的電解液中加入堿性物質(zhì)中和消酸,將鋅變成氫氧化鋅沉淀中溶液中分離出來,返回電鋅生產(chǎn)中回收,剩余的含鎂離子的溶液進入水處理工序。使用的堿性中和劑有氨水、石灰乳等。在鎂離子濃度較高情況下,也有采用隔膜電解與堿性中和消酸聯(lián)合法的。該法先將抽出的電解液進行隔膜電解,把大部分的鋅通過電積提取出來,再用碳酸鈣中和酸生產(chǎn)石膏,殘液用消石灰中和后繼續(xù)回收鋅,最終的含鎂溶液送到水處理系統(tǒng)。