一種硫酸鋅溶液置換除銅鎘的方法及其設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種硫酸鋅溶液置換除銅鎘的方法及其設(shè)備，屬于濕法煉鋅技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，硫酸鋅溶液置換除銅鎘的方法及其設(shè)備，主要方法是用鋅粉作為凈化劑，置換硫酸鋅溶液的銅鎘雜質(zhì)，主要設(shè)備是凈化槽。凈化槽通常是圓筒型，外部為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)，內(nèi)部襯有防腐材料，有些凈化槽底部有錐度，凈化槽配有攪拌機(jī)。凈化槽用于硫酸鋅溶液置換除銅鎘時(shí)，置換劑為工業(yè)鋅粉，鋅粉的有效鋅為80?93%，粒度0.025?0.150_，鋅粉從上部加入槽內(nèi)，在攪拌機(jī)作用下，工業(yè)鋅粉與溶液中的銅離子、鎘離子進(jìn)行置換反應(yīng)，鋅粉中的鋅金屬轉(zhuǎn)化為鋅離子進(jìn)入溶液，銅離子、鎘離子被置換，分別轉(zhuǎn)化為金屬銅小固體和海綿狀金屬鎘固體，從溶液中析出，經(jīng)過壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離后，實(shí)現(xiàn)溶液除去銅鎘的目的。
[0003]凈化槽用于硫酸鋅溶液置換除銅鎘時(shí)，具有生產(chǎn)效率高的優(yōu)點(diǎn)，在60?80°C的條件下，除銅鎘的時(shí)間為60?90min。由于生產(chǎn)效率高，因此，設(shè)備投資省，占地小。但凈化槽用于硫酸鋅溶液置換除銅鎘時(shí)，工業(yè)鋅粉的消耗量很大，造成生產(chǎn)成本高，降低了經(jīng)濟(jì)效益。在除銅階段，工業(yè)鋅粉的消耗量至少為理論需要量的110%，而在除鎘階段，工業(yè)鋅粉的消耗量至少為理論需要量的200%。如果要將溶液的鎘置換很徹底，則鋅粉的過剩值很大，通常超過理論需要量的300%。導(dǎo)致實(shí)際消耗量大幅度超過理論需要量的原因有兩個(gè)，一是工業(yè)鋅粉的有效鋅偏低，通常只有85%，二是在凈化槽結(jié)構(gòu)不合理，不能及時(shí)將反應(yīng)生成的銅鎘固體物質(zhì)進(jìn)行分離，銅鎘固體物質(zhì)對鋅粉形成局部包裹，降低了鋅粉的反應(yīng)活性，導(dǎo)致鋅粉的消耗量很大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種硫酸鋅溶液置換除銅鎘的方法及其設(shè)備。本發(fā)明適合處理硫酸鋅溶液，能實(shí)現(xiàn)鋅對銅鎘的高效置換，具有鋅?；蜾\片消耗小、生產(chǎn)成本低、銅鎘置換徹底、現(xiàn)場環(huán)境好的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種硫酸鋅溶液置換除銅鎘的設(shè)備，包括進(jìn)液管、兩塊邊板、進(jìn)液端板、底板、溶液分配板、活動箱體、兩塊沉淀池邊板、沉淀池底板、兩塊沉淀池端板、溶液粗濾板、出液端板和出液管，所述兩塊邊板、進(jìn)液端板、出液端板和底板組成設(shè)備主體，所述進(jìn)液管位于進(jìn)液端板的上部，所述出液管置于出液端板的上部，所述設(shè)備主體內(nèi)部靠近進(jìn)液管的一側(cè)裝有帶孔的溶液分配板，所述溶液分配板、進(jìn)液端板、兩塊邊板和底板共同組成的空間為溶液分配池，所述設(shè)備主體內(nèi)部靠近出液管的一側(cè)裝有帶孔的溶液粗濾板，所述溶液粗濾板、出液端板、兩塊邊板和底板共同組成的空間為溶液匯集池，所述溶液分配板和溶液粗濾板之間的空間為置換池，所述活動箱體位于所述置換池內(nèi)，所述兩塊沉淀池邊板、沉淀池底板和兩塊沉淀池端板組成沉淀池，所述沉淀池位于所述置換池的下部，所述底板上設(shè)有用于連通沉淀池和置換池的濾孔，所述溶液分配板上設(shè)有用于連通溶液分配池和置換池的濾孔，所述溶液粗濾板上設(shè)有用于連通置換池和溶液匯集池的濾孔。
[0006]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0007]進(jìn)一步，所述底板上的濾孔均勻分布，濾孔的個(gè)數(shù)為3458?26600個(gè)，孔徑為10?50mm，相鄰濾孔之間的間距為20?100mm。
[0008]進(jìn)一步，所述溶液分配板上的濾孔均勻分布，濾孔的個(gè)數(shù)為200?12800個(gè)，孔徑為5?100mm，相鄰濾孔之間的間距為20?100mm。
[0009]進(jìn)一步，所述溶液粗濾板上的濾孔均勻分布，濾孔的個(gè)數(shù)為80000?884450個(gè)，孔徑為1?5_，濾孔間距為2?5_。
[0010]進(jìn)一步，所述活動箱體的數(shù)量為6?20個(gè)，每個(gè)所述活動箱體均為頂部開口的長方體，每個(gè)所述活動箱體均由五塊濾板組成，每個(gè)所述活動箱體內(nèi)部裝有鋅片或鋅粒。
[0011]一種硫酸鋅溶液置換除銅鎘的方法，該方法通過如上任一項(xiàng)所述的設(shè)備實(shí)現(xiàn)，包括以下步驟:將銅、鎘、鋅質(zhì)量濃度分別為0.3?3.0g/L、0.2?2.0g/L、120?180g/L的待處理的硫酸鋅溶液，在所述設(shè)備內(nèi)進(jìn)行置換除銅鎘鋅后，得到處理過的硫酸鋅溶液和雜質(zhì)。
[0012]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0013]進(jìn)一步，所述處理過的硫酸鋅溶液中銅、鎘、鋅的質(zhì)量濃度分別為0.00005?0.0002g/L、0.0001 ?0.0005g/L、120.4 ?184.2g/L，所述雜質(zhì)為銅、鎘。
[0014]進(jìn)一步，所述在所述設(shè)備內(nèi)進(jìn)行置換除銅鎘的具體步驟為:待處理的硫酸鋅溶液從所述進(jìn)液管流入到所述設(shè)備主體，處理過的硫酸鋅溶液從所述出液管流出，處理得到的雜質(zhì)集于所述沉淀池中，所述處理得到的雜質(zhì)為銅、鎘。
[0015]本發(fā)明所述的設(shè)備，其工作原理如下:當(dāng)含有雜質(zhì)銅鎘的硫酸鋅溶液從進(jìn)液管流入溶液分配池后，經(jīng)過溶液分配板的分配，使溶液較均勻流入到置換池，在置換池中，被裝在活動箱體內(nèi)的許許多多小塊鋅片置換，并在許許多多的小塊鋅片表面析出金屬銅小固體和海綿狀金屬鎘固體，金屬銅小固體和海綿狀金屬鎘固體，在溶液流動和重力的雙重作用下，脫離鋅?；蛐K鋅片表面并緩慢沉淀到沉淀池，鋅?；蛐K鋅片由于粒度大于活動箱體的濾孔且比重較大，繼續(xù)停留在活動箱體內(nèi)；隨著溶液不斷流過置換池中的活動箱體，溶液中的銅鎘雜質(zhì)也不斷被裝在活動箱體內(nèi)的許許多多鋅?；蛐K鋅片置換，生成的金屬銅小固體和海綿狀金屬鎘固體也不斷沉淀到沉淀池；當(dāng)溶液流過最后一個(gè)活動箱體時(shí)，溶液中的銅鎘雜質(zhì)已經(jīng)被徹底置換，達(dá)到了脫去雜質(zhì)銅鎘的目的。當(dāng)某個(gè)活動箱體的鋅片消耗完畢時(shí)，重新裝入鋅粒或鋅片，也可以根據(jù)活動箱體的鋅?；蜾\片消耗情況，隨時(shí)補(bǔ)充鋅?；蜾\片，置換得到的渣定期清理回收。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
[0017]1.鋅金屬消耗量小。本發(fā)明采用的置換劑為鋅粒或鋅片，鋅粒或鋅片是純度很高的金屬鋅，有效鋅含量接近100% ;在置換過程中，反應(yīng)生成的小固體金屬銅和海綿狀金屬鎘固體，在溶液流動和重力的雙重作用下，能夠及時(shí)從鋅?；蛐K鋅片表面分離，緩慢沉淀到沉淀池，而鋅?；蛐K鋅片的粒度大于活動箱體的濾孔且比重較大，繼續(xù)停留在活動箱體內(nèi)，這樣置換物中只有小固體金屬銅和海綿狀金屬鎘固體，沒有帶走任何的鋅?；蜾\片，沒有造成鋅?；蜾\片的任何浪費(fèi)，鋅?；蜾\片的消耗全部用于置換反應(yīng)，因此鋅?；蜾\片的消耗很小，幾乎接近理論消耗量。另外，由于鋅?；蜾\片沒有進(jìn)入到置換渣中，因此，得到的置換渣純度很高，簡單處理后，就可以形成粗產(chǎn)品。
[0018]2.除銅鎘徹底。在置換過程中，反應(yīng)生成的小固體金屬銅和海綿狀金屬鎘固體，在溶液流動和重力的雙重作用下，能夠及時(shí)從鋅粒或小塊鋅片表面分離，使鋅粒或小塊鋅片表面始終與溶液接觸，確保了鋅粒或鋅片的活性，有效保證了鋅粒或鋅片對銅鎘的置換能力；另外，還可以通過控制溶液的流量和活動箱體的數(shù)量，來實(shí)現(xiàn)對溶液與鋅粒或小塊鋅片接觸時(shí)間的精確控制，從而達(dá)到對除去溶液中銅鎘的精確控制，確保能夠除去溶液中的銅錦雜質(zhì)。
[0019]3.本發(fā)明的設(shè)備的制造方法簡單、應(yīng)用范圍廣泛。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的硫酸鋅溶液置換除銅鎘的設(shè)備的正視圖。
[0021]圖2為本發(fā)明的硫酸鋅溶液置換除銅鎘的設(shè)備的側(cè)視圖。
[0022]附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下:
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