權(quán)利要求

1.一種選擇性沉淀分離鋅鎂的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟S1：在含鋅鎂的混合溶液中加入檸檬酸類沉淀劑，調(diào)節(jié)pH值后，沉淀充分后進(jìn)行固液分離，得到鋅沉淀物和含鎂濾液;

步驟S2：將步驟S1中得到的鋅沉淀物煅燒，得到氧化鋅;

步驟S3：在步驟S1中所得到的含鎂濾液中加入除鎂試劑，充分沉淀后固液分離，得到鎂沉淀物和純?yōu)V液，向純?yōu)V液中補(bǔ)入濃硫酸;

步驟S4：將步驟S2中得到的氧化鋅加入步驟S3中得到的補(bǔ)入濃硫酸的純?yōu)V液;通過酸浸得到硫酸鋅溶液，完成鋅鎂混合液的選擇性鋅鎂分離。

2.如權(quán)利要求1中所述的一種選擇性沉淀分離鋅鎂的方法，其特征在于，所述步驟S1中含鋅鎂的溶液，鋅含量為130-150g/L;鎂含量為10-15g/L。

3.如權(quán)利要求1中所述的一種選擇性沉淀分離鋅鎂的方法，其特征在于，所述步驟S1中檸檬酸類沉淀劑包括檸檬酸、檸檬酸鈉、檸檬酸鉀中的至少一種。

4.如權(quán)利要求1中所述的一種選擇性沉淀分離鋅鎂的方法，其特征在于，所述步驟S1中鋅離子物質(zhì)的量與檸檬酸類沉淀劑物質(zhì)的量比為1-1.5:1。

5.如權(quán)利要求1中所述的一種選擇性沉淀分離鋅鎂的方法，其特征在于，所述步驟S1中采用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值。

6.如權(quán)利要求1中所述的一種選擇性沉淀分離鋅鎂的方法，其特征在于，所述步驟S1中pH值調(diào)節(jié)為2.0-4.0。

7.如權(quán)利要求1中所述的一種選擇性沉淀分離鋅鎂的方法，其特征在于，所述步驟S1中反應(yīng)條件為500-600rpm，60-80℃下水浴加熱1-2h。

8.如權(quán)利要求1中所述的一種選擇性沉淀分離鋅鎂的方法，其特征在于，所述步驟S2煅燒氣體環(huán)境為空氣，煅燒溫度大于400°C，時(shí)間1-2h。

9.如權(quán)利要求1中所述的一種選擇性沉淀分離鋅鎂的方法，其特征在于，所述步驟S3除鎂試劑包含氫氧化鈉、磷酸鈉等常規(guī)除鎂劑中的至少一種;所述濃硫酸濃度為18mol/L，補(bǔ)入濃硫酸后純?yōu)V液溶液中硫酸濃度為2-3 mol/L。

10.如權(quán)利要求1中所述的一種選擇性沉淀分離鋅鎂的方法，其特征在于，所述步驟S4酸浸液體為硫酸，液固比4-6mL:1g，并控制溶液終點(diǎn)pH值為2.0-3.0;所述酸浸條件為500-600rpm，60-80℃下水浴加熱1-2h。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

[0001]本發(fā)明涉及鋅濕法冶金領(lǐng)域，具體涉及一種選擇性沉淀分離鋅鎂的方法。

背景技術(shù)

[0002]從含鋅鎂溶液中分離鋅鎂主要應(yīng)用于濕法煉鋅技術(shù)領(lǐng)域，硫酸鋅是鋅的濕法冶煉中的重要原料。濕法煉鋅是將鋅焙砂中的鋅溶解在水溶液中，從中提取金屬鋅的主要技術(shù)。在煉鋅過程中焙燒后的鋅精礦經(jīng)過酸浸，生成的硫酸鋅作為鋅元素的來源，進(jìn)入電解槽中進(jìn)行電解，進(jìn)而將溶解在溶液中的鋅還原出來。電解過程是濕法煉鋅的核心步驟，通過此步驟可以獲得高純度的金屬鋅。在酸浸過程中鎂離子會(huì)伴隨著鋅的溶解而共同進(jìn)入溶液，對鋅的產(chǎn)率和設(shè)備等均有較大影響。因此，從含鋅溶液中分離鎂離子成為生產(chǎn)高純鋅產(chǎn)品的關(guān)鍵所在。然而，鋅和鎂均屬于第ⅠⅠ主族元素，具有相似的化學(xué)性質(zhì)，傳統(tǒng)的方法很難從鋅鎂溶液中選擇性分離鋅鎂，這已經(jīng)成為生產(chǎn)高純鋅產(chǎn)品的技術(shù)瓶頸。

[0003]在濕法煉鋅工藝中，可在冶煉前用硫酸浸出閃鋅礦，鎂的浸出率可達(dá)77.8%。同理，在煅燒前的鋅精礦中通入二氧化硫氣體和水蒸氣，使鎂轉(zhuǎn)化成亞硫酸鎂。由于硫化鋅可在低濃度硫酸中穩(wěn)定存在，此方法可實(shí)現(xiàn)鋅鎂的一定分離。但部分鋅會(huì)以氧化鋅的形式存在于鋅精礦中，隨酸洗損失，該方法對鋅的損失較大;生產(chǎn)中在浸出液中也可加入石灰石，形成堿式硫酸鋅沉淀析出，達(dá)到鋅鎂分離效果。但石灰使用量較大的同時(shí)會(huì)生成大量硫酸鈣，需要額外的流程去除。

[0004]中國專利CN 1935705 A涉及一種將鋅鎂溶液通過陰膜滲析器，后用石灰乳中和沉鋅的方法，然而該方法需要定期更換膜，成本較高。且石灰使用量較大的同時(shí)會(huì)生成硫酸鈣，需要額外流程去除。中國專利CN 118221180 A涉及一種加入氟化鹽，生成氟化鎂沉淀的方法，然而該方法引入大量氟離子，對生產(chǎn)設(shè)備有一定危害。中國專利CN 118206142 A涉及一種制備堿式碳酸鎂除鎂的方法，然而該方法偏堿性的條件不適用于濕法煉鋅的溶液環(huán)境。同樣的，陳金龍等人用碳化沉淀法分離回收鋅和鎂，然而溶液環(huán)境同樣不符合要求。中國專利CN 220664996 U涉及一種磷酸鈉除鎂的方法，然而該方法引入的磷酸根同樣會(huì)使鋅沉淀，不具備選擇性。中國專利CN 116623002 A涉及一種結(jié)晶法去除濕法煉鋅過程中鎂離子的方法，然而該方法能耗高，運(yùn)行成本較高。中國專利CN 113528818 A涉及一種特定離子交換樹脂除鎂的方法，然而該方法除鎂效率較低，操作復(fù)雜成本較高。顯然，目前亟需開發(fā)一種經(jīng)濟(jì)可行、易于實(shí)踐的濕法煉鋅領(lǐng)域鋅鎂分離技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種選擇性沉淀分離鋅鎂的方法，包括以下步驟：首先將含鋅鎂的溶液中加入檸檬酸類沉淀劑后調(diào)節(jié)pH值，沉淀結(jié)束后固液分離，得到檸檬酸鋅固體和含鎂濾液;接著將含鎂濾液中加入除鎂試劑后固液分離，向?yàn)V液中補(bǔ)入濃硫酸;最后將檸檬酸鋅煅燒得到氧化鋅，后將氧化鋅加入上述補(bǔ)入濃硫酸的濾液酸浸得到硫酸鋅溶液，從而實(shí)現(xiàn)在鋅鎂混合溶液中選擇性分離鋅鎂;本發(fā)明通過檸檬酸鋅與檸檬酸鎂沉淀時(shí)pH值不同，實(shí)現(xiàn)鋅鎂的選擇性高效高質(zhì)量分離;本發(fā)明綠色環(huán)保，流程簡單，提供了一種鋅濕法冶煉過程中鋅鎂分離的方法，具備較好的應(yīng)用前景。

[0006]為實(shí)現(xiàn)以上技術(shù)效果，采用如下技術(shù)方案：

一種選擇性沉淀分離鋅鎂的方法，包括如下步驟：

步驟S1：在含鋅鎂的混合溶液中加入檸檬酸類沉淀劑，調(diào)節(jié)pH值后，沉淀充分后進(jìn)行固液分離，得到鋅沉淀物和含鎂濾液;

步驟S2：將步驟S1中得到的鋅沉淀物煅燒，得到氧化鋅;

步驟S3：在步驟S1中所得到的含鎂濾液中加入除鎂試劑，充分沉淀后固液分離，得到鎂沉淀物和純?yōu)V液，向純?yōu)V液中補(bǔ)入濃硫酸;

步驟S4：將步驟S2中得到的氧化鋅加入步驟S3中得到的補(bǔ)入濃硫酸的純?yōu)V液;通過酸浸得到硫酸鋅溶液，完成鋅鎂混合液的選擇性鋅鎂分離。

[0007]進(jìn)一步的，所述步驟S1中含鋅鎂的溶液，鋅含量為130-150g/L;鎂含量為10-15g/L。

[0008]進(jìn)一步的，所述步驟S1中檸檬酸類沉淀劑包括檸檬酸、檸檬酸鈉、檸檬酸鉀中的至少一種。

[0009]進(jìn)一步的，所述步驟S1中鋅離子物質(zhì)的量與檸檬酸類沉淀劑物質(zhì)的量比為1-1.5:1。

[0010]進(jìn)一步的，所述步驟S1中采用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值。

[0011]進(jìn)一步的，所述步驟S1中pH值調(diào)節(jié)為2.0-4.0。

[0012]進(jìn)一步的，所述步驟S1中反應(yīng)條件為500-600rpm，60-80℃下水浴加熱1-2h。

[0013]進(jìn)一步的，所述步驟S2煅燒氣體環(huán)境為空氣，煅燒溫度大于400°C，時(shí)間1-2h。

[0014]進(jìn)一步的，所述步驟S3除鎂試劑包含氫氧化鈉、磷酸鈉等常規(guī)除鎂劑中的至少一種;所述濃硫酸濃度為18mol/L，補(bǔ)入濃硫酸后純?yōu)V液溶液中硫酸濃度為2-3 mol/L。

[0015]進(jìn)一步的，所述步驟S4酸浸液體為硫酸，液固比4-6mL:1g，并控制溶液終點(diǎn)pH值為2.0-3.0;所述酸浸條件為500-600rpm，60-80℃下水浴加熱1-2h。

[0016]控制酸浸出過程中的液固比、浸出溫度及浸出時(shí)間在合理的范圍內(nèi)能夠提高浸出效率，有利于獲得純度較高的硫酸鋅溶液。液固比過低、浸出溫度過低或者浸出時(shí)間過短均會(huì)相對降低鋅的浸出率;而液固比過高會(huì)導(dǎo)致浸出液鋅濃度過低，不利于后續(xù)的反應(yīng);浸出溫度過高或者時(shí)間過長會(huì)導(dǎo)致浸出能耗增加。

[0017]本發(fā)明技術(shù)方案的原理為：

檸檬酸分子(C6H8O7)結(jié)構(gòu)中含有3個(gè)羧基，會(huì)與金屬離子結(jié)合生成檸檬酸鹽。其中檸檬酸鋅是一種穩(wěn)定性好、在酸性環(huán)境下不易溶解的物質(zhì)，而檸檬酸鎂通常在酸性環(huán)境可溶。濕法煉鋅的浸出液和電解液通常為酸性，利用二者在酸性環(huán)境下的溶解性差異，可完成對鋅鎂的分離。生成檸檬酸鹽的反應(yīng)如下：

[0018]

[0019]例如：反應(yīng)條件為500rpm，60°C水浴加熱1h，pH在2.0-4.0范圍內(nèi)，檸檬酸鋅沉淀較完全，檸檬酸鎂幾乎不沉淀，完成鋅鎂的選擇性分離。而檸檬酸鋅在400°C，煅燒1h后分解為氧化鋅，反應(yīng)如下：

[0020]由于濾液中主要剩余鎂離子，因此可通過調(diào)pH值、磷酸鹽沉淀等常規(guī)除鎂方法除去。

[0021]氧化鋅經(jīng)過硫酸浸出生成硫酸鋅，進(jìn)入后續(xù)生產(chǎn)，酸浸反應(yīng)如下：

[0022]以此實(shí)現(xiàn)鋅的濕法冶煉過程中鋅鎂分離。

[0023]本發(fā)明的有益效果為：

1、鋅鎂分離效果好：本發(fā)明將鋅轉(zhuǎn)化為檸檬酸鋅，經(jīng)煅燒(轉(zhuǎn)化為氧化鋅后有利于后續(xù)鋅回收)、酸浸后，在原溶液體系下實(shí)現(xiàn)鋅離子同鎂離子的高效分離，不產(chǎn)生任何的廢水或者固體廢料，體系中只增加物料，不向外產(chǎn)生廢料，鋅回收率高(95%左右)，鎂夾雜率低(3-5%)，鋅鎂分離效果好;

2、生產(chǎn)環(huán)境適配度高：本發(fā)明通過檸檬酸鋅與檸檬酸鎂沉淀時(shí)pH值不同，其中檸檬酸鋅在酸性環(huán)境下不易溶解，而檸檬酸鎂通常在酸性環(huán)境可溶，以此實(shí)現(xiàn)在酸性溶液中鋅鎂分離;

3、綠色環(huán)保：本發(fā)明所用檸檬酸類試劑，為有機(jī)弱酸，綠色無毒;天然檸檬酸在自然界中分布很廣，具有綠色環(huán)保、成本低廉的優(yōu)勢，具備極好的應(yīng)用前景。

附圖說明

[0024]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其它的附圖。

[0025]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的檸檬酸選擇性沉淀分離鋅鎂過程示意圖。

具體實(shí)施方式

[0026]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

[0027]應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說明都是示例性的，旨在對本發(fā)明提供進(jìn)一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

[0028]需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實(shí)施方式，而非意圖限制根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在特征、步驟、操作和/或它們的組合。

[0029]實(shí)施例1：

按照圖1所示，進(jìn)行分離鋅鎂操作：

鋅鎂模擬混合溶液選擇性分離鋅鎂，設(shè)置模擬溶液中鋅濃度、鎂濃度分別為150g/L、13.8 g/L。在100 mL燒杯中加入30 mL鋅鎂模擬混合溶液，在60℃，轉(zhuǎn)速500rpm的水浴攪拌鍋中攪拌。首先，按鋅的摩爾數(shù)與檸檬酸摩爾數(shù)比為1.5:1添加檸檬酸后，用濃度為10mol/L的氫氧化鈉控制溶液的pH為3.0，保溫1h;保溫結(jié)束后，將燒杯取出，冷卻至室溫，將固體和液體分離;然后，將檸檬酸鋅固體在400℃下煅燒1h后，得到氧化鋅;接著，在含鎂濾液中加入除鎂試劑(理論量的磷酸鈉)，在60℃，轉(zhuǎn)速500rpm的水浴攪拌鍋中保溫1h，將固體和液體分離，得到鎂沉淀物，并且向?yàn)V液中補(bǔ)入濃硫酸(濃度為18mol/L，補(bǔ)入濃硫酸后溶液中硫酸濃度為2mol/L)，用此溶液在500rpm，60℃下水浴加熱1h，浸出氧化鋅得到硫酸鋅溶液(液固比6mL:1g，并控制溶液終點(diǎn)pH值為2.0)。結(jié)果顯示，鋅的沉淀率98.3%，鎂的夾雜率3.8%，鋅的回收率96.2%。

[0030]實(shí)施例2：

按照圖1所示，進(jìn)行分離鋅鎂操作：

不同于實(shí)施例1，用濃度為10mol/L的氫氧化鈉控制溶液的pH為2.0。

[0031]鋅鎂模擬混合溶液選擇性分離鋅鎂，設(shè)置模擬溶液中鋅濃度、鎂濃度分別為130g/L、15 g/L。在100 mL燒杯中加入30 mL鋅鎂模擬混合溶液，在60℃，轉(zhuǎn)速500rpm的水浴攪拌鍋中攪拌。首先，按鋅的摩爾數(shù)與檸檬酸摩爾數(shù)比為1.5:1添加檸檬酸后，用濃度為10mol/L的氫氧化鈉控制溶液的pH為2.0，保溫1h;保溫結(jié)束后，將燒杯取出，冷卻至室溫，將固體和液體分離;然后，將檸檬酸鋅固體在400℃下煅燒1h后，得到氧化鋅;接著，在含鎂濾液中加入除鎂劑(理論量的磷酸鈉)，在60℃，轉(zhuǎn)速500rpm的水浴攪拌鍋中保溫1h，將固體和液體分離，得到鎂沉淀物，并且向?yàn)V液中補(bǔ)入濃硫酸(濃度為18mol/L，補(bǔ)入濃硫酸后溶液中硫酸濃度為3mol/L)，用此溶液在500rpm，60℃下水浴加熱1h，浸出氧化鋅得到硫酸鋅溶液(液固比4mL:1g，并控制溶液終點(diǎn)pH值為3.0)。結(jié)果顯示，鋅的沉淀率97.2%，鎂的夾雜率3.5%，鋅的回收率95.7%。

[0032]實(shí)施例3：

按照圖1所示，進(jìn)行分離鋅鎂操作：

不同于實(shí)施例1，用濃度為10mol/L的氫氧化鈉控制溶液的pH為4.0，且除鎂試劑選用氫氧化鈉。

[0033]鋅鎂模擬混合溶液選擇性分離鋅鎂，設(shè)置模擬溶液中鋅濃度、鎂濃度分別為150g/L、10 g/L。在100 mL燒杯中加入30 mL鋅鎂模擬混合溶液，在60℃，轉(zhuǎn)速500rpm的水浴攪拌鍋中攪拌。首先，按鋅的摩爾數(shù)與檸檬酸摩爾數(shù)比為1.5:1添加檸檬酸后，用濃度為10mol/L的氫氧化鈉控制溶液的pH為4.0，保溫1h;保溫結(jié)束后，將燒杯取出，冷卻至室溫，將固體和液體分離;然后，將檸檬酸鋅固體在400℃下煅燒1h后，得到氧化鋅;接著，在含鎂濾液中加入除鎂試劑(理論量的氫氧化鈉)，在60℃，轉(zhuǎn)速500rpm的水浴攪拌鍋中保溫1h，將固體和液體分離，得到鎂沉淀物，并且向?yàn)V液中補(bǔ)入濃硫酸(濃度為18mol/L，補(bǔ)入濃硫酸后溶液中硫酸濃度為2mol/L)，用此溶液在500rpm，60℃下水浴加熱1h，浸出氧化鋅得到硫酸鋅溶液(液固比6mL:1g，并控制溶液終點(diǎn)pH值為2.0)。結(jié)果顯示，鋅的沉淀率97.6%，鎂的夾雜率4.3%，鋅的回收率95.9%。

[0034]實(shí)施例4：

按照圖1所示，進(jìn)行分離鋅鎂操作：

不同于實(shí)施例1，鋅的摩爾數(shù)與檸檬酸摩爾數(shù)比為1.2:1。

[0035]鋅鎂模擬混合溶液選擇性分離鋅鎂，設(shè)置模擬溶液中鋅濃度、鎂濃度分別為150g/L、13.8 g/L。在100 mL燒杯中加入30 mL鋅鎂模擬混合溶液，在60℃，轉(zhuǎn)速500rpm的水浴攪拌鍋中攪拌。首先，按鋅的摩爾數(shù)與檸檬酸摩爾數(shù)比為1.2:1添加檸檬酸后，用濃度為10mol/L的氫氧化鈉控制溶液的pH為3.0，保溫1h;保溫結(jié)束后，將燒杯取出，冷卻至室溫，將固體和液體分離;然后，將檸檬酸鋅固體在400℃下煅燒1h后，得到氧化鋅;接著，在含鎂濾液中加入除鎂試劑(理論量的磷酸鈉)，在60℃，轉(zhuǎn)速500rpm的水浴攪拌鍋中保溫1h，將固體和液體分離，得到鎂沉淀物，并且向?yàn)V液中補(bǔ)入濃硫酸(濃度為18mol/L，補(bǔ)入濃硫酸后溶液中硫酸濃度為2mol/L)，用此溶液在500rpm，60℃下水浴加熱1h，浸出氧化鋅得到硫酸鋅溶液(液固比6mL:1g，并控制溶液終點(diǎn)pH值為2.0)。結(jié)果顯示，鋅的沉淀率98.4%，鎂的夾雜率4.5%，鋅的回收率96.4%。

[0036]實(shí)施例5：

按照圖1所示，進(jìn)行分離鋅鎂操作：

不同于實(shí)施例1，鋅的摩爾數(shù)與檸檬酸摩爾數(shù)比為1:1，且除鎂試劑選用氫氧化鈉。

[0037]鋅鎂模擬混合溶液選擇性分離鋅鎂，設(shè)置模擬溶液中鋅濃度、鎂濃度分別為150g/L、13.8 g/L。在100 mL燒杯中加入30 mL鋅鎂模擬混合溶液，在60℃，轉(zhuǎn)速500rpm的水浴攪拌鍋中攪拌。首先，按鋅的摩爾數(shù)與檸檬酸摩爾數(shù)比為1:1添加檸檬酸后，用濃度為10mol/L的氫氧化鈉控制溶液的pH為3.0，保溫1h;保溫結(jié)束后，將燒杯取出，冷卻至室溫，將固體和液體分離;然后，將檸檬酸鋅固體在400℃下煅燒1h后，得到氧化鋅;接著，在含鎂濾液中加入除鎂試劑(理論量的氫氧化鈉)，在60℃，轉(zhuǎn)速500rpm的水浴攪拌鍋中保溫1h，將固體和液體分離，得到鎂沉淀物，并且向?yàn)V液中補(bǔ)入濃硫酸(濃度為18mol/L，補(bǔ)入濃硫酸后溶液中硫酸濃度為2mol/L)，用此溶液在500rpm，60℃下水浴加熱1h，浸出氧化鋅得到硫酸鋅溶液(液固比6mL:1g，并控制溶液終點(diǎn)pH值為2.0)。結(jié)果顯示，鋅的沉淀率99.5%，鎂的夾雜率4.9%，鋅的回收率97.2%。

[0038]實(shí)施例6：

按照圖1所示，進(jìn)行分離鋅鎂操作：

不同于實(shí)施例1，用檸檬酸鈉沉淀劑。

[0039]鋅鎂模擬混合溶液選擇性分離鋅鎂，設(shè)置模擬溶液中鋅濃度、鎂濃度分別為150g/L、13.8 g/L。在100 mL燒杯中加入30 mL鋅鎂模擬混合溶液，在60℃，轉(zhuǎn)速500rpm的水浴攪拌鍋中攪拌。首先，按鋅的摩爾數(shù)與檸檬酸鈉摩爾數(shù)比為1.5:1添加檸檬酸鈉后，用濃度為1mol/L的硫酸控制溶液的pH為3.0，保溫1h;保溫結(jié)束后，將燒杯取出，冷卻至室溫，將固體和液體分離;然后，將檸檬酸鋅固體在400℃下煅燒1h后，得到氧化鋅;接著，在含鎂濾液中加入除鎂劑(理論量的磷酸鈉)，在60℃，轉(zhuǎn)速500rpm的水浴攪拌鍋中保溫1h，將固體和液體分離，得到鎂沉淀物，并且向?yàn)V液中補(bǔ)入濃硫酸(濃度為18mol/L，補(bǔ)入濃硫酸后溶液中硫酸濃度為2mol/L)，用此溶液在500rpm，60℃下水浴加熱1h，浸出氧化鋅得到硫酸鋅溶液(液固比6mL:1g，并控制溶液終點(diǎn)pH值為2.0)。結(jié)果顯示，鋅的沉淀率96.3%，鎂的夾雜率4.0%，鋅的回收率95.2%。

[0040]實(shí)施例7：

按照圖1所示，進(jìn)行分離鋅鎂操作：

不同于實(shí)施例1，煅燒溫度為300℃。

[0041]鋅鎂模擬混合溶液選擇性分離鋅鎂，設(shè)置模擬溶液中鋅濃度、鎂濃度分別為150g/L、13.8 g/L。在100 mL燒杯中加入30 mL鋅鎂模擬混合溶液，在60℃，轉(zhuǎn)速500rpm的水浴攪拌鍋中攪拌。首先，按鋅的摩爾數(shù)與檸檬酸摩爾數(shù)比為1.5:1添加檸檬酸后，用濃度為10mol/L的氫氧化鈉控制溶液的pH為3.0，保溫1h;保溫結(jié)束后，將燒杯取出，冷卻至室溫，將固體和液體分離;然后，將檸檬酸鋅固體在300℃下煅燒1h后，得到氧化鋅;接著，在含鎂濾液中加入除鎂劑(理論量的磷酸鈉)，在60℃，轉(zhuǎn)速500rpm的水浴攪拌鍋中保溫1h，將固體和液體分離，得到鎂沉淀物，并且向?yàn)V液中補(bǔ)入濃硫酸(濃度為18mol/L，補(bǔ)入濃硫酸后溶液中硫酸濃度為2mol/L)，用此溶液在500rpm，60℃下水浴加熱1h，浸出氧化鋅得到硫酸鋅溶液(液固比6mL:1g，并控制溶液終點(diǎn)pH值為2.0)。結(jié)果顯示，鋅的沉淀率98.0%，鎂的夾雜率3.8%，鋅的回收率81.6%，由于煅燒溫度不足，檸檬酸鋅并未完全轉(zhuǎn)化成氧化鋅，因此鋅的回收率較低。

[0042]實(shí)施例8：

按照圖1所示，進(jìn)行分離鋅鎂操作：

不同于實(shí)施例1，不加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH。

[0043]鋅鎂模擬混合溶液選擇性分離鋅鎂，設(shè)置模擬溶液中鋅濃度、鎂濃度分別為150g/L、13.8 g/L。在100 mL燒杯中加入30 mL鋅鎂模擬混合溶液，在60℃，轉(zhuǎn)速500rpm的水浴攪拌鍋中攪拌。首先，按鋅的摩爾數(shù)與檸檬酸摩爾數(shù)比為1.5:1添加檸檬酸后，保溫1h;由于該pH值(0.5左右)下不產(chǎn)生沉淀，因此無法選擇性分離鋅鎂。

[0044]實(shí)施例9：

按照圖1所示，進(jìn)行分離鋅鎂操作：

不同于實(shí)施例1，用腐殖酸作沉淀劑。

[0045]鋅鎂模擬混合溶液選擇性分離鋅鎂，設(shè)置模擬溶液中鋅濃度、鎂濃度分別為150g/L、13.8 g/L。在100 mL燒杯中加入30 mL鋅鎂模擬混合溶液，在60℃，轉(zhuǎn)速500rpm的水浴攪拌鍋中攪拌。首先，按鋅的摩爾數(shù)與腐殖酸摩爾數(shù)比為1.5:1添加腐殖酸后，用濃度為10mol/L的氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液的pH，不產(chǎn)生沉淀因此無法選擇性分離鋅鎂。

[0046]對比例1：

實(shí)施例1作為基準(zhǔn)：

鋅鎂模擬混合溶液選擇性分離鋅鎂，設(shè)置模擬溶液中鋅濃度、鎂濃度分別為150g/L、13.8 g/L。在100 mL燒杯中加入30 mL鋅鎂模擬混合溶液，在60℃，轉(zhuǎn)速500rpm的水浴攪拌鍋中攪拌。首先，用濃度為10mol/L的氫氧化鈉控制溶液的pH為6.5，保溫1h;保溫結(jié)束后，將燒杯取出，冷卻至室溫，將固體和液體分離;然后，將固體在400℃下煅燒1h;接著，在含鎂濾液中加入除鎂劑(理論量的磷酸鈉)，在60℃，轉(zhuǎn)速500rpm的水浴攪拌鍋中保溫1h，將固體和液體分離，得到鎂沉淀物，并且向?yàn)V液中補(bǔ)入濃硫酸(濃度為18mol/L，補(bǔ)入濃硫酸后溶液中硫酸濃度為2mol/L)，用此溶液在500rpm，60℃下水浴加熱1h，浸出氧化鋅得到硫酸鋅溶液(液固比6mL:1g，并控制溶液終點(diǎn)pH值為2.0)。結(jié)果顯示，鋅的沉淀率78.4%，鎂的夾雜率34.5%，鋅的回收率70.6%，鋅的沉淀率和回收率較低，鎂的夾雜率較高。

[0047]對比例2：

與實(shí)施例1作為基準(zhǔn)：

鋅鎂模擬混合溶液選擇性分離鋅鎂，設(shè)置模擬溶液中鋅濃度、鎂濃度分別為150g/L、13.8 g/L。在100 mL燒杯中加入30 mL鋅鎂模擬混合溶液，在60℃，轉(zhuǎn)速500rpm的水浴攪拌鍋中攪拌。首先，按鋅的摩爾數(shù)與檸檬酸摩爾數(shù)比為1.5:1添加檸檬酸后，用濃度為10mol/L的氫氧化鈉控制溶液的pH為3.0，保溫1h;保溫結(jié)束后，將燒杯取出，冷卻至室溫，將固體和液體分離;接著，在含鎂濾液中加入除鎂試劑(理論量的磷酸鈉)，在60℃，轉(zhuǎn)速500rpm的水浴攪拌鍋中保溫1h，將固體和液體分離，得到鎂沉淀物，并且向?yàn)V液中補(bǔ)入濃硫酸(濃度為18mol/L，補(bǔ)入濃硫酸后溶液中硫酸濃度為2mol/L)，用此溶液在500rpm，60℃下水浴加熱1h，浸出檸檬酸鋅得到硫酸鋅溶液(液固比6mL:1g，并控制溶液終點(diǎn)pH值為2.0)。結(jié)果顯示，鋅的沉淀率98.3%，鎂的夾雜率4.8%，鋅的回收率50.3%，鋅的回收率較低。

[0048]實(shí)施例1-7和對比例1-2的實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)在表1中：

表1不同方案下模擬溶液中鋅沉淀率、回收率和鎂夾雜率的變化情況

組別沉淀劑摩爾比例pH煅燒溫度(℃)鋅沉淀率(%)鎂夾雜率(%)鋅回收率(%)實(shí)施例1檸檬酸1.5:13.040098.33.896.2實(shí)施例2檸檬酸1.5:12.040097.23.595.7實(shí)施例3檸檬酸1.5:14.040097.64.395.9實(shí)施例4檸檬酸1.2:13.040098.44.596.4實(shí)施例5檸檬酸1:13.040099.54.997.2實(shí)施例6檸檬酸鈉1.5:13.040096.34.095.2實(shí)施例7檸檬酸1.5:13.030098.03.881.6對比例1氫氧化鈉1:16.540078.434.570.6對比例2檸檬酸1.5:13.0不煅燒98.34.850.3

本發(fā)明的方法通過先檸檬酸類的沉淀劑沉淀鋅離子，然后再進(jìn)行鎂離子的沉淀，實(shí)現(xiàn)選擇性分離鋅鎂;通過在沉淀鋅鎂后的濾液(30ml左右)中直接補(bǔ)入濃硫酸(目的是為了不大幅度增加濾液體積)，溶解煅燒檸檬酸鋅后得到的氧化鋅，保證鋅離子回收率，得到35-40mL的硫酸鋅溶液(可以保證硫酸鋅溶液的濃度和純度)。原有混合體系的濾液被充分利用，整體工藝不向外產(chǎn)生任何廢液及固體廢料，整體溶液體積沒有大幅度上升，無需大量體積裝載，且得到較純的鎂沉淀物和濃度較高及純度極好的硫酸鋅溶液，不需要額外進(jìn)行其他產(chǎn)物的處理，附加價(jià)值極高。

[0049]因此，在沉淀劑為檸檬酸類，摩爾比1-1.5:1，pH為2.0-4.0，煅燒溫度為400℃以上時(shí)，鋅沉淀率、回收率較高，且鎂夾雜率較低。

[0050]綜上所述，本發(fā)明公開了一種選擇性沉淀分離鋅鎂的方法，包括以下步驟：首先，將含鋅鎂的溶液中加入檸檬酸沉淀劑后調(diào)節(jié)pH，結(jié)束后固液分離，得到檸檬酸鋅固體和含鎂濾液;接著，將含鎂濾液中加入除鎂試劑后固液分離，向?yàn)V液中補(bǔ)入濃硫酸;最后，將檸檬酸鋅煅燒得到氧化鋅，后將氧化鋅加入上述補(bǔ)入濃硫酸的濾液酸浸得到硫酸鋅溶液。本發(fā)明通過檸檬酸鋅與檸檬酸鎂沉淀時(shí)pH不同，實(shí)現(xiàn)鋅鎂的分離。本發(fā)明綠色環(huán)保，流程簡單，有助于濕法煉鋅體系中的鋅鎂分離，具備較好的應(yīng)用前景。

[0051]至此，本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到，雖然本文已詳盡展示和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但是，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容直接確定或推導(dǎo)符合本發(fā)明原理的許多其他變形或修改。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)被理解和認(rèn)定為覆蓋了所有這些其他變形或修改。

說明書附圖(1)