汪九初，陳海大，王 瑋，蘇建國

（安徽銅冠有色金屬（池州）有限責(zé)任公司，安徽 池州 247100）

目前國內(nèi)濕法煉鋅行業(yè)除鈷的主流工藝為銻鹽除鈷或砷鹽除鈷，該除鈷工藝應(yīng)用有30年以上；該除鈷優(yōu)點(diǎn)是凈化深度較好；缺點(diǎn)是凈化要求溫度高于90℃，鋅粉用量大，當(dāng)除鈷前液鈷含量高于40mg/l時(shí)，除鈷后液含鈷極不穩(wěn)定。近幾年由于原料平均含鈷逐年升高，濕法煉鋅行業(yè)內(nèi)許多生產(chǎn)企業(yè)在研究新的除鈷工藝以應(yīng)對(duì)含鈷量較高的原料。

硫酸鋅溶液凈化除鈷的方法主要有銻鹽法、砷鹽法、黃藥法、合金鋅粉法、β-萘酚法等。銻鹽法、砷鹽法、合金鋅粉法都是以鋅粉為主要除鈷原料，但鋅粉價(jià)格較高且耗量較大，容易出現(xiàn)由于鈷復(fù)溶引起的指標(biāo)波動(dòng)，采用砷鹽法在操作中容易產(chǎn)生H3As氣體，安全風(fēng)險(xiǎn)較大；黃藥法除鈷深度較差，對(duì)含鈷高的原料適應(yīng)性較差，且生產(chǎn)過程中黃藥氣味較濃，操作環(huán)境惡劣；國內(nèi)巴彥淖爾紫金鋅業(yè)曾在濕法主系統(tǒng)采用β-萘酚法除鈷，取得了較好的效果，但由于β-萘酚價(jià)格較高，且供需不穩(wěn)定，影響了生產(chǎn)的使用效果。本文研究了影響新型除鈷劑除鈷的主要因素以及除鈷過程中雜質(zhì)元素的行為，探索新型除鈷劑除鈷的工藝條件。

1 試驗(yàn)

1.1 原料

試驗(yàn)原料為銅冠池州公司濕法車間產(chǎn)出的一段凈化后液，溶液各組分的體積質(zhì)量為（g/L）：Zn 142.5、Cu 0.0002、Cd 0.037、Co 0.022、Ni 0.0002、Mn 3.2、Fe 0.004。新型除鈷劑有效成分≥95%，活化劑有效成分≥99%。高鈷樣品采用配入鈷量。

1.2 試驗(yàn)方法

取一段凈化后液1000ml，試驗(yàn)前根據(jù)一段凈化后液的含鈷量稱取除鈷劑和活化劑，用水稀釋，加入待除鈷的溶液中，考察反應(yīng)溫度、攪拌時(shí)間、除鈷劑用量、活化劑用量以及一段后液雜質(zhì)含量對(duì)除鈷效果的影響。

2 結(jié)果與討論

2.1 反應(yīng)溫度對(duì)除鈷效果的影響

試驗(yàn)條件：一段凈化后液1000ml，除鈷劑用量為鈷量的20倍，活化劑用量為鈷量的2.5倍，攪拌時(shí)間60min，考察反應(yīng)溫度對(duì)除鈷效果的影響如圖1所示。

由圖1可知，反應(yīng)溫度對(duì)除鈷效果的影響比較明顯，溫度低于70℃反應(yīng)進(jìn)行不明顯，當(dāng)溫度達(dá)到75℃以上時(shí)，反應(yīng)順利進(jìn)行，鈷的脫除率大于98%，后液含鈷滿足凈化指標(biāo)要求，當(dāng)溫度高于80℃鈷的脫除效率沒有明顯升高，考慮生產(chǎn)過程中的蒸汽成本，溫度選擇78℃較為合理。

圖1 反應(yīng)溫度對(duì)除鈷效果的影響

2.2 攪拌時(shí)間對(duì)除鈷效果的影響

試驗(yàn)條件：一段凈化后液1000ml，除鈷劑用量為鈷量的20倍，活化劑用量為鈷量的2.5倍，反應(yīng)溫度78℃，考察攪拌時(shí)間對(duì)除鈷效果的影響如圖2所示。

圖2 攪拌時(shí)間對(duì)除鈷效果的影響

2.3 除鈷劑用量對(duì)除鈷效果的影響

試驗(yàn)條件：一段凈化后液1000ml，反應(yīng)溫度78℃，攪拌時(shí)間60min，活化劑用量為鈷量的2.5倍，考察除鈷劑用量對(duì)除鈷效果的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

由表1可知：除鈷劑用量為鈷量18倍以上可將鈷除至合格程度，考慮除鈷的穩(wěn)定性和其他雜質(zhì)的影響，本試驗(yàn)選擇除鈷劑用量為鈷量20倍。

表1 不同除鈷劑用量對(duì)除鈷影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.4 活化劑用量對(duì)除鈷效果的影響

試驗(yàn)條件：一段凈化后液1000ml，反應(yīng)溫度78℃，攪拌時(shí)間60min，除鈷劑用量分別為鈷量的20倍，考察活化劑用量對(duì)除鈷影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2 不同活化劑用量對(duì)除鈷的影響

由表2可知：活化劑用量為鈷量的2倍以上可穩(wěn)定的將鈷除至合格程度，考慮溶液中存在一定的亞鐵，會(huì)影響活化劑的除鈷效果，本次試驗(yàn)選擇活化劑用量為鈷量的2.5倍。

2.5 一段凈化后液雜質(zhì)含量對(duì)除鈷效果的影響

在一段后液配入Cd2+、Ni2+、Mn2+、Fe2+等離子，發(fā)現(xiàn)Cd2+、Ni2+Fe2+消耗除鈷劑，影響最終除鈷效果。

2.6 除鈷實(shí)驗(yàn)初步結(jié)論

該除鈷劑除鈷除鈷經(jīng)濟(jì)條件為：反應(yīng)溫度78℃，除鈷劑用量為Co量的20倍，活化劑用量為鈷量的2.5倍，反應(yīng)時(shí)間1個(gè)小時(shí)。

3 考察除鈷前液鈷量變化時(shí)除鈷效果

鋅焙砂中含鈷波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致一段后液含鈷波動(dòng)較大，為了考察該除鈷劑對(duì)于鈷含量波動(dòng)的適應(yīng)性，本實(shí)驗(yàn)考察一段后液含鈷上限為60mg/l，該上限值遠(yuǎn)高于鋅粉除鈷的上限，并且完全滿足目前當(dāng)前高鈷原料含鈷的上限要求。實(shí)驗(yàn)條件為反應(yīng)溫度78℃，除鈷劑用量為Co量的20倍，活化劑用量為鈷量的2.5倍，反應(yīng)時(shí)間1個(gè)小時(shí)。除鈷劑對(duì)不同含鈷量的溶液除鈷實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3。

表3 不同含鈷量的除鈷實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表3可知除鈷劑對(duì)不同含量鈷均具有較好脫除效果。

4 結(jié)論

（1）新型除鈷劑除鈷效果較好，能夠滿足電解對(duì)鈷的要求，由于不存在鈷復(fù)溶問題，所以除鈷后液含鈷穩(wěn)定；

（2）新型除鈷劑除鈷溫度較銻鹽或砷鹽凈化低10℃左右，節(jié)約除鈷能耗；

（3）由于除鈷劑除鈷時(shí)間為1個(gè)小時(shí)，較鋅粉除鈷需要2小時(shí)以上，減少了一半的反應(yīng)時(shí)間；

（4）新型除鈷劑對(duì)高含量的鈷脫除效果同樣穩(wěn)定，提升了對(duì)含鈷高的原料適應(yīng)性；

（5）使用新型除鈷劑除鈷，減少了鋅粉用量，并且降低除鈷溫度，其他如As、Sb和Ge等雜質(zhì)的凈化脫除條件有待于進(jìn)一步研究。