一种超声波协同碱洗后次氧化锌粉回收低锌溶液中锌的方法与流程

本发明属于湿法冶金，具体涉及一种超声波协同碱洗后次氧化锌粉回收低锌溶液中锌的方法。

背景技术：

1、在锌冶炼领域，湿法炼锌是当前应用最为广泛的主流工艺，其产量约占全球锌总产量的80%以上。在该工艺的生产过程中，会产生大量酸性低锌溶液。在处理废水的同时实现锌资源的有效回收，对于降低生产成本和提升资源利用率具有显著的经济效益和环保意义。

2、目前，针对酸性低锌溶液的处理与锌回收，已发展出多种技术路线，主要包括中和沉淀法、吸附法、离子交换法及膜分离技术等。

3、中和沉淀法是通过向酸性溶液中投加碱性物质，使锌离子转化为难溶的氢氧化物沉淀而从液相中分离。该法具有工艺成熟、操作简便和处理成本较低的优点，在工业废水处理中应用广泛。然而，其在运行过程中易产生大量含锌污泥，增加了后续处置的难度和成本；同时，该法对溶液ph值的变化较为敏感，控制精度不足将直接影响锌的沉淀效率和回收率，且选择性较差，容易夹杂其他金属离子。

4、吸附法利用多孔性吸附剂对溶液中锌离子的表面富集作用，实现锌的去除与回收。该方法对低浓度金属离子通常具有较高的去除效率，且操作条件温和，部分吸附剂可通过再生实现循环使用。但其主要缺陷在于高性能吸附剂的成本较高，再生操作复杂，且再生过程可能产生二次废液，增加了环境风险和处理负担。

5、离子交换法是基于离子交换剂与溶液中离子间的可逆交换反应，对锌离子实现选择性分离。该技术分离选择性好、回收率高，可获得较纯净的产品，尤其适用于低浓度废水的深度处理。然而，其运行成本相对较高，交换剂易受溶液中悬浮物或其它杂质污染而丧失活性，且再生过程需消耗大量化学试剂，整体经济性较差。

6、膜分离技术以膜两侧的浓度差为驱动力，利用膜的选择透过性实现锌离子的浓缩与分离。该技术具有操作条件温和、分离效率高、能耗低、无相变及二次污染等优点，被视为一种绿色高效的处理方法。但在实际应用中，膜污染问题难以避免，导致膜通量下降和使用寿命缩短，加之膜组件及维护成本较高，在一定程度上制约了其大规模工业化推广。

7、综上，现有技术在处理湿法炼锌产生的酸性低锌溶液时，仍普遍存在工艺流程复杂、运行成本高昂、易产生二次污染或操作条件苛刻等问题。基于此，开发一种能够利用碱性废渣自身碱度，实现酸性低锌废水高效净化和锌资源梯度回收的协同处理工艺，具有重要的现实意义和应用价值。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种超声波协同碱洗后次氧化锌粉回收低锌溶液中锌的方法。

2、本发明的目的是这样实现的：所述超声波协同碱洗后次氧化锌粉回收低锌溶液中锌的方法，包括如下工序：

3、将低锌溶液加热至45~60℃，在超声波作用下，按液固比2~5:1向低锌溶液中加入碱洗后的次氧化锌粉，搅拌反应；

4、继续在超声波作用下，加入碱洗液，使体系ph值提升至8.0~9.0，搅拌反应，使锌离子沉淀析出；

5、固液分离后，沉锌后液返回前端工序，循环使用，次氧化锌粉进入浸出处理。

6、本发明所述技术方案与现有技术相较，具有如下优点：

7、1、碱洗后的次氧化锌粉表面附着残留碱液，本身具有碱性，本技术方案直接利用这部分残留的碱液作为中和剂，将酸性低锌溶液的ph从初始值提升至5.5~6.0，液相中的锌离子浓度可由初始的19.38 g/l降至10 g/l左右，实现锌的初步回收与碱度资源的充分利用，无需额外添加中和剂。

8、2、本技术方案通过补加碱洗液使体系ph值上调至8.0~9.0之间，让锌的溶解度降至最低，发生深度沉淀，最终可将液相中的锌浓度降至0.5 g/l以下，实现了体系的深度净化。并且两段式分步回收工艺避免了碱液一次性过量加入可能导致的局部碱浓度过高，保证了沉淀反应的可控性与沉淀产物的质量。

9、3、本技术方案利用超声波的空化效应打破矿物颗粒的致密结构，提供高效的传质驱动力，使碱洗后次氧化锌粉表面的残留碱液和后续补加的碱洗液能够快速、均匀地与溶液中的锌离子接触反应，使体系ph值的控制精度和沉淀效率均显著提升。

10、4、本技术方案利用碱度冗余与超声强化的协同促进作用，实现了低试剂消耗，短反应时间，锌资源高效梯度回收，废水深度净化的工艺目标以及沉锌后液的循环利用，符合绿色冶金和循环经济的发展方向。

1.一种超声波协同碱洗后次氧化锌粉回收低锌溶液中锌的方法，其特征在于，包括如下工序：

2.根据权利要求1所述的超声波协同碱洗后次氧化锌粉回收低锌溶液中锌的方法，其特征在于，所述加热温度为50~55℃。

3.根据权利要求1所述的超声波协同碱洗后次氧化锌粉回收低锌溶液中锌的方法，其特征在于，所述超声波的频率为20 ~ 30khz，功率密度为180~ 200w/l。

4.根据权利要求1或3所述的超声波协同碱洗后次氧化锌粉回收低锌溶液中锌的方法，其特征在于，所述超声波以间歇脉冲模式工作，脉冲时间为5~15s，间歇时间为5~10s。

5.根据权利要求1所述的超声波协同碱洗后次氧化锌粉回收低锌溶液中锌的方法，其特征在于，所述低锌溶液与碱洗后的次氧化锌粉的液固比为2.5~3:1。

6.根据权利要求1所述的超声波协同碱洗后次氧化锌粉回收低锌溶液中锌的方法，其特征在于，加入碱洗后的次氧化锌粉，所述搅拌反应的时间为30~50min。

7.根据权利要求1所述的超声波协同碱洗后次氧化锌粉回收低锌溶液中锌的方法，其特征在于，低锌溶液与碱洗后的次氧化锌粉搅拌反应后，所述体系ph值提升至5.5~6.0。

8.根据权利要求1所述的超声波协同碱洗后次氧化锌粉回收低锌溶液中锌的方法，其特征在于，所述碱洗液为碳酸钠溶液，浓度为5~10%。

9.根据权利要求1所述的超声波协同碱洗后次氧化锌粉回收低锌溶液中锌的方法，其特征在于，加入碱洗液后，所述搅拌反应的时间为10~20min。

10.根据权利要求1所述的超声波协同碱洗后次氧化锌粉回收低锌溶液中锌的方法，其特征在于，所述搅拌的速度为400~500r/min。