在湿法炼锌的过程中，钴是一种十分有害的杂质元素，如果净化过程中除钴效果不好，会引起电解液中钴的含量突然上升．当钴含量超过一定浓度后，钴会在阴极上析出，对锌电积有较大的影响：一方面由于氢在钴上析出的超电压低，氢气容易析出，会降低锌电流效率；另一方面钴与锌结合，形成微电池，促使析出的锌反溶，引起阴极锌的腐蚀（“烧板”），使锌腐蚀成黑色的斑点，并且愈靠近铝板一面愈严重，形成喇叭形的圆孔．我公司近几年陆续购进的部分高杂锌精矿，主要是钴、铜、硅等有害杂质含量高。本文所讲的高钴矿是指锌精矿中钴的质量分数大于0.0079／5。
一、高钴锌精矿给净化工序带来的问题
硫酸锌溶液的净化工艺有多种，其中锌粉一黄药净化工艺是一种较为传统的工艺．黄药除钴法的原理是：在硫酸铜存在的条件下，溶液中的硫酸钴与黄药作用，形成难溶的黄酸钴沉淀，这里的Cu2＋可使Co2＋氧化成Co3＋与锌粉一锑盐法相比，此法最大的优点是二次除钴能力强，但缺点是镉复溶严重。
上清液含钴高会造成一次净化溶液含钴高，使二次净化困难，且净化时间相对延长，镉复溶加剧，劳动强度加大，产量和质量均受到影响。
（一）中上清液含钴高
1、钴的浸出率
湿法炼锌的浸出过程是，以锌电积产生的废液作为溶剂，将含锌原料中的有价金属溶解而进入溶液的一个过程．利用水解净化将部分有害杂质除去，可减轻净化工序的负担．根据Zn－M－H2O系电势－pH图（图略）可知，当a（Co＝2×10－4mol／L时，Co2＋和Co（OH）2的稳定区域分界线在pH＝8.15。在氧化剂的作用下Co2＋变为Co3＋，而以Co（OH）3形态沉淀时的pH要达到6.6，所以在中性浸出的条件下（pH控制在5.0～5.5），钴仍有部分溶解，钴的浸出率约70%。
2、钴的系统内循环
锌精矿配料含钴波动是引起中上清液含钴波动的主要原因，而钴在系统内部的循环相应提高了中上清液的含钴量．钴在系统内部的循环主要有六个去向：氧化锌中上清液、铟锗萃余液、贫镉后液、钴渣酸洗后液、残液和镉浓缩上清液及铟置换后液，其中原料中的钴对贫镉后液的影响最大。
按锌精矿含钴质量分数0.0084%、矿粉中上清液含锌155mg／L计算，矿粉中上清液含钴为l3mg／L。然而在实际生产中，上清液中的钴可达到l6mg／L．如果将高钴矿进行集中处理，矿粉中上清液的钴含量达20mg／L以上均属正常。这是由于一部分钴在溶液中的循环造成的。表l为本公司某年矿粉中上清液的钴含量．由表l可知，溶液含钴量超过20rng／L的批次为7．95%。
表1 本公司某年矿粉中上清液的钴含量
（二）一次净化的除钴率
一次净化过程即置换过程，是用标准电极电位负的金属置换标准电极电位更正的金属离子。
表2 部分元素的标准电极电位
根据锌粉置换钴的反应式（Zn＋Co2＋＝Zn2＋＋Co↓）计算，当反应达到平衡时，φ＝0，a（Co2＋）＝10－16.47a（Zn2＋）。由此可知，Co2＋完全可以被锌置换出来，但在实际生产中，|φ（Zn）|与|φ（Co）|几乎相等，没有活化剂的作用，反应很难进行。只有当φ|（Zn）|＞|φ（Co）|时，反应才会持续进行本公司某日一次净化的除钴率列于表3。
表3 一次净化部分物料中的钴含量
二、处理措施
通过上面分析可以看出，处理高钴矿的难度主要体现在以下三方面：一是钴的浸出率约为70%%；二是钴的内部循环；三是一次净化的除钴率不高。
（一）提高一次净化的除钴率
1、用合金锌粉代替自产锌粉
没有活化剂的作用，锌粉置换钴的反应很难进行。生产实践证明，可参照锑盐净化法和砷盐净化法，在锌粉－黄药净化工艺中保持上清液中含一定量的砷锑，或者使用含砷锑的合金锌粉，有助于提高一次净化的除钴率。两种锌粉的净化指标列于表4。
表4 合金锌粉与自产锌粉使用情况的对比
2、控制适宜的中上清液温度
只有当φ|（Zn）|＞|φ（Co）|时，锌粉置换沉钴反应才会不断进行。φ|（Zn）|与|φ（Co）|随溶液中该离子的浓度、溶液的温度以及阴极金属的性质的变化而变化。溶液的温度及离子浓度对φ的影响列于表5。
从表5可以看出，随溶液温度升高，φ|（Zn）|和|φ（Co）|都是减少的，但是|φ（Co）|减少的数值比φ|（Zn）|减少的数值要大得多。也就是随温度升高，φ|（Zn）|－|φ（Co）|差值增大，有利于锌粉置换除钴。但要注意，镉复溶属吸热反应，随温度升高，镉复溶明显加剧．因此，在实际生产中，如果中上清液中含镉高而含钴正常，则上清液的温度应控制在63～65℃；如果上清液含钴较高（大于l8mg／L），则可适当提高上清液的温度，一般可控制在65～67℃。
表5 温度和离子浓度对中φ（Zn）及中φ（Co）的影响
（二）系统钴开路
一次净化排出来的钴随铜镉渣进入镉回收工序，再与贫镉液一道又入主系统，使钴在系统内部不断地环循积累，影响了一次净化的效果。铜镉渣在回收镉、铜后的贫镉液部分进行钴开路是解决除钴率低的重要手段。
由于黄药法、砷盐法除钴均存在一些缺点，故采用锑盐法除去贫镉液中的钴。其主要流程是：将贫镉液送入除钴槽（在槽的上部取样分析镉和钴），当温度升至8.～95℃时，根据贫镉液中的钴含量加入锑盐（按8mg／L加入），搅拌5min后缓慢加入锌粉（按8～12g／L加入），又搅拌1～2h后取样分析镉和钴，镉和钴含量合格后压滤，滤液送浸出，钴渣外运。另生产实践证明，温度与酸度是制约钴开路效果的两个不可忽视的重要因素。
1、温度对除钴的影响
温度升高，φ|（Zn）|－|φ（Co）|差值增大有利于锌粉置换除钴。由于除钴前溶液温度约40℃，用蒸气将溶液加热到约85℃所需要的时间较长，所以有些操作人员在温度还不到85℃时就开始加锌粉。另外，目前的测温方式是操作人员用吊筒将除钴槽内的溶液吊出后测量，测试温度与实际溶温度（特别是在冬季）相差较大，造成净化温度控不准，影响了除钴效果．所以，改变测温方式和提升温速率有助于提高除钴率。
2、酸度对除钴的影响
当溶液pH＞5时，溶液发白并变浑浊，除钴低。Zn抖水解生成的Zn（OH）2沉淀吸附在电极表面，阻碍了Co2＋进一步转化；如果pH很低，锌粉消耗就会增加，那么生产成本也会增加。实践表明，溶液的pH控制在3.5～4.0较合适。
三、结论
（一）保持矿粉上清液含一定量的砷和锑，并控制合适的上清液温度，有助于提高一次净化的除钴率。
（二）为避免钴在内部循环积累，可将部分系统钴开路。为保证开路比例，温度和酸度的控制是关键。
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