[发明专利]一种脱除硫酸锌溶液中氯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种脱除硫酸锌溶液中氯的方法，属于有色金属冶炼领域。

背景技术

在湿法炼锌过程中，氯是一种有害的杂质元素，主要来源于锌精矿、锌烟尘中的氯化物。电解循环液中氯浓度较高(Cl^-＞0.3g/L)时，腐蚀电解阴、阳极板速度大大加快，增大了能耗，同时降低了电锌质量。因此在硫酸锌溶液送电解之前，必须除去溶液中大部分的氯。目前，一些工厂通常采用预先火法(如多膛炉)焙烧，来脱除锌烟尘中的氯，使大部分氯不进入湿法系统，而当湿法系统硫酸锌溶液中的氯达到一定浓度时，应考虑用净化的方法除去其中的氯。

传统的净化除氯的方法有：锌粉法除氯、氧化亚铜法除氯、银盐法除氯、铜渣除氯。由于锌粉法生产成本较高，操作较复杂；氧化亚铜法生产成本较高；银盐法银盐较贵，银的再生回收率低；故在实际生产中以采用铜渣脱除湿法炼锌系统硫酸锌溶液中氯的方法为主。

铜渣脱氯的化学原理如下：

要除去溶液中的氯，需要一定数量的单质铜和Cu²⁺，Cu²⁺与Cu和氯离子相互作用生成CuCl沉淀，从而除去溶液中的氯。具体化学反应如下：

Cu²⁺+Cu+2Cl^-＝2CuCl↓

具体的方法是：在硫酸锌溶液中加入硫酸铜(铜离子)和铜渣(含单质铜)，硫酸铜的来源主要是外购或将含铜渣酸化焙烧、水浸得到硫酸铜，前者(指外购硫酸铜)需要增加相对较多的生产成本，后者(指将含铜渣酸化焙烧、水浸得到硫酸铜)除生产成本相对较多外，操作也相对较复杂。

发明内容

本发明的目的在于提出一种脱除硫酸锌溶液中氯的方法，它采用铜渣脱氯法，具有生产成本低、操作较简单的优点。

本发明的目的是通过以下途径实现的：

一种脱除硫酸锌溶液中氯的方法，利用Cu、Cu²⁺和Cl^-离子反应产生CuCl沉淀，除去硫酸锌溶液中的氯，其特征在于：所述的Cu²⁺由单质铜Cu氧化而得。

作为对本发明的进一步改进，所述的单质铜为铜金属或含铜的冶炼副产物。

作为对本发明的进一步改进，单质铜Cu氧化成Cu²⁺的反应是在与硫酸锌溶液混合之前完成。

作为对本发明的进一步改进，所述的铜渣为湿法炼锌过程中产生的铜渣。

作为对本发明的进一步改进，它的具体步骤为：第一步，获得铜离子：将铜渣用水浆化成浆液，向浆液中加入氧化剂和硫酸，在搅拌状态下反应，得到含Cu²⁺、酸溶液和铜渣的混合物；第二步，除氯：将含氯的硫酸锌溶液与上述物质混合，搅拌，在自然温度进行反应，得到含Cl^-(≤0.3g/l，这是湿法炼锌硫酸锌溶液中容许的合适的氯离子浓度)、Cu²⁺的硫酸锌溶液，CuCl沉淀进入渣中；第三步，将硫酸锌溶液和渣的混合物用液固分离设备进行分离(如用压滤机或浓密机，或静置自然分离)。

作为对本发明的进一步改进，所述的铜渣用水浆化的液固比为1∶1～10∶1。

作为对本发明的进一步改进，所述的硫酸加入量为12～800升/m³。

作为对本发明的进一步改进，所述的硫酸还可采用电解废酸，加入量为150～5000升/m³。

作为对本发明的进一步改进，所述的氧化剂为高锰酸钾或二氧化锰，高锰酸钾的加入量为10～120kg/t，二氧化锰加入量为100～1200kg/t。

作为对本发明的进一步改进，所述的第二步中硫酸锌溶液含Cl^-的浓度≤0.3g/l。

本发明的反应原理是：

利用铜渣作为单质铜，铜渣氧化产生Cu²⁺作为铜离子，氧化剂为高锰酸钾或二氧化锰，具体反应式如下：

2Mn⁷⁺+3Cu＝2Mn⁴⁺+3Cu²⁺

Mn⁴⁺+Cu＝Mn²⁺+Cu²⁺

Cu、Cu²⁺和Cl^-离子反应产生CuCl沉淀除去硫酸锌溶液中的氯，具体反应式如下：

Cu²⁺+Cu+2Cl^-＝2CuCl↓