[发明专利]离子交换膜电解技术处理含氯溶液中应用的添加剂

说明书

技术领域

本发明涉及溶液中脱除氯离子的技术，更具体地说，是一种提高离子交换膜电解除氯的效果和电流效率、降低溶液中残余氯离子浓度的应用技术。

背景技术

由于缺乏有效的脱除手段，冶金工业废水或废酸中常存在一定浓度的氯离子，某些湿法冶金厂的氯离子浓度甚至可高达几十克每升，对不锈钢管道和设备均造成严重的腐蚀。目前脱除溶液中氯离子的方法主要有离子交换树脂法、萃取法、银盐/汞盐沉淀法和热风吹脱法。但这些方法或因除氯深度达不到要求、或因试剂太贵、或因试剂有毒、或因能耗太高而不能满足工业化大规模应用的要求。离子交换膜电解技术是一种具有广阔应用前景的可综合回收冶金工业废水或废酸中的有价金属、氯和硫酸的方法。但由于氯气在水中具有一定的溶解度，在电解过程中阳极上氯气的生成速率不够快，氯气的返溶现象严重，从而导致离子交换膜电解技术的电流效率低，溶液经处理后仍残余一定的氯离子（一般为0.1~0.5g/L）无法脱除，限制废水或废酸的回用范围。因此研究能提高离子交换膜电解脱氯的电流效率，降低溶液中残余氯离子浓度的添加剂具有重要的应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种离子交换膜电解技术处理含氯溶液中应用的添加剂，可以提高离子交换膜电解除氯的效果和电流效率、降低溶液中残余氯离子的浓度。

本发明的技术方案是：将钛盐作为添加剂应用于离子交换膜电解处理含氯溶液，用于提高阳极电流效率和氯脱除率，降低溶液中氯离子的浓度，其添加量为10~50ppmTi当量。

所述的钛盐选用三氯化钛、硫酸钛（Ⅲ）、Ti(SO₄)₂、TiOSO₄等钛盐中的一种或多种。

所述离子交换膜电解处理含氯溶液中添加剂添加后的阳极电流效率可达到90%。

本发明主要在离子交换膜电解技术处理含氯溶液时在电解液中添加微量的钛盐，以提高阳极电流效率和氯脱除率，降低溶液中氯离子的浓度。该添加剂用量少、效果好、方便可靠，经添加后离子交换膜电解处理含氯溶液的阳极电流效率可由未添加时的20%~50%提高到40%~90%，处理后的溶液中氯离子的浓度由未添加时的0.1~0.5g/L降低到20mg/L以下。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图。

如图所示，在离子交换膜电解技术处理含氯溶液时，电解槽的阴极室配入新鲜的含氯酸性废水（又称为原液），阳极室配入过滤后的阴极电解后液和适量的添加剂，进行阳离子交换膜电解；电解温度为25~65℃，电流密度为100~1000A/m²，电解后阳极室的电解后液作为处理合格液排出，阴极电解后液经减压过滤后作为后续电解的阳极液。

具体实施方式

实施例1、铜冶金流程产出的脱硒后液中氯离子浓度为14.30g/L。采用阳离子交换膜电解技术处理，阳极采用钌铱系涂层钛网，阴极采用石墨电极，温度为室温（25℃），电流密度为625A/m²。未添加除氯添加剂，电解4小时，溶液中残余的氯离子浓度为0.27g/L，阳极电流效率为26.52%。添加了25ppmTi当量的三氯化钛添加剂后，电解2.5小时，溶液中残余的氯离子浓度为0.0076g/L，阳极电流效率为43.23%。

实施例2、铜冶金流程产出的脱硒后液中氯离子浓度为22.46g/L。采用阳离子交换膜电解技术处理，阳极采用钌铱系涂层钛网，阴极采用石墨电极，温度为25℃，电流密度为625A/m²。未添加除氯添加剂，电解4小时，溶液中残余的氯离子浓度为0.45g/L，阳极电流效率为41.60%。添加了30ppmTi当量的三氯化钛添加剂后，电解2小时，溶液中残余的氯离子浓度为0.012g/L，阳极电流效率为84.86%。

实施例3、脱硒后液和选矿废水按体积比3：4配成的混合液中氯离子浓度为10.85g/L。采用阳离子交换膜电解技术处理，阳极采用钌铱系涂层钛网，阴极采用石墨电极，温度为25℃，电流密度为625A/m²。未添加除氯添加剂，电解4小时，溶液中残余的氯离子浓度为0.16g/L，阳极电流效率为20.21%。添加了25ppmTi当量的硫酸钛（Ⅲ）添加剂后，电解2小时，溶液中残余的氯离子浓度为0.017g/L，阳极电流效率为40.95%。

实施例4、污酸中氯离子浓度为11.56g/L。采用阳离子交换膜电解技术处理，阳极采用钌铱系涂层钛网，阴极采用石墨电极，温度为25℃，电流密度为625A/m²。未添加除氯添加剂，电解4小时，溶液中残余的氯离子浓度为0.18g/L，阳极电流效率为21.51%。添加了25ppmTi当量的硫酸钛（Ⅲ）添加剂后，电解2小时，溶液中残余的氯离子浓度为0.012g/L，阳极电流效率为43.66%。