[发明专利]一种从湿法炼锌溶液脱除氯离子的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从湿法炼锌溶液中脱除氯离子的方法，属于有色金属冶金领域。

技术背景

自20世纪80年代以来，全球锌产量的80％以上采用湿法炼锌工艺生产，且这一比例仍在不断增长，湿法炼锌工艺已成为锌冶金的必然趋势。湿法炼锌工艺的核心是获得高品质的硫酸锌溶液，因此，净化除杂是该工艺流程的重要环节之一，而硫酸锌溶液中的氯离子对湿法炼锌厂的技术经济指标影响十分显著。过高的氯离子含量不仅导致设备腐蚀严重，还会引发锌电积过程中阳极损耗，降低阴极锌的品质。为此，国内外有色企业对锌电积液中氯离子含量有着严格要求，一般要求锌电积液中氯离子含量小于100mg/L。

众所周知，湿法炼锌溶液本身的酸度较低，氯离子含量也不高，这使得该溶液中氯离子的脱除变得尤为困难，为脱除湿法炼锌溶液中氯离子，研究人员开展了十分广泛的探讨，并取得了一些进步，如氯化亚铜沉淀法、银离子沉淀法、离子交换法、萃取法等工艺。尽管这些方法均可在一定程度上脱除溶液中氯离子，但仍存在较多缺点，如流程长、成本高、氯离子脱除率低等，从而使得这些方法未能被大规模产业化应用，业界亟需一种低成本、高效率的溶液中氯离子的脱除方法。

查阅文献，暂未发现利用强氧化剂氧化脱氯的报道，这是因为湿法炼锌溶液本身成分复杂，氯离子含量也不高，这一特点，使得氯离子的氧化反应速度较慢。还有更重要的一点是，常温常压条件，氯气在溶液中的溶解度较大，饱和溶解浓度超过6g/L。也就是说，对于含氯仅为2g/L的湿法炼锌溶液，即使利用强氧化剂将氯离子转化为单质氯，也不能使其从溶液中完全逸出。

发明内容

25℃标准气压下，氯化锌在100g水中的溶解度可达416g，而单质氯的溶解度仅为0.6413g，且随着溶液温度的升高，氯化锌的溶解度逐步提高，而单质氯的溶解度却随之降低。本发明以此为立足点，针对现有脱氯工艺的不足，提供了一种工艺简单、脱氯深度大、成本低的脱氯方法。

本发明一种从湿法炼锌溶液中脱除氯离子的方法，按氧化剂理论用量的1-3倍，将氧化剂加入pH值≤1的湿法炼锌溶液中，搅拌，控制反应压力为≤80KPa，反应，得到脱氯的湿法炼锌溶液，所述氧化剂理论用量是湿法炼锌溶液中氯离子完全氧化成氯气所需氧化剂的量，所述氧化剂选自高锰酸、水溶性高锰酸盐、重铬酸、水溶性重铬酸盐、高氯酸、水溶性高氯酸盐、氯酸、水溶性氯酸盐、次氯酸、水溶性次氯酸盐中的一种。所述氧化剂优选为高锰酸、水溶性高锰酸盐、重铬酸、水溶性重铬酸盐、高氯酸、水溶性高氯酸盐、氯酸、水溶性氯酸盐中的一种。进一步优选为高锰酸、水溶性高锰酸盐、重铬酸、水溶性重铬酸盐中的一种。

本发明一种从湿法炼锌溶液中脱除氯离子的方法，氧化剂用量优选为1-3倍，进一步优选为1-1.5倍理论用量；氧化剂用量过高则会导致处理成本升高、脱氯后溶液中残余的氧化剂浓度过高，而不利于后续的操作。

本发明一种从湿法炼锌溶液中脱除氯离子的方法，所述湿法炼锌溶液的温度为25-95℃；优选为30-90℃，进一步优选为35-60℃。

本发明一种从湿法炼锌溶液中脱除氯离子的方法，所述湿法炼锌溶液中氯离子的浓度大于100mg/L。

本发明一种从湿法炼锌溶液中脱除氯离子的方法，反应压力优选为25-75Kpa，进一步优选为25-50Kpa。

本发明一种从湿法炼锌溶液中脱除氯离子的方法，反应时，控制反应时间为1-4h。

本发明一种从湿法炼锌溶液中脱除氯离子的方法，包括下述步骤：

步骤一

将氯离子的浓度大于100mg/L的湿法炼锌溶液泵入到反应釜中，开启搅拌，调整溶液pH值至≤1，并升温至溶液的温度为25-95℃；

步骤二

以湿法炼锌溶液中氯离子完全氧化成氯气所需氧化剂的量为理论用量，按氧化剂理论用量的1-1.5倍，将氧化剂加入反应釜中，使反应釜内压力维持在≤80KPa，搅拌反应1-4h，得到脱氯的湿法炼锌溶液，收集反应产生的气体。

本发明一种从湿法炼锌溶液中脱除氯离子的方法，氯的脱除率≥90％。

本发明一种从湿法炼锌溶液中脱除氯离子的方法，脱氯反应产生的氯气可被收集作为副产品回收。

本发明一种从湿法炼锌溶液中脱除氯离子的方法，调整强氧化剂的加入量和/或控制反应釜内的压力可以控制溶液中氯离子的脱除率。

本发明提供的一种从湿法炼锌溶液中脱除氯离子的方法中，加入强氧化剂后，将反应釜内维持在负压状态，不仅可加速氯离子的氧化速度和脱除速度，还可提高氯离子的脱除率。