[发明专利]用氧化铜矿提供铜离子的超声除氯方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种脱除硫酸锌溶液中氯离子的净化方法，尤其是一种用氧化铜矿提供铜离子的超声除氯方法，属净化技术领域。

背景技术

湿法炼锌电积过程要求电积新液（净化后硫酸锌溶液）含氯≤0.2g/L，以阻止氯离子腐蚀锌电积阳极板和电锌产品含铅超标，所以一般湿法炼锌电积过程都需要进行前置除氯处理；在先除氯方法有很多种，包括火法除氯法、水洗除氯法、氢氧化银除氯法、氧化亚铜除氯法、树脂除氯法和铜渣除氯法等。其中，火法除氯法和水洗除氯法，因污染环境而被淘汰；氢氧化银除氯法和氧化亚铜除氯法，因除氯成本高而难以应用；树脂除氯法，因解吸后液为高氯浓酸废液，环保处理成本较高，且除氯效果难以达到0#电锌产品要求，多为中小型湿法炼锌厂应用；铜渣除氯法，利用含铜渣配料提供铜离子，在锌粉置换除铜过程除氯，因其除氯成本低，正被越来越多的湿法炼锌厂关注和应用。

铜渣除氯法的技术原理是：利用在二价铜离子还原过程产生的一价铜离子与氯离子结合生成氯化亚铜晶粒而实现除氯过程。其优点是：在除铜过程同步除氯，除氯成本低；氯化亚铜晶粒（即氯化亚铜渣）作为铜精矿售给火法炼铜厂处理，可以实现氯元素环保开路。其缺点是：除氯效率低，因此用于含氯较高的锌矿物除氯时，只能作为辅助除氯手段。

发明内容

本发明的目的在于针对现有铜渣除氯法的不足，提出一种提高铜离子除氯效率的方法及其实施工艺。

本发明人研究发现，导致铜渣除氯法除氯效率低的原因包括：

1）锌粉粒度。锌粉置换反应，是在锌粉表面进行的。锌粉粒度大时，参与置换反应的锌粉比表面积就小。现有除铜工艺都是采用粗锌粉，因此降低了除氯效率。

2）锌粉分布。在含氯溶液中，氯离子和二价铜离子的分布是均质化的，锌粉的分布却不是均质化的。锌粉粒度越大，非均质化分布就越显著，导致含氯溶液中形成大量除氯反应空白区域。

3）锌粉质量。有效锌含量越低，锌粉参与有效置换反应的表面积就越小，沉积氯化亚铜晶粒的表面积就越大。

4）脱附速率。在二价铜离子还原过程产生的一价铜离子，与氯离子结合生成的氯化亚铜晶粒，粒度很细，优先沉积在锌粉表面。在常规机械搅拌条件下，含氯溶液线速度在5m/s以下，所有锌粉颗粒呈同步流动，氯化亚铜晶粒脱附锌粉表面的脱附速率较低，以至形成包裹锌粉表面的氯化亚铜晶粒包层。

5）温度和PH。锌粉置换除铜过程的工艺条件是：液温60-68℃，起始PH5.2-5.4。在除铜过程同步除氯后，工艺条件没有进行优化调整，导致含氯溶液中生成大量碱式硫酸锌晶粒。这些碱式硫酸锌晶粒，粒度很细，优选沉积在锌粉表面，以至形成包裹锌粉表面的碱式硫酸锌晶粒包层。

根据上述研究，尽管铜渣除氯法存在诸多缺陷，但经过改进，仍不失为一种很有工业化应用前景的除氯方法。

为实现本发明的目的所提出的技术方案是：一种用氧化铜矿提供铜离子的超声除氯方法，其特征是：采用氧化铜矿配料含氯锌矿物的方法，获得含有足够二价铜离子的含氯溶液；通过控制含氯溶液液温和PH，阻止含氯溶液中有碱式硫酸锌晶粒生成；让均匀加入锌粉的含氯溶液单向流经超声波声场，利用超声波作用，使锌粉在含氯溶液中呈均质化分布，强化二价铜离子还原过程产生的一价铜离子与氯离子结合生成氯化亚铜晶粒的除氯反应过程，尤其是消除除氯反应空白区域，并阻止氯化亚铜晶粒在锌粉表面沉积。

进一步地，所述的含氯锌矿物，包括氧化锌矿、次氧化锌、含锌烟尘和锌焙砂。

进一步地，所述的超声波声场，超声波声强≥1w/cm2。

进一步地，所述的氧化铜矿，可以用含铜渣或硫酸铜代替。

一种用氧化铜矿提供铜离子的超声除氯方法的实施工艺，包括氧化铜矿磨矿——含氯锌矿物配料调浆——密闭超声浸出——超声浸出后液过滤——密闭超声除氯——超声除氯后液过滤——产出氯化亚铜晶粒和超声除氯后液滤液等过程，其特征是：

1）采用氧化铜矿配料含氯锌矿物的方法，获得含有足够二价铜离子的含氯溶液，其中，二价铜离子：氯离子=2∶1（重量比），氧化铜矿粒度为-0.043mm占100%；

2）设置除氯终点液温≥68℃、除氯终点PH≤5.2的除氯环境，阻止含氯溶液中有碱式硫酸锌晶粒生成；

3）按锌粉：二价铜离子=0.5-2∶2重量比，将粒度-0.074mm占80-100%的锌粉均匀加入含氯溶液；