一种脱除硫酸锌溶液中氯的方法技术

一种脱除硫酸锌溶液中氯的方法，属于有色金属冶炼。本发明专利技术利用铜渣中含有的单质铜、铜渣氧化产生的Ｃｕ↑［２＋］和溶液中的氯离子反应产生难溶的ＣｕＣｌ沉淀，除去硫酸锌溶液中的氯。本发明专利技术能将湿法炼锌过程中产生的铜渣进一步利用，先将铜渣中的部分单质铜氧化得到Ｃｕ↑［２＋］离子，无需加入硫酸铜即可得到Ｃｕ↑［２＋］离子，达到同时提供单质铜和Ｃｕ↑［２＋］离子参与除氯反应的效果，这样在除氯过程中就不需要加入硫酸铜，使铜渣得以充分利用，降低了生产成本，简化了操作程序，不增加废渣、废气、废水排放，无环境污染，所消耗的材料为普通材料，且消耗量较少，经济效益显著。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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。-->作为对本专利技术的进一步改进，所述的单质铜为铜金属或含铜的冶炼副产物。作为对本专利技术的进一步改进，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。作为对本专利技术的进一步改进，所述的铜渣为湿法炼锌过程中产生的铜渣。作为对本专利技术的进一步改进，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)。作为对本专利技术的进一步改进，所述的铜渣用水浆化的液固比为1∶1～10∶1。作为对本专利技术的进一步改进，所述的硫酸加入量为12～800升/m3。作为对本专利技术的进一步改进，所述的硫酸还可采用电解废酸，加入量为150～5000升/m3。作为对本专利技术的进一步改进，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。作为对本专利技术的进一步改进，所述的第二步中硫酸锌溶液含Cl-的浓度≤0.3g/l。本专利技术的反应原理是：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↓本专利技术能将湿法炼锌过程中产生的铜渣进一步利用，先将铜渣中的部分单质铜氧化得到Cu2+离子，无需加入硫酸铜即可得到Cu2+离子，达到同时提供单质铜和Cu2+离子参与除氯反应的效果，这样在除氯过程中就不需要加入硫酸铜，使铜渣得以充分利用，降低了生产成本，简化了操作程序，不增加废渣、废气、废水排放，无环境污染，所消耗的材料为普通材料，且消耗量较少，经济效益显著。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图。-->具体实施方式下面结合附图详细描述本专利技术的具体实施方式。本专利技术利用Cu、Cu2+和Cl-离子反应产生CuCl沉淀，除去硫酸锌溶液中的氯，其中Cu2+由单质铜氧化而得；单质铜可为铜金属或含铜的冶炼副产物，而且，单质铜氧化成Cu2+的反应是在与硫酸锌溶液混合之前完成；铜的冶炼副产物为湿法炼锌过程中产生的铜渣。本专利技术采用湿法炼锌过程中产生的铜渣中的铜作为单质铜，氧化剂采用高锰酸钾或二氧化锰。本专利技术的具体步骤为：第一步，获取Cu2+离子：将铜渣用水浆化，泵入搅拌槽，再加入氧化剂和硫酸，控制浸出始酸50～300g/l，开启搅拌机搅拌，反应1～8小时，得到含Cu2+5～50g/l、含酸40～200g/l的溶液和铜渣的混合物；第二步，除氯：将含氯0.5～10g/l的硫酸锌溶液泵入搅拌槽，继续搅拌，温度控制在自然温度，反应0.5～4小时，终酸2～20g/l，得到含Cl-0.1～0.3g/l、Cu2+0.1～5g/l的硫酸锌溶液，氯进入渣中。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)。本专利技术的铜渣用水浆化的液固比为1∶1～10∶1，硫酸加入量为12～800升/m3，硫酸还可用电解废酸代替，它的加入量为150～5000升/m3，氧化剂可采用高锰酸钾或二氧化锰，加入量分别为10～120kg/t和100～1200kg/t。本专利技术所采用的铜渣的化学成分：Cu 15～70％，其它成分可以是：Cd 0.5～15％、Zn 1～20％、Pb 2％～15％、Fe 0.1～1％，还有少量的As、Sb、Ge、Au、Ag、Bi、Ni、SiO2、Co、Mn等；硫酸锌溶液的化学成分：Cl 0.5～10g/l、Zn 50～200g/l、Cu 0.1～2g/l、Fe 0.01～5g/l、Cd 0.2～2g/l，还有Mn、As、Sb、Ge、Ni、SiO2、Co等。下面介绍几种具体实施例。实施例1：硫酸锌溶液的化学成分：Cl 1.1g/l、Zn 140g/l、Cu 0.3g/l、Fe 0.02g/l、Cd 0.8g/l，生产工艺条件见表1：表1：脱除硫酸锌溶液中氯的工艺条件铜渣重量(kg)浆化水体积(m3)高锰酸钾重量(kg)电解废酸体积(m/3)浸铜时间(h)硫酸锌溶液体积(m3)除氯时间(h)80052032401-->浸出铜渣、硫酸锌溶液除氯结果：铜渣浸出液含Cu2+5.8g/l、含酸110g/l，除氯后的硫酸锌溶液化学成分：Cl 0.22g/l、Zn 132g/l、Cu 2.1g/l、Fe 0.02g/l、Cd 1.42g/l。除氯渣化学成分：Cl 3.2％、Cu 34.2％。实施例2：硫酸锌溶液的化学成分：Cl 1.36g/l、Zn 130g/l、Cu 0.2g/l、Fe 0.025g/l、Cd 0.7g/l，生产工艺条件见表2：表2：脱除硫酸锌溶液中氯的工艺条件铜渣重量(kg)浆化水体积(m3)高锰酸钾重量(kg)电解废酸体积(m3)浸铜时间(h)硫酸锌溶液体积(m3)除氯时间(h)110052543401.5浸出铜渣、硫酸锌溶液除氯结果：铜渣浸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脱除硫酸锌溶液中氯的方法，利用Ｃｕ、Ｃｕ↑［２＋］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Ｃｕ↑［２＋］由单质铜Ｃｕ氧化而得。

【技术特征摘要】
1.一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。2.根据权利要求1所述的一种脱除硫酸锌溶液中氯的方法，其特征在于：所述的单质铜为铜金属或含铜的冶炼副产物。3.根据权利要求2所述的一种脱除硫酸锌溶液中氯的方法，其特征在于：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。4.根据权利要求3所述的一种脱除硫酸锌溶液中氯的方法，其特征在于：所述的铜渣为湿法炼锌过程中产生的铜渣。5.根据权利要求4所述的一种脱除硫酸锌溶液中氯的方法，其特征在于它的具体步骤为：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...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖功明，刘朗明，虢振强，魏文武，陈雪云，
申请(专利权)人：株洲冶炼集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]