一种有效脱除中性或酸性溶液中氯离子的方法技术

本发明专利技术公开了一种有效脱除中性或酸性溶液中氯离子的方法。该方法用煤油作稀释剂配制叔胺溶液作萃取剂，在萃取设备中采用多级逆流连续萃取方法，脱除中性或酸性溶液中氯离子，脱除率达到６０％～９０％。萃氯后叔胺液再利用氨水或碳酸钠水溶液作反萃剂，反萃后循环使用。所述的中性或酸性溶液为锌电解液、铜电解液、镍电解液或钴电解液。本发明专利技术提供了一种既经济方便又有利于环保的脱氯新方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于脱出氯离子的方法，更具体地说，是关于从中性或酸性溶液中脱出氯离子的方法。
技术介绍
在湿法冶金或者是化工生产中，随着欲提取的有价金属(例如，Zn、Cu、Ni、Co等)从原料中浸出来时，原料中的某些杂质如氟、氯也随之进入溶液，使溶液中氟、氯离子的含量增高，给后工序的生产造成严重危害。目前，就湿法冶金而言，脱氯采用的工艺方法有二类一类是浸出前从原料中脱出，有火法(多膛炉或回转窑焙烧)、湿法碱洗；另一类是浸出后从溶液中脱出，有717树脂(离子树脂交换)脱氯法、铜盐沉淀脱氯法、银盐沉淀脱氯法等。但是，现有技术的脱氯效果均不理想，不是脱氯效率低、不好控制、成本高，就是设备庞大，投资太大。具体来说(1)离子树脂交换脱氯法(717树脂脱氯)虽然在理论上很完善，在工业生产中获得应用，设备简单，操作方便。但在实际运行中，各种溶液的杂质含量不同，即副反应较多，同时树脂表面易结垢阻碍反应，所以在实际应用中脱氯效果并不好。采用717树脂除氯，除1kg氯，损失锌30～50kg，消耗硫酸80-100kg。除氯效率均只有50％左右。(2)铜盐沉淀脱氯法(氯化亚铜脱氯)在溶液中加入Cu2+控制还原气氛，使得铜以氯化亚铜的形式沉淀出来，达到脱除氯离子的作用。该法原理简单，在实际操作中却难以控制。锌、酸损失较大。除氯效率也只有50％左右。(3)银盐脱氯法用硫酸银粉或银粉，加入溶液，与氯离子形成比较稳定的氯化银沉淀物，达到有效脱除氯离子的目的，同时沉淀物可回收循环使用，但唯一缺点是成本较高。(4)还有尚在试验研究的减压蒸发浓缩法除氯的试验、半工业试验除氯，效率达到95％，但未投入工业应用。(5)目前生产规模较大的湿法炼锌厂(如株洲冶炼厂)，除氧化锌中的氟、氯采用的是火法多膛炉焙烧法，脱氯效率高于80％，同时，还可脱除20-30％的砷锑，缺点是设备庞大，投资高。因此，如何从中性或酸性溶液中有效脱除氯离子，是一个急待解决的技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种工艺合理、脱除效率高、成本低，从中性或酸性溶液中脱出氯离子的方法。本专利技术的目的通过下述技术方案予以实现。本专利技术提供了。所述的中性或酸性溶液为锌电解液、铜电解液、镍电解液、钴电解液以及相类似地中性或酸性溶液。除非另有说明，本专利技术中所采用的百分数均为重量百分数。本专利技术所提供的方法是采用以下顺序的步骤(1)以叔胺为原料，用煤油作稀释剂配制叔胺溶液作萃取剂，所述叔胺溶液的体积百分比为5％～50％；(2)将中性或酸性溶液输入萃取设备中，然后加入占整个溶液重量30％～90％的步骤(1)所述的叔胺溶液；所述的萃取设备选自萃取塔、萃取柱、离心萃取器、混合沉清室或静态混合器中的一种； (3)采用多级逆流连续萃取方法，脱除氯离子；在脱除氯离子的同时会脱出部份硫酸根离子；其中，水相与有机相的相比为1～10∶1；混合时间为0.5～3分钟，反应温度为20℃～90℃，脱除率为60％～90％；(4)萃氯后叔胺液再利用氨水或碳酸钠水溶液作反萃剂，反萃后循环使用，所述的氨水的重量百分浓度为5％～20％，碳酸钠水溶液的重量百分浓度为5％～20％，加入量占整个萃取剂重量10％～50％；此时叔胺中的酸根离子进入反萃剂，叔胺再生后可返回系统使用；其中，水相与有机相的相比为1～10∶1，混合时间0.5～3分钟，反应温度20℃～80℃；(5)步骤(4)产生的反萃剂在85℃～100℃下浓缩、结晶可制成氯化铵或氯化钠。下面详细说明本专利技术的化学反应原理1.萃取反应其特性用叔胺作萃取剂。通式为R3N，其三个烃基中，每个烃基为游离官能团形式的烷基，烷基的碳原子数在七个以上。它极难溶于水，能够和磷酸、硫酸、氟硅酸等发生缔合反应。在中性或酸性溶液中，通过阴离子交换萃取剂的作用，先与酸作用生成铵阳离子(R3NH+)后，与中性或酸性溶液中的氯离子作用发生交换，使水相中的金属络阴离子与有机相中的胺盐阳离子缔合生成三元络合物而进入有机相，生成Cl(有机相)而与硫酸溶液分离，达到中性或酸性溶液中脱除氯离子的作用。有机相为叔胺盐酸连续进入到再生反应器中，再生处理。化学反应具有溶剂萃取和离子交换两种作用。反应如下(1) (2)(3)2.再生处理再生剂是氨水或Na2CO3。用氨水或碳酸钠溶液与Cl(有机相)作用生成R3N(有机相)及NH4Cl(水相)或NaCl(水相)。反萃液浓缩、结晶生成NaCl及NH4Cl。其化学反应式为 有机相为再生的叔胺，循环使用。水相为再生液，送副产处理，可浓缩、结晶生成NaCl及NH4Cl。同时，伴随副反应，部份SO42-离子会进入反萃取液。当采用多级逆流萃取工艺，适当调节相比，连续操作，可避免多余硫酸根离子的脱出。与现有技术相比，本专利技术具有以下突出优点本专利技术具有脱除效率高，工艺简单，设备投资少，能耗及成本低，无污染，实用性强，易操作控制等特点。解决了在中性或酸性溶液中脱氯多年来不能解决的问题。提供了一种既经济方便又有利于环保的有效脱除中性或酸性溶液中氯离子的新方法。附图说明图1是本专利技术的工艺流程示意图。具体实施例方式通过下面给出的具体实施例，可以进一步清楚地了解本专利技术，但它们并不是对本
技术实现思路
的限定。实施例1以叔胺为原料，用煤油作稀释剂配制叔胺溶液作萃取剂，所述叔胺溶液的体积百分比为25％。将酸性溶液输入萃取塔中，然后加入占整个酸性溶液重量60％的叔胺溶液；采用多级逆流连续萃取方法，脱除氯离子；在脱除氯离子的同时会脱出部份硫酸根离子；其中，水相与有机相的相比为5∶1；混合时间为2分钟，反应温度为55℃，脱除率为85％。萃氯后叔胺液再利用碳酸钠水溶液作反萃剂，反萃后循环使用。碳酸钠水溶液的重量百分浓度为15％，加入量占整个萃取剂重量30％。此时叔胺中的酸根离子进入反萃剂，叔胺再生后可返回系统使用；其中，水相与有机相的相比为4.5∶1，混合时间2分钟，反应温度50℃。所产生的反萃剂在90℃下浓缩、结晶可制成氯化钠。实施例2该实施例的过程与实施例1相同，只是萃氯后叔胺液再利用氨水作反萃剂，反萃后循环使用。氨水的重量百分浓度为12.5％，加入量占整个萃取剂重量25％。此时叔胺中的酸根离子进入反萃剂，叔胺再生后可返回系统使用；其中，水相与有机相的相比为4.5∶1，混合时间2分钟，反应温度50℃。所产生的反萃剂在90℃下浓缩、结晶可制成氯化铵。实施例3重复实施例1，有以下不同所述叔胺溶液的体积百分比为5％。将酸性溶液输入萃取塔中，然后加入占整个酸性溶液重量90％的叔胺溶液；其中，水相与有机相的相比为1∶1；混合时间为3分钟，反应温度为90℃，脱除率为70％。萃氯后叔胺液再利用碳酸钠水溶液作反萃剂，反萃后循环使用。碳酸钠水溶液的重量百分浓度为5％，加入量占整个萃取剂重量50％。此时叔胺中的酸根离子进入反萃剂，叔胺再生后可返回系统使用；其中，水相与有机相的相比为1∶1，混合时间3分钟，反应温度80℃。所产生的反萃剂在100℃下浓缩、结晶可制成氯化钠。实施例4重复实施例1，有以下不同所述叔胺溶液的体积百分比为50％。将酸性溶液输入萃取塔中，然后加入占整个酸性溶液重量30％的叔胺溶液；其中，水相与有机相的相比为10∶1；混合时间为0.5分钟，反应温度为30℃，脱除率为90％。萃氯后叔胺液再利本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有效脱除中性或酸性溶液中氯离子的方法，其特征在于该方法采用下述顺序的步骤：（１）以叔胺为原料，用煤油作稀释剂配制叔胺溶液作萃取剂，所述叔胺溶液的体积百分比为５％～５０％；（２）将中性或酸性溶液输入萃取设备中，然后加入占整 个溶液重量３０％～９０％的步骤（１）所述的叔胺溶液；（３）采用多级逆流连续萃取方法，脱除氯离子；在脱除氯离子的同时会脱出部份硫酸根离子；其中，水相与有机相的相比为１～１０∶１；混合时间为０．５～３分钟，反应温度为２０℃～９０℃，脱除 率为６０％～９０％；（４）萃氯后叔胺液再利用氨水或碳酸钠水溶液作反萃剂，反萃后循环使用，所述的氨水的重量百分浓度为５％～２０％，碳酸钠水溶液的重量百分浓度为５％～２０％，加入量占整个萃取剂重量１０％～５０％；此时叔胺中的酸根离子进入 反萃剂，叔胺再生后可返回系统使用；其中，水相与有机相的相比为１～１０∶１，混合时间０．５～３分钟，反应温度２０℃～８０℃；（５）步骤（４）产生的反萃剂在８５℃～１００℃下浓缩、结晶可制成氯化铵或氯化钠。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：方喜，方华，
申请(专利权)人：方喜，
类型：发明
国别省市：53[中国|云南]