一种硫酸铜溶液的除杂方法技术

本发明专利技术公开了一种硫酸铜溶液的除杂方法。该除杂方法包括如下步骤：S1.硫酸铜溶液pH值调节：将硫酸铜溶液的pH值调整为2.4～2.9；S2.树脂除铁和锌：将上述S1调整pH的硫酸铜溶液按1～30BV/h流速正向流经P507萃淋树脂，得到除杂硫酸铜溶液。本发明专利技术的方法在采用P507萃淋树脂除杂前将硫酸铜溶液的pH值调整为2.4～2.9，除杂后将硫酸铜溶液中的锌离子含量降低至1.0mg/L以下，铁离子含量降低至0.3mg/L以下，且除杂过程中硫酸铜溶液中铜的损失率小于1％，增加硫酸铜溶液在生产过程中的循环使用次数，且P507萃淋树脂还可以通过酸进行再生回用，该方法具有工艺简单、流程短、生产成本低、无污染等优点，可广泛应用于硫酸铜溶液的回收除杂中。除杂中。除杂中。

【技术实现步骤摘要】
一种硫酸铜溶液的除杂方法


[0001]本专利技术涉及化工除杂
，更具体地，涉及一种硫酸铜溶液的除杂方法。

技术介绍

[0002]硫酸铜是铜化合物中最重要的一种，广泛应用于多个行业。工业上，利用硫酸铜可以合成多种铜的化合物，也可以制取阴极铜；农业上，硫酸铜可以作为重要的无机农药原料，还可以作为饲料中的微量元素添加剂，此外，硫酸铜还可用于涂料、木材防腐等。随着我国印刷线路板行业的迅速发展，电镀级硫酸铜需求量与日俱增，电镀级硫酸铜不仅要求硫酸铜纯度高，还要求金属杂质含量低，其中优等品要求锌含量不大于0.001％，铁含量不大于0.002％。硫酸铜生产一般以水或者硫酸铜溶液作为母液，然后加入氧化铜、浓硫酸，当溶液达到一定波美度及pH后，冷却结晶得到硫酸铜晶体，而余下的硫酸铜溶液则作为生产下一批硫酸铜的母液。随着硫酸铜生产的进行，硫酸铜母液中杂质金属离子，比如Zn、Fe将不断富集，当达到一定程度时，会严重影响硫酸铜产品的质量，得不到电镀级硫酸铜产品，此时硫酸铜母液只能作报废处理，重新回收其中的铜。
[0003]现有技术CN101857923A公开了一种从含金银硫化矿焙砂酸浸液中回收铜、锌、铁的方法，将酸浸液pH调节至3，加热至70℃，在搅拌条件下加入氧化剂，搅拌反应5～6h，将溶液中的铁以针铁矿沉淀形式回收，回收铁后的滤液加硫酸调整至pH为3，通过D-405树脂柱，对铜、锌进行吸附。采用该技术对铁、铜、锌的回收率均达到95％以上，对含铜溶液中的铁、锌具有一定的脱除能力，但是铁、锌的脱除需要两个步骤才能实现，操作复杂，并且脱除率较低，仅能达到95％。现有技术CN104229859B公开了一种去除硫酸铜溶液中铁杂质的方法，将浓度2～20g/L的硫酸铜粗液用酸调整pH值为2～4，硫酸铜粗液以8～15BV/h的流速通入强酸阳离子交换树脂柱，得到低铁硫酸铜溶液。该法采用的强酸阳离子交换树脂为001*7苯乙烯系凝胶型树脂，适用范围为浓度为2～20g/L的硫酸铜粗液，可获得铁含量小于0.5mg/L、铜损失率小于1％的硫酸铜溶液，但是该方法公开的技术仅能去除低浓度硫酸铜溶液中的铁，适用范围太窄。
[0004]因此，本专利技术提供一种既能提高硫酸铜溶液中的锌和铁的去除率，又操作简便，适用范围广的硫酸铜溶液除杂方法，对于实现硫酸铜溶液的回收利用具有非常重要的意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是克服现有硫酸铜溶液除杂过程复杂，锌和铁去除效率不高且适用范围有限的缺陷和不足，提供一种硫酸铜溶液的除杂方法。
[0006]本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：
[0007]一种硫酸铜溶液的除杂方法，包括如下步骤：
[0008]S1.硫酸铜溶液pH值调节：将硫酸铜溶液的pH值调整为2.4～2.9；
[0009]S2.树脂除铁和锌：将上述S1调整pH的硫酸铜溶液按1～30BV/h流速正向流经P507萃淋树脂，得到除杂硫酸铜溶液。
[0010]本专利技术的除杂方法采用P507萃淋树脂进行，P507萃淋树脂由P507萃取剂(乙基己基磷酸单-2-乙基己酯又称2-乙基己基磷酸单-2-乙基己酯)吸附到常规的大孔聚合物载体(极性或非极性载体)上制备而成，其有效成分为萃取剂P507，P507在一定的pH范围下，可以有效从含铜溶液中分离铁、锌，因此本专利技术在吸附前先进行硫酸铜溶液pH调整处理，这对于除杂效果尤为关键，当溶液pH小于2.4，树脂对铁离子具有吸附作用，但对锌离子的吸附率低于50％，锌的吸附效率很低；当溶液pH大于2.9，树脂对铁的吸附率接近100％，对锌的吸附率高于90％，对铜的吸附率也在3％以上，由于溶液中铜浓度很高，即使只有3％的吸附率，树脂的吸附容量很大部分被铜占据，导致吸附铁、锌的容量变得很少，导致硫酸铜溶液除杂效果变得很差。当溶液pH值在2.4～2.9时，树脂对铁的吸附率接近100％，对锌的吸附率大于90％，铜几乎不被吸附。
[0011]本专利技术S1中硫酸铜溶液的pH值可以调节为2.4，2.5，2.6，2.7,2.8或2.9。
[0012]P507是一种酸性萃取剂，萃取金属的反应方程式可表示如下：
[0013]Me
n+
+nHL＝MeLn+nH
+
，Me表示金属离子，n表示其价数。
[0014]反应方程式的萃取平衡常数K与萃取本身的性质、萃取温度、稀释剂等因素有关，它的分配系数D可用下式表示：
[0015]lgD＝lgK+2lg[HL]+2pH，式中，L代表有机离子。
[0016]从上述看出，分配系数D是pH的函数，即P507萃取过程的分配系数取决于平衡水相中的pH值，金属在P507中的萃取率与水相pH值的关系如图1。
[0017]从图1可知：P507对各种金属的萃取次序为：Fe
3+
＞Zn
2+
＞Cu
2+
＞Ca
2+
＞Mn
2+
＞Co
2+
＞Mg
2+
＞Ni
2+
，控制好溶液的pH，就能很好地从硫酸铜中分离铁、锌。
[0018]P507萃淋树脂结合了离子交换树脂和P507萃取剂的优点，克服了常规萃取剂在使用过程中萃余液的处理难题，同时兼具离子交换树脂可再生重复使用的优势，将P507萃淋树脂应用在硫酸铜溶液脱除铁、锌离子上，可以很好的解决硫酸铜溶液中降低铁、锌离子含量的技术问题。
[0019]其中萃取除杂过程中，硫酸铜溶液的流速对除杂效果的影响为：溶液流经树脂柱过程中，合适的流速一方面会延长溶液与树脂的接触时间，相应的会增加反应时间，能使得树脂对溶液中铁、锌吸附率提升，另一方面可以保障处理效率。本专利技术的S2硫酸铜溶液的流速可以为1BV/h，5BV/h，10BV/h，15BV/h,20BV/h，25BV/h或30BV/h。
[0020]本专利技术的硫酸铜溶液的除杂方法可以将硫酸铜溶液中的锌离子含量降低至1mg/L以下，铁离子含量降低至0.3mg/L以下，铜的损失率低于1％，增加硫酸铜溶液在生产过程中的循环使用次数。该方法具有工艺简单、流程短、生产成本低、无污染等优点。
[0021]优选地，S2中硫酸铜溶液的流速为1～10BV/h。
[0022]优选地，S1中所述硫酸铜溶液铜离子的浓度为1～95g/L。
[0023]更优选地，S1中所述硫酸铜溶液铜离子的浓度为1～60g/L。
[0024]优选地，S1中所述硫酸铜溶液的pH值调整采用浓度为50～98％的硫酸。
[0025]优选地，S2所述得到的除杂硫酸铜溶液中锌离子浓度≤1mg/L，铁离子浓度≤0.3mg/L。S2的除杂过程以达到除杂硫酸铜溶液中锌离子浓度≤1mg/L，铁离子浓度≤0.3mg/L为除杂终点。
[0026]优选地，S2中所述P507萃淋树脂柱可按如下方法进行再生回用：
[0027]S3.酸洗：将吸附铁、锌离子饱和后的P507树脂使用含H...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硫酸铜溶液的除杂方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.硫酸铜溶液pH值调节：将硫酸铜溶液的pH值调整为2.4～2.9；S2.树脂除铁和锌：将上述S1调整pH的硫酸铜溶液按1～30BV/h流速正向流经P507萃淋树脂，得到除杂硫酸铜溶液。2.如权利要求1所述除杂方法，其特征在于，S2中硫酸铜溶液的流速为1～10BV/h。3.如权利要求1或2所述除杂方法，其特征在于，S1中所述硫酸铜溶液铜离子的浓度为1～95g/L。4.如权利要求1或2所述除杂方法，其特征在于，S1中所述硫酸铜溶液的pH值调整采用硫酸溶液。5.如由权利要求1或2所述除杂方法，其特征在于，S2所述除杂硫酸铜溶液中锌离子浓度≤1mg/L，铁离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伍，查正炯，叶成伟，王永成，
申请(专利权)人：广州科城环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：