一种硫酸钠溶液中氯离子的去除方法技术

本发明专利技术提供了一种硫酸钠溶液中氯离子的去除方法，包括：(1)用硫酸溶液将待处理的硫酸钠溶液的pH调至1.5‑3.5；(2)向步骤(1)得到的硫酸钠溶液中依次加入氢氧化铜和还原剂，搅拌至反应完成后过滤。在本发明专利技术的去除方法中，氢氧化铜试剂可循环使用，反应温度为30‑50℃，进一步降低了生产成本并减少对环境的二次污染，促使了硫酸钠溶液的循环使用，有利于降低废旧锂电池回收成本。

【技术实现步骤摘要】
一种硫酸钠溶液中氯离子的去除方法
本专利技术属于无机精细化工
，具体地，涉及一种硫酸钠溶液中氯离子的去除方法。
技术介绍
碳酸锂、氢氧化锂等含锂化合物是锂离子电池正极材料的重要原材料。随着新能源汽车产业的快速发展，锂资源的需求在不断增加。我国锂矿资源的开发和利用受到环境和技术双重因素的限制，致使锂资源的保障严重不足，对外的依存度较高。对废旧锂电池中有价金属元素的回收，一定程度上缓解锂资源的需求压力。目前废旧锂电池的回收过程包括：放电、拆解、粉碎、筛分、碱浸、酸浸、除杂、苛化、碳化、结晶等。在碳酸锂的制备过程中加入碳酸钠和硫酸锂反应，由于碳酸钠中含有氯离子，使得生成的硫酸钠溶液杂质含量增加，影响其碳酸锂的质量以及溶液的循环使用。目前，还没有专门针对硫酸钠溶液中氯离子的去除方法。申请号是201210422625.7的中国专利技术专利申请公开了一种去除硫酸锌溶液中有害氯离子的方法。该方法具体包括：(1)先向硫酸锌溶液中加10-15％硫酸调至溶液酸度在5-10g/L，(2)再加入适合于氯离子反应当量的铜粉与硫酸铜的混合物及相当于硫酸锌溶液重量2-3％的硅藻土、1-2％的活性炭，搅拌5-6h，铜及铜离子与溶液中的氯离子相互作用，形成难溶的氯化亚铜沉淀得以分离，过程温度控制在45-60℃。但是，生成的氯化亚铜会附着在铜粉表面，阻止了铜粉继续与硫酸铜反应，致使氯离子的去除效率不高。此外硫酸钠溶液中的碳酸根离子会和二价铜离子反应，影响氯离子的去除效率。因此，无法借鉴该方法以用于硫酸钠溶液去除氯离子。r>
技术实现思路
为了解决上述全部或部分问题，本专利技术目的在于提供一种硫酸钠溶液中氯离子的去除方法。本专利技术通过以下技术方案实现以上目的：一种硫酸钠溶液中氯离子的去除方法，包括：(1)将待处理的硫酸钠溶液的pH调至1.5-3.5；(2)向步骤(1)得到的硫酸钠溶液中依次加入氢氧化铜和还原剂，搅拌至反应完成后过滤。可选地，该去除方法还包括：向步骤(2)过滤得到的固体中加入碱，反应得到的氢氧化铜返回步骤(2)。可选地，该去除方法还包括：向步骤(2)过滤得到的滤液中加入碱回收铜。可选地，在步骤(1)中，待处理的硫酸钠溶液的浓度是100-200g/L，待处理的硫酸钠溶液中氯离子的浓度是0.1-20g/L。可选地，在步骤(1)中，向待处理的硫酸钠溶液中加入硫酸溶液以便将pH调至1.5-3.5。可选地，所述硫酸溶液的浓度是0.5-3mol/L。可选地，在步骤(1)中，将待处理的硫酸钠溶液的pH调至2-3。可选地，在步骤(2)中，按照氯和铜的摩尔比为1:(1-2.5)向步骤(1)得到的硫酸钠溶液中加入氢氧化铜。可选地，在步骤(2)中，所述还原剂是二氧化硫气体或含硫烟气。可选地，在步骤(2)中，反应温度30-50℃，反应时间是20-180分钟。相比于现有技术，本专利技术的技术方案具有如下有益效果：(1)本专利技术的硫酸钠溶液中氯离子的去除方法生产成本低，从而有利于降低废旧锂电池的回收成本。(2)本专利技术的硫酸钠溶液中氯离子的去除方法在30-50℃下进行，反应条件温和、易于实现。(3)在本专利技术的硫酸钠溶液中氯离子的去除方法中，氢氧化铜试剂可以循环使用，从而在节省成本的同时还能够减少对环境的二次污染。(4)本专利技术的硫酸钠溶液中氯离子的去除方法能够有效去除硫酸钠溶液中的氯离子，从而促使了硫酸钠溶液的循环使用。附图说明图1是本专利技术的硫酸钠溶液中氯离子的去除方法的工艺流程图。具体实施方式为了充分了解本专利技术的目的、特征及功效，通过下述具体实施方式，对本专利技术作详细说明。本专利技术的工艺方法除下述内容外，其余均采用本领域的常规方法或装置。下述名词术语除非另有说明，否则均具有本领域技术人员通常理解的含义。针对目前还没有有效去除硫酸钠溶液中氯离子的方法，本专利技术的专利技术人通过研究，创造性地提出了一种硫酸钠溶液中氯离子的去除方法，可适用于氯离子含量范围广的硫酸钠溶液。本专利技术的硫酸钠溶液中氯离子的去除方法主要基于如下专利技术构思：在使用铜粉和硫酸铜去除氯离子时，反应形成的CuCl会附着在铜粉表面，阻碍反应的进行。因此将还原剂铜粉改为二氧化硫气体或含硫烟气。采用Cu(II)去除氯离子时，硫酸钠溶液中的碳酸根离子和Cu(II)反应会影响氯离子的除去，需要提前去除，因此需要将硫酸钠溶液的pH调至2以下。若还原剂采用SO2，发生的反应方程式分别如下：2Cu2++SO2+2Cl-+2H2O＝2CuCl↓+4H++SO42-反应过程中有氢离子生成，需要加入氢氧化钠稳定体系的pH值。此外，在通入二氧化硫气体的过程中，生成的亚硫酸会中和氢氧根离子，导致加入的碱量增多，加大溶液的体积。另一方面，氢氧化亚铜的溶度积常数(Ksp＝1.4×10-15)比氯化亚铜(Ksp＝1.2×10-6)的小，不利于氯化亚铜的生成，导致氯离子的去除率降低。将硫酸铜换成氢氧化铜来中和反应过程中生成的氢离子，这样可以不用考虑硫酸钠溶液中碳酸根离子的影响，同时也能避免额外加入碱。因此，通过使用氢氧化铜，在pH值调节步骤只需要将pH值调整至1.5-3.5即可满足后续步骤的需要，使整个方法更加简洁且易于实现。图1是本专利技术的硫酸钠溶液中氯离子的去除方法的工艺流程图。结合图1，对本专利技术的硫酸钠溶液中氯离子的去除方法进行详细说明。一种硫酸钠溶液中氯离子的去除方法，包括如下步骤：(1)调节待处理的硫酸钠溶液的pH值在本专利技术中，待处理的硫酸钠溶液的浓度是100-200g/L，待处理的硫酸钠溶液中的氯离子浓度是0.1-20g/L。在处理时为避免生成氢氧化亚铜，先用0.5-3mol/L硫酸溶液将待处理的硫酸钠溶液的pH值调至1.5-3.5，优选2-3。该pH值范围最适合使氯化亚铜沉淀，从而能够最大程度的去除氯离子。(2)去除氯离子向步骤(1)调整pH后的硫酸钠溶液中依次加入氢氧化铜和还原剂，在30-50℃搅拌20-180分钟，反应完全，过滤去除固体，即可实现去除氯离子的目的。其中，按照氯与铜的摩尔比是1:(1-2.5)加入氢氧化铜。在本专利技术中，还原剂可以是二氧化硫气体或含硫烟气，通入速度为1-10L/min，溶液pH达到1.5-2.2时停止通气。当还原剂是二氧化硫气体时，主要发生了如下化学反应：2Cu(OH)2+SO2+2Cl-＝2CuCl↓+SO42-+2H2O含硫烟气可以是硫磺燃烧产生的气体。当还原剂是含硫烟气时，主要发生了如下化学反应：Cu(OH)2+SOx+Cl-→CuCl↓+SO42-+H2O步骤(2)过滤得到的固体主要是CuCl，滤液主要是硫酸钠溶液，其中含有铜离子。在一种优选的实施方案，在步骤(2)过滤之后，还可以分别对过滤得到的固体和滤液进行处理。具体地，本专利技术的硫酸钠溶液中氯离子的去除方法还可以包括：(3)步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硫酸钠溶液中氯离子的去除方法，其特征在于，包括：/n(1)将待处理的硫酸钠溶液的pH调至1.5-3.5；/n(2)向步骤(1)得到的硫酸钠溶液中加入氢氧化铜和还原剂，搅拌至反应完成后过滤。/n

【技术特征摘要】
1.一种硫酸钠溶液中氯离子的去除方法，其特征在于，包括：
(1)将待处理的硫酸钠溶液的pH调至1.5-3.5；
(2)向步骤(1)得到的硫酸钠溶液中加入氢氧化铜和还原剂，搅拌至反应完成后过滤。


2.根据权利要求1所述的硫酸钠溶液中氯离子的去除方法，其特征在于，还包括：向步骤(2)过滤得到的固体中加入碱，反应得到的氢氧化铜返回步骤(2)。


3.根据权利要求1所述的硫酸钠溶液中氯离子的去除方法，其特征在于，还包括：向步骤(2)过滤得到的滤液中加入碱回收铜。


4.根据权利要求1所述的硫酸钠溶液中氯离子的去除方法，其特征在于，在步骤(1)中，待处理的硫酸钠溶液的浓度是100-200g/L，待处理的硫酸钠溶液中氯离子的浓度是0.1-20g/L。


5.根据权利要求1所述的硫酸钠溶液中氯离子的去除方法，其特征在于，在步骤(1)中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：许兆东，杨光辉，代杨，曹玉欣，张琦，华东，
申请(专利权)人：贵州红星电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52