一种从硫酸锌溶液中脱除氯的方法技术

一种从硫酸锌溶液中脱氯的方法，主要包括下述步骤：１．萃取：选用三正丁胺做萃取剂，煤油或仲辛醇做稀释剂，将硫酸锌清液与有机相混合进行萃取，使水相中的氯转入有机相；２．反萃：用氨水或氢氧化钠溶液进行反萃，使有机相中氯重新转入水相，有机相循环利用；３．有机相再生：当有机相使用一段时间后会老化，用５～１０％的氢氧化钠溶液与有机相１∶０．９～１∶２．５的比例混合，在电磁搅拌器高速搅拌８～１５ｍｉｎ进行再生；４．脱油：萃余液用活性炭吸附或超声波破乳脱除其中的有机相。本发明专利技术的有机相和萃余液均可循环使用，脱氯率可达８５％以上，改善了电解操作环境，工艺流程简单，广泛使用于各湿法炼锌厂的硫酸锌溶液的脱氯处理，同时也可推广到废水中氯的脱除。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种锌金属的湿法炼锌工艺，具体涉及一种从硫酸锌溶液中脱除氯的 方法。
技术介绍
湿法炼锌是目前常用的锌冶炼工艺，按照其工艺要求，锌电解时要求硫酸锌溶液 中的氯含量不超过300mg/L，若将氯含量控制在200mg/L以下效果为最佳，否则会给锌的电 积带来诸多不便，严重影响锌电积电效和电锌产品的质量，更使阳极板腐蚀严重，增加生产 成本，同时也使生产车间环境严重恶化。因此，湿法炼锌厂家均积极寻求有效的脱氯方法， 主要火法和湿法两大类脱氯方法，火法脱氯主要是对锌矿等固体物料阶段采用多膛炉焙烧 脱氯，此法存在脱氯不彻底，粉尘多，环境差等缺点；另一类是湿法脱氯，即是对硫酸锌溶液 等液体物料进行脱氯，湿法脱氯现有技术需考虑溶液酸度和总体积等条件的限制，具体包 括碱洗脱氯方法、铜渣脱氯方法、锌粉+硫酸铜脱氯法以及钍盐脱氯法等，铜渣脱氯、锌粉+ 硫酸铜脱氯法等方法用于从硫酸锌溶液中脱氯时，对溶液的PH值要求严格，pH要求不大于 3，且脱氯效率一般只能达到70%，当pH值大于3时，其脱氯效果显著下降，生成的氯化亚 铜渣随着溶液PH值的升高又分解成氧化亚铜，氯又会再次转入硫酸锌溶液中。尽管可以通 过加入废酸来降低PH值至3，这样不仅破坏了系统酸度平衡，更增加了后续作业成本，脱氯 效果只能在70%左右，脱氯后溶液中含氯仍达250mg/L;钍盐脱氯法由于成本太高，在湿法 炼锌难以应用。因此，上述湿法脱氯现有技术尚未解决溶液酸度和总体积等条件受限制的 条件下达到理想的脱氯效果问题，如何有效的从硫酸锌溶液中脱氯是有待进一步探索的难 题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，它能有效地将硫酸锌 溶液中的氯脱除，使硫酸锌溶液中的氯不超过300mg/L，并能处理所有pH不大于5的硫酸锌 溶液，使脱氯效果不受硫酸锌溶液酸度和总体积等的限制。本专利技术的技术方案是，采用溶剂萃取法，包含 以下步骤步骤1 即萃取步骤，选用三正丁胺(C4H9)3N为萃取剂，煤油或仲辛醇为稀释剂，将 萃取剂和稀释剂混合制得萃取有机相，将硫酸锌溶液与有机相混合进行萃取，使水相中的 氯转入有机相，再静置分层，将萃余液和富氯有机相分离；步骤2 即反萃步骤，采用氨水或氢氧化钠溶液与步骤1所得的富氯有机相混合进 行反萃，使有机相中的氯转入水相，再静置分层，使有机相和水相分离，将有机相返回步骤1 使用。作为对本专利技术的进一步改进，它还包括步骤3 即有机相再生步骤，采用5 10% 的氢氧化钠与有机相按体积比为1 0.9 1 2. 5的比例进行混合，并高速搅拌8 15min，静置分层，取有机相。作为对本专利技术的进一步改进，它还包括步骤4:即脱油步骤，将萃余液用活性炭吸 附或超声波破乳脱除其中微量的萃取剂和稀释剂。作为对本专利技术的进一步改进，所述的煤油可以是200号煤油、260号煤油或磺化煤 油之中的任一种，所述的有机相中含氯为50mg/L以下。作为对本专利技术的进一步改进，所述的三正丁胺的体积百分比浓度为10 40% ；所 述步骤1的萃取是在有机相与水相体积比1 3 2 1，萃取时间2 5分钟，温度10 30°C，澄清时间1分钟以上，硫酸锌溶液酸度5.0的条件下进行。作为对本专利技术的进一步改进，所述的反萃剂中氨水浓度为5 15%或氢氧化钠浓 度为3 8%，所述的反萃是在有机相与水相体积比为3 1 10 1，反萃时间2 7分 钟，温度10 30°C，澄清时间3分钟以上的条件下进行。作为对本专利技术的进一步改进，所述的萃余液脱油步骤中活性炭用量为2 8g/L， 脱油温度15 75°C，处理后水相中有机物浓度小于5ppm ；超声波破乳20 30分钟，处理 后水相中有机物浓度小于lOppm。作为对本专利技术的进一步改进，所述的有机相用5 10%的氢氧化钠溶液洗涤。本专利技术的原理是将萃取剂和稀释剂混合配制成有机相后，萃取过程为下列3个步骤(1)有机相中 的三正丁胺传递到水相或水相内界面；(2)三正丁胺与氯离子发生作用生成萃合物；(3)萃 合物传递并溶解到有机相。在上述萃取过程中，稀释剂不仅是萃取剂和萃合物的载体，而且 也参与萃取反应的物理化学过程，煤油或仲辛醇等稀释剂分子含有较强的受电子基团，在 萃取之前它与萃取剂结合生成氢键，形成络合物，在与水相混合后，由于稀释剂在水中的溶 解性好，在络合物与水中受电子能力比稀释剂更强的H+接触后，H+、Cl_便取代了稀释剂的 位置，与三正丁胺结合成萃合物，稀释剂再与萃合物上的氯结合生成如式(1)所示的溶剂 化合物。C4H9IC4H9-N …H—Cl-HOR1(1)IC4H9注=HOR1代表仲辛醇或煤油再向负载有机相中加入氨水或碱液进行反萃取(C4H9)3N-HCl-HOR^NaOH = (C4H9) 3N—HORi+NaCl+^O (2)本专利技术的有益效果在于本专利技术采用萃取法脱除硫酸锌溶液中的氯，选用三正丁胺作为萃取剂，并选用合 适的稀释剂，可对硫酸锌溶液中的氯进行有效的萃取，而不会因硫酸锌溶液的PH值变化而 影响脱氯效果。由于萃取剂、稀释剂选用恰当，使二者与硫酸锌溶液中的H+、Cl—能按照萃 取、反萃过程要求实现结合与分离，实现在酸度较高的条件下完成萃取，实现专利技术目的。在 硫酸锌溶液中的氯被有机相负载而与硫酸锌溶液分离后，有机相能通过反萃步骤而将氯与 有机相再次分离，实现有机相的循环使用，当有机相老化(即贫化)时，可通过用烧碱溶液洗涤使其再生，保证循环中有机相的萃取效果。本专利技术还可以对萃余液进行脱油处理以提高萃余液的利用价值，使用过程中可根据产品的生产线决定脱油后萃余液去向，如在锌电 解生产过程中，可根据萃余液中含锌量确定其用途，若硫酸锌溶液中锌含量> 80g/L，可直 接返回锌净化工序除杂；若含锌量低于80g/L，则返回锌浸出系统用于锌浸出液的配制。本专利技术与现有技术相比，实现了在较高的酸性条件下进行萃取，例如铟萃余液所 得的硫酸锌溶液中含硫酸100g/L以上，含锌40g/L左右，含氯lg/L以上，上述硫酸锌溶液 酸度很高，采用现有技术中脱氯方法无法达到理想的脱氯效果，而本专利技术的萃取法可达此 目的，脱氯率达85%以上。如实施例5硫酸锌溶液含Zn56g/L，Cll. 72g/L，H2S0497g/L，经 萃取脱氯后萃余液含氯0. 159g/L，萃取脱氯率为91. 53%。证明本专利技术可允许硫酸锌溶液 酸度在相对较大的范围内变化，可适应各种酸度的硫酸锌溶液脱氯处理。另一方面，由于萃余液经脱油处理后可返回锌电解系统回收锌，有机萃取剂等物 料在整个处理过程中均实现了循环使用，能满足整个锌电解系统的体积平衡；且工艺简单、 易于操作，成本低，综合效益显著，消除了锌电解过程中氯对阳极的腐蚀，改善了电解操作 环境，可广泛使用于各湿法炼锌厂的pH彡5. 0的硫酸锌溶液的脱氯处理，同时也可推广到 废水中氯的脱除。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图。 具体实施例方式实施例1 采用本专利技术处理硫酸锌溶液，硫酸锌溶液的组分为下述质量百分浓 度:Znl35g/L, CIO. 85g/L，H2S04lg/L,用NaOH调节pH至3. 0，然后进行萃取脱氯，具体萃 取条件为三正丁胺做萃取剂，200号煤油做稀释剂，两者的体积比为三正丁胺煤油= 40% 60%，萃取相比1 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从硫酸锌溶液中脱除氯的方法，其特在于：采用溶剂萃取法，包含以下步骤：　　步骤１：即萃取步骤，萃取剂为三正丁胺（Ｃ↓［４］Ｈ↓［９］）↓［３］Ｎ，稀释剂为煤油或仲辛醇，将萃取剂和稀释剂混合制得萃取有机相，将硫酸锌溶液与有机相混合进行萃取，使水相中的氯转入有机相中，再静置分层，将萃余液和富氯有机相分离；　　步骤２：即反萃步骤，反萃剂为氨水或氢氧化钠溶液，将反萃剂与步骤１所得的富氯有机相混合进行反萃，使有机相中的氯转入水相中，再静置分层，使有机相和水相分离，将有机相返回步骤１使用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林文军，窦传龙，刘一宁，赵为上，廖贻鹏，周萍，
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]