本發(fā)明屬于有色金屬濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域,具體是指一種鋅電解液中除氯的工藝。
背景技術(shù):
在鋅電解過(guò)程中,中性浸出液中氯離子濃度較高時(shí),需要對(duì)中性浸出液進(jìn)行脫氯處理,目前,我國(guó)75%以上的鋅是采用濕法煉鋅工藝生產(chǎn)出來(lái)的,在濕法煉鋅過(guò)程中,鋅溶液的凈化是至關(guān)重要,其中的銅、鎘、鈷、鎳、氟、氯等有害雜質(zhì)必須凈化至允許含量之下;其中,氯離子的存在影響鋅電積過(guò)程的正常進(jìn)行,不僅使鉛陽(yáng)極腐蝕加劇,造成電積作業(yè)剝鋅困難;而且鉛陽(yáng)極電耗增加,還導(dǎo)致陰極鋅含鉛升高;電極槽上空氯升高,使操作條件惡化,嚴(yán)重影響工人的身體健康,按照其工藝要求,電解時(shí)鋅溶液中的氯離子含量應(yīng)控制在200mg/l以下,方能保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行,否則會(huì)給鋅的電積帶來(lái)諸多不便,嚴(yán)重影響鋅電積電效和電鋅產(chǎn)品的質(zhì)量。
長(zhǎng)期以來(lái)含氯的鋅電解液中氯離子的凈化分離主要采用一下幾種方法:
1、硫酸銀沉淀法,硫酸銀沉淀法是往含氯溶液中添加硫酸銀,使其與氯離子作用,生成難溶的氯化銀沉淀;該方法雖然操作簡(jiǎn)單,除氯效果好,但因銀鹽價(jià)格昂貴,銀的再生回收率低,成本較高,不適宜大規(guī)模應(yīng)用。
2、銅渣除氯法,銅渣除氯法是基于銅及銅離子與溶液中的氯離子相互作用,形成難溶的氯化亞銅沉淀,然而要使溶液中的氯離子生成氯化亞銅沉淀必須使銅及銅離子建立一個(gè)平衡點(diǎn),在實(shí)際生產(chǎn)中銅渣因堆放的時(shí)間長(zhǎng)短不一,致使海綿態(tài)的銅和氧化態(tài)的銅平衡點(diǎn)很難建立。如銅渣中海綿態(tài)的銅(cu0)含量較高時(shí),在除氯過(guò)程中就需加入氧化劑,氧化劑在使cu0氧化為cu2+的同時(shí),部分cucl會(huì)被氧化為cucl2,加之溶液中高價(jià)鐵離子(fe3+)的存在也會(huì)使cucl被氧化為cucl2,使溶液含氯、含銅升高,降低了除氯效果,造成較大的銅損失,因此要提高除氯率就必須加入過(guò)量的銅渣;如銅渣中氧化態(tài)的銅含量較高,在除氯過(guò)程中就需加入還原劑,如用鋅粉作還原劑,cu2+被還原為cu0的同時(shí)cu+也被還原為cu0,使氯離子重新進(jìn)入溶液中,使溶液含氯升高,降低了除氯效果,要提高除氯率仍需加入過(guò)量的銅渣,介于上述原因,銅渣除氯法,銅的過(guò)量系數(shù)較大,投料量較大,銅損失率較高,銅渣再生循環(huán)使用較為困難,成本較高,工藝難于操控。
3、離子交換法,離子交換法除氯是利用離子交換樹(shù)脂的可交換離子與溶液中的待除去的氯離子發(fā)生交互反應(yīng),使溶液中待除去的氯離子吸附在樹(shù)脂上,而樹(shù)脂上相應(yīng)的可交換離子進(jìn)入溶液,此法除氯效率低,僅50%左右,而且樹(shù)脂的再生耗水量較大,再生后液含氯離子較低,給下一步再生后液的處理帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為解決上述現(xiàn)有難題,本發(fā)明主要針對(duì)銅渣除氯法進(jìn)行創(chuàng)新性的改進(jìn),利用cuoh在酸性液中與氯離子反應(yīng)生成cucl沉淀除氯,cucl在一定條件下與naoh反應(yīng)又生成cuoh,從而實(shí)現(xiàn)銅的再生循環(huán)使用,實(shí)現(xiàn)降低生產(chǎn)成本的目的。但實(shí)際工作中因亞銅不穩(wěn)定,易被空氣中氧氣氧化成二價(jià)銅,使除氯循環(huán)不能正常進(jìn)行,工藝難于操控,本發(fā)明正是克服此工藝難題,從而使除氯再循環(huán)真正能夠應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。本發(fā)明具體是提供了一種工藝簡(jiǎn)單、除氯效率高、成本低、真正能夠應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中的鋅電解液中除氯的工藝。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種鋅電解液中除氯的工藝,包括如下步驟:
1)取含氯的鋅電解液,向所述鋅電解液中加入酸調(diào)節(jié)ph至3~4;
2)向鋅電解液中加入氫氧化亞銅,攪拌并控制反應(yīng)溫度30~40℃,反應(yīng)30~40min,過(guò)濾得氯化亞銅濾渣;
3)向步驟2)所得的氯化亞銅濾渣中加入氫氧化鈉固體,調(diào)節(jié)ph至8~9,再依次加入硫代硫酸鈉和乙醇,即可將氯化亞銅反應(yīng)為氫氧化亞銅,氫氧化亞銅即可在步驟2)中使用。
進(jìn)一步地,所述步驟1)中酸為稀硫酸。
進(jìn)一步地,所述步驟2)中氫氧化亞銅的加入量為鋅電解液中氯含量的1.7~1.9倍。
進(jìn)一步地,所述步驟2)中攪拌速度為60~80r/min。
進(jìn)一步地,所述步驟3)中硫代硫酸鈉的加入量為氯化亞銅濾渣量的5%。
進(jìn)一步地,所述步驟3)中乙醇的加入量為氯化亞銅濾渣量的5%。
本發(fā)明涉及的主要反應(yīng)方程式(鋅電解液以氯化鋅溶液為例):
zncl2+2cuoh+h2so4=znso4+2cucl+h2o
cucl+naoh=nacl+cuoh
cuoh再生過(guò)程中,即步驟3)控制cuoh被氧化呈二價(jià)銅離子,是依據(jù)如下化學(xué)反應(yīng)原理進(jìn)行的:
4s2o32-+4cu2++2h2o=4cuoh↓+s4o62-+3s↓+so42-
上述生成的硫通過(guò)加入的乙醇溶解,本方法已在生產(chǎn)中試運(yùn)行三個(gè)月,效果良好。
采用上述方案本發(fā)明取得有益效果如下:(1)采用本發(fā)明的工藝,除氯率高,除氯后液含氯可達(dá)50mg/l左右,除氯率高于98%。(2)本發(fā)明工藝中,再生氫氧化亞銅返回除氯步驟循環(huán)利用,提高了原料利用率,有效降低生產(chǎn)成本,推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。(3)本發(fā)明工藝大幅降低鋅電解液中的氯,明顯改善工作環(huán)境,提高鋅片質(zhì)量,降低電解成本。(4)本發(fā)明克服亞銅不穩(wěn)定難題,真正實(shí)現(xiàn)了鋅電解液中除氯工藝在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。
具體實(shí)施方式
下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例1,一種鋅電解液中除氯的工藝,包括如下步驟:
1)取含氯5g/l的鋅電解液50000l,向所述鋅電解液中加入酸調(diào)節(jié)ph至3~4;
2)向鋅電解液中加入450000g氫氧化亞銅,攪拌并控制反應(yīng)溫度30~40℃,反應(yīng)30~40min,過(guò)濾得氯化亞銅濾渣;
3)向步驟2)所得的氯化亞銅濾渣中加入氫氧化鈉固體,調(diào)節(jié)ph至8~9,再依次加入硫代硫酸鈉和乙醇,即可將氯化亞銅反應(yīng)為氫氧化亞銅,氫氧化亞銅即可在步驟2)中使用。
將步驟2)所得的氯化亞銅濾渣分離后,將剩余的鋅電解液檢測(cè),除氯后液含氯為50mg/l,除氯
率為99%。
實(shí)施例2,一種鋅電解液中除氯的工藝,包括如下步驟:
1)取含氯4g/l的鋅電解液50000l,向所述鋅電解液中加入酸調(diào)節(jié)ph至3~4;
2)向鋅電解液中加入360000g氫氧化亞銅,攪拌并控制反應(yīng)溫度30~40℃,反應(yīng)30~40min,過(guò)濾得氯化亞銅濾渣;
3)向步驟2)所得的氯化亞銅濾渣中加入氫氧化鈉固體,調(diào)節(jié)ph至8~9,再依次加入硫代硫酸鈉和乙醇,即可將氯化亞銅反應(yīng)為氫氧化亞銅,氫氧化亞銅即可在步驟2)中使用。
將步驟2)所得的氯化亞銅濾渣分離后,將剩余的鋅電解液檢測(cè),除氯后液含氯為52mg/l,除氯
率為98.7%。
實(shí)施例3,一種鋅電解液中除氯的工藝,包括如下步驟:
1)取含氯3g/l的鋅電解液50000l,向所述鋅電解液中加入酸調(diào)節(jié)ph至3~4;
2)向鋅電解液中加入270000g氫氧化亞銅,攪拌并控制反應(yīng)溫度30~40℃,反應(yīng)30~40min,過(guò)濾得氯化亞銅濾渣;
3)向步驟2)所得的氯化亞銅濾渣中加入氫氧化鈉固體,調(diào)節(jié)ph至8~9,再依次加入硫代硫酸鈉和乙醇,即可將氯化亞銅反應(yīng)為氫氧化亞銅,氫氧化亞銅即可在步驟2)中使用。
將步驟2)所得的氯化亞銅濾渣分離后,將剩余的鋅電解液檢測(cè),除氯后液含氯為49mg/l,除氯
率為98.3%。
以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例,并非因此限制本發(fā)明的專利范圍,凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換,或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域,均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。