[發明專利]離子交換膜電解技術處理含氯溶液中應用的添加劑

有效

• 申請號: 201210129900.7
• 申請日: 2012-04-28
• 公開（公告）號: CN102642906A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 王曉武;林艷;李永祥;謝剛;王沖;何恩;代紅坤;張邦琪;郭沛;馬燕萍;楊堃;舒波;楊坤彬
• 申請（專利權）人: 云南銅業股份有限公司;昆明理工大學
• 主分類號: C02F1/58
• 分類號: C02F1/58;C02F1/461;C02F103/16
• 代理公司: 昆明正原專利商標代理有限公司 53100
• 代理人: 陳左

技術領域

本發明涉及溶液中脫除氯離子的技術，更具體地說，是一種提高離子交換膜電解除氯的效果和電流效率、降低溶液中殘余氯離子濃度的應用技術。

背景技術

由于缺乏有效的脫除手段，冶金工業廢水或廢酸中常存在一定濃度的氯離子，某些濕法冶金廠的氯離子濃度甚至可高達幾十克每升，對不銹鋼管道和設備均造成嚴重的腐蝕。目前脫除溶液中氯離子的方法主要有離子交換樹脂法、萃取法、銀鹽/汞鹽沉淀法和熱風吹脫法。但這些方法或因除氯深度達不到要求、或因試劑太貴、或因試劑有毒、或因能耗太高而不能滿足工業化大規模應用的要求。離子交換膜電解技術是一種具有廣闊應用前景的可綜合回收冶金工業廢水或廢酸中的有價金屬、氯和硫酸的方法。但由于氯氣在水中具有一定的溶解度，在電解過程中陽極上氯氣的生成速率不夠快，氯氣的返溶現象嚴重，從而導致離子交換膜電解技術的電流效率低，溶液經處理后仍殘余一定的氯離子（一般為0.1~0.5g/L）無法脫除，限制廢水或廢酸的回用范圍。因此研究能提高離子交換膜電解脫氯的電流效率，降低溶液中殘余氯離子濃度的添加劑具有重要的應用價值。

發明內容

本發明的目的是提供一種離子交換膜電解技術處理含氯溶液中應用的添加劑，可以提高離子交換膜電解除氯的效果和電流效率、降低溶液中殘余氯離子的濃度。

本發明的技術方案是：將鈦鹽作為添加劑應用于離子交換膜電解處理含氯溶液，用于提高陽極電流效率和氯脫除率，降低溶液中氯離子的濃度，其添加量為10~50ppmTi當量。

所述的鈦鹽選用三氯化鈦、硫酸鈦（Ⅲ）、Ti(SO₄)₂、TiOSO₄等鈦鹽中的一種或多種。

所述離子交換膜電解處理含氯溶液中添加劑添加后的陽極電流效率可達到90%。

本發明主要在離子交換膜電解技術處理含氯溶液時在電解液中添加微量的鈦鹽，以提高陽極電流效率和氯脫除率，降低溶液中氯離子的濃度。該添加劑用量少、效果好、方便可靠，經添加后離子交換膜電解處理含氯溶液的陽極電流效率可由未添加時的20%~50%提高到40%~90%，處理后的溶液中氯離子的濃度由未添加時的0.1~0.5g/L降低到20mg/L以下。

附圖說明

圖1為本發明的工藝流程示意圖。

如圖所示，在離子交換膜電解技術處理含氯溶液時，電解槽的陰極室配入新鮮的含氯酸性廢水（又稱為原液），陽極室配入過濾后的陰極電解后液和適量的添加劑，進行陽離子交換膜電解；電解溫度為25~65℃，電流密度為100~1000A/m²，電解后陽極室的電解后液作為處理合格液排出，陰極電解后液經減壓過濾后作為后續電解的陽極液。

具體實施方式

實施例1、銅冶金流程產出的脫硒后液中氯離子濃度為14.30g/L。采用陽離子交換膜電解技術處理，陽極采用釕銥系涂層鈦網，陰極采用石墨電極，溫度為室溫（25℃），電流密度為625A/m²。未添加除氯添加劑，電解4小時，溶液中殘余的氯離子濃度為0.27g/L，陽極電流效率為26.52%。添加了25ppmTi當量的三氯化鈦添加劑后，電解2.5小時，溶液中殘余的氯離子濃度為0.0076g/L，陽極電流效率為43.23%。

實施例2、銅冶金流程產出的脫硒后液中氯離子濃度為22.46g/L。采用陽離子交換膜電解技術處理，陽極采用釕銥系涂層鈦網，陰極采用石墨電極，溫度為25℃，電流密度為625A/m²。未添加除氯添加劑，電解4小時，溶液中殘余的氯離子濃度為0.45g/L，陽極電流效率為41.60%。添加了30ppmTi當量的三氯化鈦添加劑后，電解2小時，溶液中殘余的氯離子濃度為0.012g/L，陽極電流效率為84.86%。

實施例3、脫硒后液和選礦廢水按體積比3：4配成的混合液中氯離子濃度為10.85g/L。采用陽離子交換膜電解技術處理，陽極采用釕銥系涂層鈦網，陰極采用石墨電極，溫度為25℃，電流密度為625A/m²。未添加除氯添加劑，電解4小時，溶液中殘余的氯離子濃度為0.16g/L，陽極電流效率為20.21%。添加了25ppmTi當量的硫酸鈦（Ⅲ）添加劑后，電解2小時，溶液中殘余的氯離子濃度為0.017g/L，陽極電流效率為40.95%。

實施例4、污酸中氯離子濃度為11.56g/L。采用陽離子交換膜電解技術處理，陽極采用釕銥系涂層鈦網，陰極采用石墨電極，溫度為25℃，電流密度為625A/m²。未添加除氯添加劑，電解4小時，溶液中殘余的氯離子濃度為0.18g/L，陽極電流效率為21.51%。添加了25ppmTi當量的硫酸鈦（Ⅲ）添加劑后，電解2小時，溶液中殘余的氯離子濃度為0.012g/L，陽極電流效率為43.66%。