[發明專利]用氧化銅礦提供銅離子的超聲除氯方法

有效

• 申請號: 201210343552.3
• 申請日: 2012-09-17
• 公開（公告）號: CN102864304A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 曾興民;曾三信;汪旭明;劉琴
• 申請（專利權）人: 株洲市興民科技有限公司
• 主分類號: C22B3/22
• 分類號: C22B3/22;C22B3/44;C25C7/06;C25C1/16
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所 31251
• 代理人: 王法男

所屬技術領域

本發明涉及一種脫除硫酸鋅溶液中氯離子的凈化方法，尤其是一種用氧化銅礦提供銅離子的超聲除氯方法，屬凈化技術領域。

背景技術

濕法煉鋅電積過程要求電積新液（凈化后硫酸鋅溶液）含氯≤0.2g/L，以阻止氯離子腐蝕鋅電積陽極板和電鋅產品含鉛超標，所以一般濕法煉鋅電積過程都需要進行前置除氯處理；在先除氯方法有很多種，包括火法除氯法、水洗除氯法、氫氧化銀除氯法、氧化亞銅除氯法、樹脂除氯法和銅渣除氯法等。其中，火法除氯法和水洗除氯法，因污染環境而被淘汰；氫氧化銀除氯法和氧化亞銅除氯法，因除氯成本高而難以應用；樹脂除氯法，因解吸后液為高氯濃酸廢液，環保處理成本較高，且除氯效果難以達到0#電鋅產品要求，多為中小型濕法煉鋅廠應用；銅渣除氯法，利用含銅渣配料提供銅離子，在鋅粉置換除銅過程除氯，因其除氯成本低，正被越來越多的濕法煉鋅廠關注和應用。

銅渣除氯法的技術原理是：利用在二價銅離子還原過程產生的一價銅離子與氯離子結合生成氯化亞銅晶粒而實現除氯過程。其優點是：在除銅過程同步除氯，除氯成本低；氯化亞銅晶粒（即氯化亞銅渣）作為銅精礦售給火法煉銅廠處理，可以實現氯元素環保開路。其缺點是：除氯效率低，因此用于含氯較高的鋅礦物除氯時，只能作為輔助除氯手段。

發明內容

本發明的目的在于針對現有銅渣除氯法的不足，提出一種提高銅離子除氯效率的方法及其實施工藝。

本發明人研究發現，導致銅渣除氯法除氯效率低的原因包括：

1）鋅粉粒度。鋅粉置換反應，是在鋅粉表面進行的。鋅粉粒度大時，參與置換反應的鋅粉比表面積就小。現有除銅工藝都是采用粗鋅粉，因此降低了除氯效率。

2）鋅粉分布。在含氯溶液中，氯離子和二價銅離子的分布是均質化的，鋅粉的分布卻不是均質化的。鋅粉粒度越大，非均質化分布就越顯著，導致含氯溶液中形成大量除氯反應空白區域。

3）鋅粉質量。有效鋅含量越低，鋅粉參與有效置換反應的表面積就越小，沉積氯化亞銅晶粒的表面積就越大。

4）脫附速率。在二價銅離子還原過程產生的一價銅離子，與氯離子結合生成的氯化亞銅晶粒，粒度很細，優先沉積在鋅粉表面。在常規機械攪拌條件下，含氯溶液線速度在5m/s以下，所有鋅粉顆粒呈同步流動，氯化亞銅晶粒脫附鋅粉表面的脫附速率較低，以至形成包裹鋅粉表面的氯化亞銅晶粒包層。

5）溫度和PH。鋅粉置換除銅過程的工藝條件是：液溫60-68℃，起始PH5.2-5.4。在除銅過程同步除氯后，工藝條件沒有進行優化調整，導致含氯溶液中生成大量堿式硫酸鋅晶粒。這些堿式硫酸鋅晶粒，粒度很細，優選沉積在鋅粉表面，以至形成包裹鋅粉表面的堿式硫酸鋅晶粒包層。

根據上述研究，盡管銅渣除氯法存在諸多缺陷，但經過改進，仍不失為一種很有工業化應用前景的除氯方法。

為實現本發明的目的所提出的技術方案是：一種用氧化銅礦提供銅離子的超聲除氯方法，其特征是：采用氧化銅礦配料含氯鋅礦物的方法，獲得含有足夠二價銅離子的含氯溶液；通過控制含氯溶液液溫和PH，阻止含氯溶液中有堿式硫酸鋅晶粒生成；讓均勻加入鋅粉的含氯溶液單向流經超聲波聲場，利用超聲波作用，使鋅粉在含氯溶液中呈均質化分布，強化二價銅離子還原過程產生的一價銅離子與氯離子結合生成氯化亞銅晶粒的除氯反應過程，尤其是消除除氯反應空白區域，并阻止氯化亞銅晶粒在鋅粉表面沉積。

進一步地，所述的含氯鋅礦物，包括氧化鋅礦、次氧化鋅、含鋅煙塵和鋅焙砂。

進一步地，所述的超聲波聲場，超聲波聲強≥1w/cm2。

進一步地，所述的氧化銅礦，可以用含銅渣或硫酸銅代替。

一種用氧化銅礦提供銅離子的超聲除氯方法的實施工藝，包括氧化銅礦磨礦——含氯鋅礦物配料調漿——密閉超聲浸出——超聲浸出后液過濾——密閉超聲除氯——超聲除氯后液過濾——產出氯化亞銅晶粒和超聲除氯后液濾液等過程，其特征是：

1）采用氧化銅礦配料含氯鋅礦物的方法，獲得含有足夠二價銅離子的含氯溶液，其中，二價銅離子：氯離子=2∶1（重量比），氧化銅礦粒度為-0.043mm占100%；

2）設置除氯終點液溫≥68℃、除氯終點PH≤5.2的除氯環境，阻止含氯溶液中有堿式硫酸鋅晶粒生成；

3）按鋅粉：二價銅離子=0.5-2∶2重量比，將粒度-0.074mm占80-100%的鋅粉均勻加入含氯溶液；