[發(fā)明專利]一種硫酸鋅溶液的脫氯方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310574820.7
• 申請(qǐng)日: 2013-11-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103572051A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳鋆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吳鋆
• 主分類號(hào): C22B3/22
• 分類號(hào): C22B3/22;C22B3/46;C22B19/00
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 45104
• 代理人: 黃永校

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有色金屬濕法冶金領(lǐng)域，特別是一種硫酸鋅溶液的脫氯方法。

背景技術(shù)

在金屬鋅的生產(chǎn)硬性規(guī)定中，占總量75%以上的金屬鋅是通過(guò)濕法生產(chǎn)的。濕法生產(chǎn)金屬鋅的通用流程為：鋅精礦進(jìn)行脫硫焙燒產(chǎn)出焙砂----焙砂用硫酸浸出產(chǎn)出硫酸鋅溶液----硫酸鋅溶液凈化除雜產(chǎn)出硫酸鋅凈化液----硫酸鋅凈化液電解產(chǎn)出陰極鋅片----陰極鋅片熔融澆鑄得到鋅錠產(chǎn)品。

在濕法生產(chǎn)金屬鋅的工藝中，硫酸鋅溶液的凈化除雜是一個(gè)很重要的過(guò)程，在此過(guò)程中，需要除去的雜質(zhì)元素有銅、鎘、砷、銻、鈷、鎳、錫、鎵、鍺、硒、鈣、鎂、氟、氯等。除去銅、鎘、砷、銻、鈷、鎳、錫、鎵、鍺、硒等元素，主要通過(guò)加入鋅粉進(jìn)行置換，使溶液中的雜質(zhì)元素由離子轉(zhuǎn)變?yōu)閱钨|(zhì)固體或固體化合物，從溶液中析出，以達(dá)到脫除目的；除去鈣、鎂，主要通過(guò)降低法，將溫度較高的溶液進(jìn)行快速降溫，以降低硫酸鈣和硫酸鎂的溶解度，使鈣、鎂分別以硫酸鈣晶體和硫酸鎂晶體形式從溶液中沉淀出來(lái)，以達(dá)到降低鈣、鎂的目的；除去溶液中的氟，主要通過(guò)氟離子與一些金屬子生成溶解度較小的鹽，如氟化鈣、氟化鎂等；除去溶液中的氯離子，主要方法有以下五種：

（1）、氯化銀沉淀法：該方法是利用銀離子與氯離子反應(yīng)，生成溶解度很小且穩(wěn)定性很好的氯化銀沉淀物，該方法具有反應(yīng)速度快、脫氯程度高的優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是生產(chǎn)成本很高，根本無(wú)法在工業(yè)生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。

（2）、氯化亞銅沉淀法：該方法是利用銅離子、銅單質(zhì)與氯離子共同作用，生成溶解度較小、穩(wěn)定性較差的氯化亞銅沉淀物，該方法具有生產(chǎn)成本較低的優(yōu)點(diǎn)，適合處理溶液含氯較高的溶液，其缺點(diǎn)是脫氯程度較差、脫氯產(chǎn)物不穩(wěn)定，且脫氯溶液還需要進(jìn)行除銅，不宜處理含氯較低的溶液。

（3）、針鐵礦共沉淀法：該方法是利用溶液沉鐵過(guò)程中，生成針鐵礦沉淀物時(shí)，部分氯離子置換并替代針鐵礦分子中的氫氧根離子，并與針鐵礦一起，形成共沉淀，該方法具有生產(chǎn)成本較低、產(chǎn)物穩(wěn)定很的優(yōu)點(diǎn)，適合處理含鐵很高且含氯較低的溶液，其缺點(diǎn)是所處理的溶液需要較高的鐵含量，且脫氯效率不高，不宜處理低含鐵量溶液。

（4）、離子樹(shù)脂交換法：該方法是利用強(qiáng)堿性樹(shù)脂或改性強(qiáng)堿性樹(shù)脂上的特定功能團(tuán)結(jié)構(gòu)對(duì)氯離子具有優(yōu)先吸附的特性，當(dāng)溶液流經(jīng)樹(shù)脂時(shí)，溶液中的氯離子吸附到樹(shù)脂上，達(dá)到脫除氯離子的目的。該方法具有生產(chǎn)成本較低、處理能力大的優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是脫氯效率低、鋅金屬損失大、淋洗液處理困難，且排放廢水。

（5）、有機(jī)溶劑萃取法：該方法是利用中性有機(jī)萃取劑上的特定功能團(tuán)結(jié)構(gòu)對(duì)氯化物具有優(yōu)先萃取（絡(luò)合）的特性，在萃取設(shè)備內(nèi)，有機(jī)萃取劑和含氯溶液在攪拌設(shè)施的作用下，相互間高度分散，溶液中的氯化物被萃取（絡(luò)合）到有機(jī)萃取劑分子內(nèi)，達(dá)到脫除氯離子的目的。該方法具有生產(chǎn)成本較低、處理能力大、金屬損失小的優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是脫氯效率低、反萃取液處理困難，且排放廢水。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種硫酸鋅溶液的脫氯方法，能夠低成本、高效率脫去硫酸鋅溶液中的氯離子，使溶液中的氯離子含量達(dá)到生產(chǎn)電解鋅的質(zhì)量要求，且工藝過(guò)程不產(chǎn)出廢液，有效保護(hù)環(huán)境。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的：一種硫酸鋅溶液的脫氯方法，包括如下步驟：

（1）、配酸：含鋅100～150克/升、含氯0.5～5.0克/升的硫酸鋅溶液，配入硫酸，得到硫酸濃度20～75克/升的酸性溶液；

(2)、選擇性電滲析：酸性溶液在常溫、電流密度為50～200A/m²的條件下，在四隔膜電解槽內(nèi)進(jìn)行電解；得到含氯0.1～0.3克/升的低氯溶液和含氯5～20克/升的高氯溶液，低氯溶液用于生產(chǎn)電鋅；

（3）高氯液沉氯：高氯溶液在溫度20～80℃，加入硫酸銅和金屬銅粉，采用常規(guī)的氯化亞銅法沉氯，得到含氯0.4～1.0克/升的沉氯溶液；

（4）沉氯液除銅：沉氯溶液在溫度20～80℃，加入鋅粉置換除銅，產(chǎn)出含氯0.4～1.0克/升的除銅液；除銅液再返回步驟（1）配酸。

本發(fā)明所述的四隔膜電解槽是在一個(gè)主電解槽內(nèi)安裝15～20個(gè)隔膜槽，每個(gè)隔膜槽內(nèi)共安裝了四塊樹(shù)脂膜，一塊為陽(yáng)離子交換膜，一塊為陰離子交換膜，另外兩塊為納濾膜。

本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于：

采用本發(fā)明能夠低成本、高效度脫去硫酸鋅溶液中的氯離子，使溶液的氯離子含量達(dá)到電解液的標(biāo)準(zhǔn)要求，為企業(yè)拓寬原料來(lái)源，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。

在配酸過(guò)程中，由于沒(méi)有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，只是離子在溶液中進(jìn)行擴(kuò)散，設(shè)備簡(jiǎn)潔，操作簡(jiǎn)單。