湿法锌冶炼中硫酸锌溶液的离子交换脱氯系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种湿法锌冶炼中硫酸锌溶液的离子交换脱氯系统。
【背景技术】
[0002]在湿法炼锌系统中，只要有氯的存在就会严重地腐蚀设备，造成电解阳极板使用周期缩短，电解烧板，生产不能正常，导致企业经济效益直接下降。本申请人单位自成立以来，以次氧化锌为原料，采用碱洗除氟氯工艺，一直存在体积异常膨胀，液体中氟氯离子浓度超标，极板严重损耗。近年来，随着低品位氧化锌矿、次氧化锌废渣直接冶炼技术的推广及锌粉的直接使用，杂质元素氯的浸出和积累就在所难免。目前，大部分湿法锌冶炼生产厂家溶液中氯的浸出在100—3000mg/L，最高的达5000mg/L。直接影响有:一是极板使用周期缩短，消耗明显增加，二是析出锌中含铅量增加，产品质量明显下降；三是极板利用率低，生产成本明显增多，经济效益减少。
[0003]如何除去锌液中存在的氯离子，是湿法炼锌行业面临的一大难题。现有的技术方案，大多数湿法炼锌除氯主要开展碱洗，使氯进入碱洗液，使水溶锌与碱反应:ZnCoH2、ZnCl2+2NaOH = ZnCoH2+2NaCl。在采用碱洗过程中，由于碱渣为块状，进渣时，渣表面为先发生酸碱中和反应，产生大量的反应热，反而会把部分碱渣包裹起来，形成坚硬颗粒，阻碍反应。其缺点有:一是水洗除氯清洗不干净，氯离子约60%仍然存在在锌液中，导致电解烧板；二是需要大量用水进行清洗，水量增加，造成生产成本增加；三是水中氯离子未除干净，造成水体环境污染严重。
[0004]离子交换树脂的应用，是近年来国内外炼锌工业的一个重点研宄课题，是锌工业现代化的重要标志。采用树脂的可交换基团与电积液中的氯离子发生置换反应，使溶液中的氯离子吸附在树脂上，而树脂相应的离子交换进入溶液中，反应式[R]S04+2C1_= [R]C12+S042'
[0005]然而，本领域中对于除去湿法冶炼工艺中硫酸锌溶液中的氯的改进系统仍存在着需求。
【实用新型内容】
[0006]本申请的发明人经过长期反复科学试验和开发，研宄出一套硫酸锌溶液的离子交换脱氯系统，用离子交换除氯法，使生产过程中氯离子大幅降低，极块使用率极大提高，生产成本降低，经济效益明显提高，同时，实现资源的综合利用，经实践反复证明，其处理后的合格液Cr的含量能从18000mg/L降到200mg/L，由于过程中不需要大量水，环境效益明显，经济效益明显提高。
[0007]本实用新型的技术方案如下所述:
[0008]一种湿法锌冶炼中硫酸锌溶液的离子交换脱氯系统，其特征在于，储存硫酸锌溶液的硫酸锌储池通过第一个泵连接离子交换柱，解吸剂储池也通过管道与离子交换柱连接，离子交换柱进一步通过管道连接中转池，中转池经由第二个泵分别连接于电解循环池和中和槽，中和槽经由第三个泵连接于压滤机，压滤机的滤液出口连接于沉淀池。
[0009]进一步，中和槽连接有中和剂加料装置。
[0010]进一步，压滤机的滤渣出口连接污泥池。
[0011]在上述系统中，浸出后的硫酸锌溶液(新液)按一定的流速0.25-0.3米/秒进入离子交换柱，溶液中Cl—的被树脂中的SO42-交换而进入树脂中，从而达到锌液除氯的目的，交换后的硫酸锌溶液进入电解循环池，经电解后返回浸出过程。树脂经一段时间的吸附达到饱和状态，吸咐饱和的树脂，按一定流速0.25-0.3米/秒通入解吸剂，树脂经过一段时间解吸后，使树脂吸咐的Cl—离子被SO 42—交换出来，解吸液含Cl —离子浓度较高，进入废水处理装置，解吸再生后的树脂(离子交换柱)进入下一工作周期。
[0012]离子交换吸附过程:硫酸锌溶液控制一定流量10-15立方/小时进入离子交换柱进行交换，交换后的溶液进入储池。在进行离子交换时，控制溶液的流速，当溶液中Cl—浓度达到控制指标时，树脂吸附过程停止，开始树脂解吸过程。
[0013]离子交换解吸过程:解吸剂为硫酸(H2SO4)和水配制的溶液，解吸剂的配制在储池中进行。解吸剂储池中的解吸剂按一定流量10-15立方/小时进行吸附饱和了的离子交换柱内，测定解吸液中的Cl—浓度直到树脂解吸符合工艺要求，解吸液进废水处理装置。
[0014]离子交换废水处理:废水流入中和槽中搅拌加入石灰、硫化钠等调节pH值，当pH值达到控制要求，经过压滤机压滤，废渣进废渣堆放场，滤液直流入沉淀池，进一步使重金属充分沉淀，上清液可以达标排放。
[0015]1、硫酸锌储池的硫酸锌溶液通过陶瓷泵送入离子交换柱，硫酸锌溶液中Cl—的被树脂中的S042_交换而进入树脂中，从而达到锌液除氯的目的:树脂经8-10小时的吸附达到饱和状态，吸咐饱和的树脂，交换后的硫酸锌溶液进入中转池通过泵送入电解循环池。
[0016]2、吸咐饱和的树脂通过加入硫酸和水制成的解吸剂，树脂经过4-6小时时间解吸后，使树脂吸咐的Cr离子被SO42_交换出来，解吸再生后的树脂(离子交换柱)进入下一工作周期。
[0017]3、解吸液含Cl-离子浓度较高，再进入加有石灰乳、氯化钠的中和槽进行中和，然后由泵送入压滤机压滤，压滤出一部分是污泥，一部分是滤液再进入沉淀池沉淀合格后排放。
[0018]本实用新型的优点:
[0019]①可以取消碱性工艺流程，大量节约蒸气、水、及原材料，降低生产成本；
[0020]②从进料操作方式上，更加简便，减少了进碱渣的繁锁；
[0021]③从进料速度上，更加迅速，从而可以充分利用反应热，减少补充蒸汽量；
[0022]④从中性浸出的反应机理上，反应效果更好；在采用碱洗过程中，由于碱渣为块状，进渣时，渣表面为先发生酸碱中和反应，产生大量的反应热，反而会把部分碱渣包裹起来，形成坚硬颗粒，阻碍反应。
[0023]⑤从中性浸出液的质量上，液体相对纯净。由于碱渣中夹有大量的碱液，在浸出时，会生成硫酸钠，增加液体的粘度，影响中浸操作。
[0024]⑥从系统平衡上，更加容易控制体积平衡。既可以减少碱渣带水影响，又可调配更多的洗渣水，洗渣水多有利于回收沉矾渣和铅泥中的锌，减少出现系统体积膨胀。
[0025]⑦环保和节能效益明显。离子交换过程中废水的特点是杂质含量少，呈酸性。水溶性杂质主要是树脂夹的Zn2+，解吸出来的C1_、S042_和F，废水处理采用石灰絮凝中和处理技术，使废水中的重金属沉淀下来，废液清亮，无色，各有害物质全部降低，废水达标排放，实现环保和节能双丰收。
【附图说明】
[0026]图1为本实用新型的湿法锌冶炼中硫酸锌溶液的离子交换脱氯系统。
【具体实施方式】
[0027]以下通过附图来具体说明本实用新型。
[0028]如图1所示，公开了一种湿法锌冶炼中硫酸锌溶液的离子交换脱氯系统，其中，储存硫酸锌溶液的硫酸锌储池I通过第一个泵2连接离子交换柱3，解吸剂储池4也通过管道与离子交换柱3连接，离子交换柱3进一步通过管道连接中转池5，中转池5经由第二个泵6分别连接于电解循环池7和中和槽8，中和槽8经由第三个泵9连接于压滤机10，压滤机10的滤液出口连接于沉淀池11。
[0029]浸出后的硫酸锌溶液(新液)从硫酸锌储池I中通过第一个泵2(陶瓷泵)按
0.25-0.3米/秒流速进入离子交换柱3，溶液中Cl—的被树脂中的SO 42—交换而进入树脂中，从而达到锌液除氯的目的，交换后的硫酸锌溶液进入中转池5，通过第二个泵6送入电解循环池7，经电解后返回浸出过程。树脂经8-10小时时间的吸附达到饱和状态，吸咐饱和的树脂，按0.25-0.3米/秒流速从解吸剂储池4通入解吸剂，树脂经过4-6小时时间解吸后，使树脂吸咐的Cl—离子被SO 42—交换出来，解吸液含Cl -离子浓度较高，进入中转池5，通过第二个泵6送入中和槽8，在中和槽8中加入中和剂，中和之后通过第三个泵9送入压滤机10中，压滤机10的滤渣出口连接污泥池(图中未示出)，压滤机10的滤液出口连接沉淀池11，在沉淀池11中沉淀之后废水可达标排放。解吸再生后的树脂(离子交换柱)进入下一工作周期。
【主权项】
1.一种湿法锌冶炼中硫酸锌溶液的离子交换脱氯系统，其特征在于，储存硫酸锌溶液的硫酸锌储池通过第一个泵连接离子交换柱，解吸剂储池也通过管道与离子交换柱连接，离子交换柱进一步通过管道连接中转池，中转池经由第二个泵分别连接于电解循环池和中和槽，中和槽经由第三个泵连接于压滤机，压滤机的滤液出口连接于沉淀池。
2.根据权利要求1所述的离子交换脱氯系统，其特征在于，中和槽连接有中和剂加料目.ο
3.根据权利要求1或2所述的离子交换脱氯系统，其特征在于，压滤机的滤渣出口连接污泥池。
【专利摘要】一种湿法锌冶炼中硫酸锌溶液的离子交换脱氯系统，其特征在于，储存硫酸锌溶液的硫酸锌储池通过第一个泵连接离子交换柱，解吸剂储池也通过管道与离子交换柱连接，离子交换柱进一步通过管道连接中转池，中转池经由第二个泵分别连接于电解循环池和中和槽，中和槽经由第三个泵连接于压滤机，压滤机的滤液出口连接于沉淀池。
【IPC分类】C22B19-00, C22B3-02, C22B3-42
【公开号】CN204529926
【申请号】CN201520230540
【发明人】周开金
【申请人】湖南鑫海环保科技有限公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年4月16日