一种脱除硫酸锌溶液中氯的方法

专利名称：：一种脱除硫酸锌溶液中氯的方法
技术领域：
：本发明涉及一种脱除硫酸锌溶液中氯的方法，属于有色金属冶炼领域。
背景技术：
：在湿法炼锌过程中，氯是一种有害的杂质元素，主要来源于锌精矿、锌烟尘中的氯化物。电解循环液中氯浓度较高(C1—〉0.3g/L)时，腐蚀电解阴、阳极板速度大大加快，增大了能耗，同时降低了电锌质量。因此在硫酸锌溶液送电解之前，必须除去溶液中大部分的氯。目前，一些工厂通常采用预先火法(如多膛炉)焙烧，来脱除锌烟尘中的氯，使大部分氯不进入湿法系统，而当湿法系统硫酸锌溶液中的氯达到一定浓度时，应考虑用净化的方法除去其中的氯。传统的净化除氯的方法有锌粉法除氯、氧化亚铜法除氯、银盐法除氯、铜渣除氯。由于锌粉法生产成本较高，操作较复杂；氧化亚铜法生产成本较高；银盐法银盐较贵，银的再生回收率低；故在实际生产中以采用铜渣脱除湿法炼锌系统硫酸锌溶液中氯的方法为主。铜渣脱氯的化学原理如下要除去溶液中的氯，需要一定数量的单质铜和Cu2+，Cu2+与Cu和氯离子相互作用生成CuCl沉淀，从而除去溶液中的氯。具体化学反应如下Cu2++Cu+2Cl—=2CuClI具体的方法是在硫酸锌溶液中加入硫酸铜(铜离子)和铜渣(含单质铜)，硫酸铜的来源主要是外购或将含铜渣酸化焙烧、水浸得到硫酸铜，前者(指外购硫酸铜)需要增加相对较多的生产成本，后者(指将含铜渣酸化焙烧、水浸得到硫酸铜)除生产成本相对较多外，操作也相对较复杂。
发明内容本发明的目的在于提出一种脱除硫酸锌溶液中氯的方法，它采用铜渣脱氯法，具有生产成本低、操作较简单的优点。本发明的目的是通过以下途径实现的一种脱除硫酸锌溶液中氯的方法，利用cu、Cu2+和cr离子反应产生cuci沉淀，除去硫酸锌溶液中的氯，其特征在于所述的Cu2+由单质铜Cu氧化而得。作为对本发明的进一步改进，所述的单质铜为铜金属或含铜的冶炼副产物。作为对本发明的进一步改进，单质铜Cu氧化成Cu2+的反应是在与硫酸锌溶液混合之前完成。作为对本发明的进一步改进，所述的铜渣为湿法炼锌过程中产生的铜渣。作为对本发明的进一步改进，它的具体步骤为第一步，获得铜离子将铜渣用水浆化成浆液，向浆液中加入氧化剂和硫酸，在搅拌状态下反应，得到含Cu2+、酸溶液和铜渣的混合物；第二步，除氯将含氯的硫酸锌溶液与上述物质混合，搅拌，在自然温度进行反应，得到含C1—(《0.3g/1，这是湿法炼锌硫酸锌溶液中容许的合适的氯离子浓度)、Cu2+的硫酸锌溶液，CuCl沉淀进入渣中；第三步，将硫酸锌溶液和渣的混合物用液固分离设备进行分离(如用压滤机或浓密机，或静置自然分离)。作为对本发明的进一步改进，所述的铜渣用水浆化的液固比为i:iio:i。作为对本发明的进一步改进，所述的硫酸加入量为12800升/m3。作为对本发明的进一步改进，所述的硫酸还可采用电解废酸，加入量为1505000升/m3。作为对本发明的进一步改进，所述的氧化剂为高锰酸钾或二氧化锰，高锰酸钾的加入量为10120kg/t，二氧化锰加入量为1001200kg/t。作为对本发明的进一步改进，所述的第二步中硫酸锌溶液含Cl—的浓度《0.3g/1。本发明的反应原理是利用铜渣作为单质铜，铜渣氧化产生Cu2+作为铜离子，氧化剂为高锰酸钾或二氧化锰，具体反应式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>Cu、Cu2+和Cl—离子反应产生CuCl沉淀除去硫酸锌溶液中的氯，具体反应式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>本发明能将湿法炼锌过程中产生的铜渣进一步利用，先将铜渣中的部分单质铜氧化得到012+离子，无需加入硫酸铜即可得到C^离子，达到同时提供单质铜和Cu2+离子参与除氯反应的效果，这样在除氯过程中就不需要加入硫酸铜，使铜渣得以充分利用，降低了生产成本，简化了操作程序，不增加废渣、废气、废水排放，无环境污染，所消耗的材料为普通材料，且消耗量较少，经济效益显著。图l为本发明的工艺流程图。具体实施例方式下面结合附图详细描述本发明的具体实施方式。本发明利用cu、012+和cr离子反应产生cuci沉淀，除去硫酸锌溶液中的氯，其中Cu2+由单质铜氧化而得；单质铜可为铜金属或含铜的冶炼副产物，而且，单质铜氧化成0:2+的反应是在与硫酸锌溶液混合之前完成；铜的冶炼副产物为湿法炼锌过程中产生的铜渣。本发明采用湿法炼锌过程中产生的铜渣中的铜作为单质铜，氧化剂采用高锰酸钾或二氧化锰。本发明的具体步骤为第一步，获取012+离子将铜渣用水浆化，泵入搅拌槽，再加入氧化剂和硫酸，控制浸出始酸50300g/1，开启搅拌机搅拌，反应18小时，得到含OT550g/1、含酸40200g/l的溶液和铜渣的混合物；第二步，除氯将含氯0.510g/1的硫酸锌溶液泵入搅拌槽，继续搅拌，温度控制在自然温度，反应0.54小时，终酸220g/l，得到含C1—0.l0.3g/l、Cu2+0.l5g/l的硫酸锌溶液，氯进入渣中。第三步，将硫酸锌溶液和渣的混合物用液固分离设备进行分离(如用压滤机或浓密机，或静置自然分离)。本发明的铜渣用水浆化的液固比为1:110:1，硫酸加入量为12800升/m3，硫酸还可用电解废酸代替，它的加入量为1505000升/m3，氧化剂可采用高锰酸钾或二氧化锰，加入量分别为10120kg/t和1001200kg/t。本发明所采用的铜渣的化学成分Cu1570%，其它成分可以是Cd0.5~15%、Znl20%、Pb2%15%、Fe0.11%，还有少量的As、Sb、Ge、Au、Ag、Bi、Ni、Si02、Co、Mn等;硫酸锌溶液的化学成分CI0.510g/l、Zn50200g/l、Cu0.l2g/l、Fe0.015g/l、Cd0.22g/l，还有Mn、As、Sb、Ge、Ni、Si02、Co等。下面介绍几种具体实施例。实施例l:硫酸锌溶液的化学成分CI1.lg/l、Zn140g/l、Cu0.3g/l、Fe0.02g/l、Cd0.8g/l，生产工艺条件见表l:表l:脱除硫酸锌溶液中氯的工艺条件<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>浸出铜渣、硫酸锌溶液除氯结果铜渣浸出液含Cu2+5.8g/l、含酸110g/l，除氯后的硫酸锌溶液化学成分:CI0.22g/l、Znl32g/1、Cu2.lg/l、Fe0.02g/1、Cdl.42g/1。除氯渣化学成分CI3.2%、Cu34.2%。实施例2:硫酸锌溶液的化学成分ci1.36g/l、Zn130g/l、Cu0.2g/l、Fe0.025g/l、Cd0.7g/l，生产工艺条件见表2:表2:脱除硫酸锌溶液中氯的工艺条件<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>浸出铜渣、硫酸锌溶液除氯结果铜渣浸出液含Cu2+7.2g/l、含酸90g/1，除氯后的硫酸锌溶液化学成分C10.24g/1、Znl24g/1、Cu3.lg/1、Fe0.23g/1、Cdl.56g/1。除氯渣化学成分Cl3.2%、Cu34.2%。权利要求1、一种脱除硫酸锌溶液中氯的方法，利用Cu、Cu2+和Cl-离子反应产生CuCl沉淀，除去硫酸锌溶液中的氯，其特征在于所述的Cu2+由单质铜Cu氧化而得。2、根据权利要求l所述的一种脱除硫酸锌溶液中氯的方法，其特征在于所述的单质铜为铜金属或含铜的冶炼副产物。3、根据权利要求2所述的一种脱除硫酸锌溶液中氯的方法，其特征在于单质铜Cu氧化成012+的反应是在与硫酸锌溶液混合之前完成。4、根据权利要求3所述的一种脱除硫酸锌溶液中氯的方法，其特征在于所述的铜渣为湿法炼锌过程中产生的铜渣。5、根据权利要求4所述的一种脱除硫酸锌溶液中氯的方法，其特征在于它的具体步骤为第一步，获得铜离子将铜渣用水浆化成浆液，向浆液中加入氧化剂和硫酸，在搅拌状态下反应，得到含Cu2+、酸溶液和铜渣的混合物；第二步，除氯将含氯的硫酸锌溶液与上述物质混合，搅拌，在自然温度进行反应，得到含cr、CU2+的硫酸锌溶液，CUC1沉淀进入渣中；第三步，将硫酸锌溶液和渣的混合物用液固分离设备进行分离。6、根据权利要求5所述的一种脱除硫酸锌溶液中氯的方法，其特征在于所述的铜渣用水浆化的液固比为i:iio:i。7、根据权利要求5所述的一种脱除硫酸锌溶液中氯的方法，其特征在于所述的硫酸加入量为12800升/m3。8、根据权利要求7所述的一种脱除硫酸锌溶液中氯的方法，其特征在于所述的硫酸还可采用电解废酸，加入量为1505000升/m3。9、根据权利要求8所述的一种脱除硫酸锌溶液中氯的方法，其特征在于所述的氧化剂为高锰酸钾或二氧化锰，高锰酸钾的加入量为10120kg/t，二氧化锰加入量为1001200kg/t。10、根据权利要求5所述的一种脱除硫酸锌溶液中氯的方法，其特征在于所述的第二步中硫酸锌溶液含Cr的浓度《0.3g/1。全文摘要一种脱除硫酸锌溶液中氯的方法，属于有色金属冶炼。本发明利用铜渣中含有的单质铜、铜渣氧化产生的Cu²⁺和溶液中的氯离子反应产生难溶的CuCl沉淀，除去硫酸锌溶液中的氯。本发明能将湿法炼锌过程中产生的铜渣进一步利用，先将铜渣中的部分单质铜氧化得到Cu²⁺离子，无需加入硫酸铜即可得到Cu²⁺离子，达到同时提供单质铜和Cu²⁺离子参与除氯反应的效果，这样在除氯过程中就不需要加入硫酸铜，使铜渣得以充分利用，降低了生产成本，简化了操作程序，不增加废渣、废气、废水排放，无环境污染，所消耗的材料为普通材料，且消耗量较少，经济效益显著。文档编号C01G9/00GK101113015SQ20071003535公开日2008年1月30日申请日期2007年7月13日优先权日2007年7月13日发明者刘朗明,肖功明,虢振强,陈雪云,魏文武申请人:株洲冶炼集团股份有限公司