專利名稱：一種亞銅鹽循環(huán)脫除硫酸鋅液雜質(zhì)氯的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種亞銅鹽脫除硫酸鋅溶液中氯離子的工藝方法，特別是一種亞銅鹽循環(huán)脫除硫酸鋅液雜質(zhì)氯 的方法。
背景技術：
煙化還原揮發(fā)處理含鋅固廢物，如含鐵塵泥、煉鉛爐渣等，而產(chǎn)出含鋅煙塵，通常也作為濕法煉鋅的原料。含鋅煙塵中的氯在浸出時，基本上全部進入硫酸鋅溶液。硫酸鋅溶液中含氯離子一般為2. 0 20. Og/L，難以滿足電解作業(yè)對硫酸鋅溶液的要求，必須設法脫除。硫酸鋅溶液中脫氯方法有氯化銀沉淀法、銅渣除氯法、離子交換除氯法、溶劑萃取法。氯化銀沉淀法加工成本過高，銅渣除氯法脫氯效率不高，離子交換除氯法適用范圍偏小，溶劑萃取法難以規(guī)?；鳂I(yè)，這些脫氯方法皆因自身工藝缺陷、技術經(jīng)濟條件等原因難以適應大范圍氯含量硫酸鋅溶液的處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對大范圍氯含量硫酸鋅溶液現(xiàn)有脫氯技術的工藝缺陷及不足，提出一種亞銅鹽循環(huán)脫除硫酸鋅液雜質(zhì)氯的方法，該方法能高效、經(jīng)濟地脫除硫酸鋅溶液中的有害雜質(zhì)氯離子，特別是高含量氯離子，將其富集氯于工業(yè)鹽水中，綜合利用，并且工藝過程安全、清潔，無“三廢”產(chǎn)生，以解決現(xiàn)有技術的不足。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的
一種亞銅鹽循環(huán)脫除硫酸鋅液雜質(zhì)氯的方法，其特征在于它由如下步驟組成
(1)將硫酸銅溶解于含氯硫酸鋅溶液中，控制銅、氯質(zhì)量比為I.8 2. 5，加硫酸調(diào)節(jié)pH值I. 0 2. 5，在溶液溫度40 70°C下，連續(xù)加入金屬鋅粉，控制金屬鋅粉總量為硫酸鋅溶液中氯離子質(zhì)量的0. 9 I. 3倍，攪拌反應，礦漿液固分離，產(chǎn)出脫氯液及脫氯渣；
(2)用工業(yè)鹽水浸出步驟(I)脫氯渣，控制液固比(液體體積與固體重量之比，單位為L/Kg或M3/T，下同)為(5 10) :1，溫度50 90°C，用硫酸調(diào)節(jié)pH值1.0 2. 5，攪拌反應，液固分離，產(chǎn)出亞銅液及海綿銅；
(3)對步驟(2)亞銅液，用質(zhì)量濃度50%的液堿(NaOH)中和，控制溫度40 80°C，時間
0.5 I. 5h，終點pH8. 0 12. 0，攪拌反應，礦漿液固分離，產(chǎn)出合成殘液及亞銅鹽；
(4)對步驟(3)的合成殘液加入新水、洗水或氯化鈉調(diào)節(jié)氯離子濃度為150g/L，混合均勻，產(chǎn)出混合液，返回步驟(2)；
(5)將步驟(2)亞銅鹽溶解于含氯硫酸鋅溶液中，控制銅、氯質(zhì)量比為I.8 2. 5，加硫酸調(diào)節(jié)PH值I. 0 2. 5，溶液溫度為40 70°C時，攪拌反應，液固分離，產(chǎn)出脫氯液及脫氯渣；
(6 )重復步驟(2 )至步驟(5 )，如循環(huán)亞銅鹽數(shù)量不足時，補做步驟(I)。第(I)步攪拌反應的時間為05-lh。
第(2)步的攪拌時間為I. 5_3h，海綿銅外銷或供作工業(yè)硫酸銅原料。第(3)步的攪拌時間為0.5h。第(3)步的混合液大部分返回步驟(2)，少部分供提取工業(yè)級鹽。第(5)步的攪拌時間為0. 5-lh。上述第(I)步中主要化學反應有
CuSO4 + Zn + ZnCl2 = ZnSO4 + Cu2Cl2 ICuSO4 + Zn = ZnSO4 + Cu I
第(2)步中主要化學反應如下
Cu2Cl2 + 4NaCl = 2Na2 [CuCl3]
第(3)步主要反應如下
3Na2 [CuCl3] + 3 NaOH = CuOH . Cu2O + 9NaCl + H2O第(5)步主要化學反應如下
2Cu0H. Cu2O + 3ZnCl2 + 3H2S04 = 3ZnS04 + 3Cu2C12 丨 + 4H20本發(fā)明的過程大致可以概括為采用工業(yè)硫酸銅、電爐鋅粉在含氯硫酸鋅溶液中反應生成脫氯渣，即氯化亞銅(Cu2Cl2);脫氯渣用工業(yè)鹽水浸出，分離海綿銅而產(chǎn)出亞銅液(Na2[CuCl3]),用液堿(NaOH)中和而合成原始亞銅鹽(Cu2O . CuOH);亞銅鹽再加入含氯硫酸鋅溶液中反應生成脫氯渣，重復循環(huán)。適時添加硫酸銅，保持循環(huán)中所需的亞銅鹽量。本發(fā)明的特點在于采用活性亞銅鹽脫除硫酸鋅溶液中的氯，操作容易，脫氯效率高；產(chǎn)出脫氯渣采用工業(yè)鹽浸出，使氯富集于高濃度工業(yè)鹽溶液中，利于綜合利用，同時脫除脫氯渣中的雜質(zhì)(如海綿銅等)，防止循環(huán)使用過程中的雜質(zhì)累積；工業(yè)鹽浸出液(即亞銅液)采用液堿中和合成，產(chǎn)物亞銅鹽的有效成分高，雜質(zhì)少，利于從硫酸鋅液中高效脫氯。本發(fā)明的優(yōu)點體現(xiàn)為(I)適應范圍廣，對含氯I. 0 20. Og/L的硫酸鋅溶液均具有較好的脫氯率；(2)循環(huán)體系具有自凈化功能，脫氯渣在再生循環(huán)過程中能自動將雜質(zhì)及無效物質(zhì)排出體系外；(3)氯富集于高濃度工業(yè)鹽溶液中，易于提取氯化鈉或作其它用途。


圖I為本發(fā)明的原則工藝流程圖。
具體實施例方式實施例I
工藝過程如附圖所示。脫氯取硫酸鋅液IOOOOmL,成分為(g/L) :Zn2+126.4 Cl — 13. 78、 pH5. 3，置于反應槽中，開啟攪拌器，升溫至45°C，加1100. Og工業(yè)硫酸銅，溶解完全，用濃硫酸調(diào)節(jié) 112.0 2.5，連續(xù)加鋅粉150.(^，反應0.511，過濾。所得濾液成分(g/L):Zn2+ 124.4、C1 —
0.21、pH2. 3，脫氯率 98. 30%o鹽浸取上述脫氯所得的脫氯渣，成分為(％):Zn3. 51、Cu60. 79、C126. 75，余量為其他，置于反應槽中，加入含Cl_150g/L的工業(yè)鹽溶液，開動攪拌器，加溫至70°C，用硫酸調(diào)節(jié)pH2. 0 2. 5，充分反應I. 5 h，過濾得鹽浸液和浸出渣。浸出渣(Cu29. 3% ,H2O 23. 5%)，銅浸出率98. 3%。合成取上述鹽浸所得的鹽浸液，成分為(%) =Zn2+ 0. 77、Cl — 160. 6、Cu2+75. 5、pH2. 2，置于反應槽中，開啟攪拌器，升溫至40°C，加50%液堿(NaOH)中和至pHll. 0，充分攪拌反應 0. 5h，過濾得合成殘液，成分為(g/L) Zn2+O. 17、Cl — 163. 6、Cu2+O. 0002、pH 11. 2，銅回收率99. 99%o循環(huán)脫氯取上述合成所得的亞銅鹽，成分為(％) ZnO. 51 Cu83. 79、Cll. 35，力口入成分為(g/L):Zn2+126. 4、C1 —13. 78、pH5. 3的硫酸鋅液中，開啟攪拌器，升溫至45°C，用濃硫酸調(diào)節(jié)pH2. 0 2. 5，反應0. 5h，過濾得濾液，成分為(g/L) Zn2+125. I、Cl — 0. 19、pH2. O。脫氯率98. 50%。實施例2
工藝過程如附圖所示。脫氯取硫酸鋅液IOOOOmL,成分為(g/L) Zn2+132. 4、Cl — I. 78、pH5. 3，置于反應槽中，開啟攪拌器，升溫至45°C，加1100. Og工業(yè)硫酸銅，溶解完全，用濃硫酸調(diào)節(jié)pH2. 0
2.5，加金屬鋅粉150. Og,過程中保持pH，反應0. 5h，過濾得濾液，成分為(g/L):Zn2+ 129. 4、Cl —0. 31、pH2. 2，脫氯率 81. 50%o鹽浸取上述脫氯所得的脫氯渣，成分為(％):Zn2. 51、Cu58. 89、C1 25. 75，余量為其他，置于反應槽中，加入含Cl — 150g/L的工業(yè)鹽溶液，開動攪拌器，加溫至70°C，用硫酸調(diào)節(jié)pH2. 0 2. 5，反應I. 5h，過濾得浸出渣，成分為(％):Cu28. 3,H2O 25. 5，銅浸出率98. 3%。合成取上述鹽浸所得的鹽浸液，成分(g/L) :Zn2+0. 64、Cl —158.6、Cu2+ 71.5、pH2. 2，置于反應槽中，開啟攪拌器，升溫至40°C，加50%液堿(NaOH)中和至pHll. 0，攪拌反應 0.5 小時。過濾 得合成殘液，成分為(g/L) :Zn2+ 0.21、Cl —156. 6、Cu2+O. 0002、pH 11.2，銅回收率99. 99%o循環(huán)脫氯取上述合成所得的亞銅鹽，成分為(％):ZnO. 56、Cu82. 75,Cl I. 15，加入硫酸鋅液，液成分為(g/L):Zn2+132. 4X1 — I. 78、pH5. 3，開啟攪拌器，升溫至45°C，用濃硫酸調(diào)節(jié) pH2. 0 2. 5，反應 0. 5h。過濾得濾液，成分為(g/L) Zn2+130. I、Cl —0. 33、pH2. 0，脫氯率 80. 80%o
權(quán)利要求
1.一種亞銅鹽循環(huán)脫除硫酸鋅液雜質(zhì)氯的方法，其特征在于它由如下步驟組成 (1)將硫酸銅溶解于含氯硫酸鋅溶液中，控制銅、氯質(zhì)量比為I.8 2. 5，加硫酸調(diào)節(jié)pH值I. O 2. 5，在溶液溫度40 70°C下，連續(xù)加入金屬鋅粉，控制金屬鋅粉總量為硫酸鋅溶液中氯離子質(zhì)量的0. 9 I. 3倍，攪拌反應，礦漿液固分離，產(chǎn)出脫氯液及脫氯渣； (2)用工業(yè)鹽水浸出步驟(I)脫氯渣，控制液固比為(5 10):I，溫度50 90°C，用硫酸調(diào)節(jié)PH值I. 0 2. 5，攪拌反應，液固分離，產(chǎn)出亞銅液及海綿銅； (3)對步驟(2)亞銅液，用質(zhì)量濃度50%的液堿(NaOH)中和，控制溫度40 80°C，時間0.5 I. 5h，終點pH8. 0 12. 0，攪拌反應，礦漿液固分離，產(chǎn)出合成殘液及亞銅鹽； (4)對步驟(3)的合成殘液加入新水、洗水或氯化鈉調(diào)節(jié)氯離子濃度為150g/L，混合均勻，產(chǎn)出混合液，返回步驟(2)； (5)將步驟(2)的亞銅鹽溶解于含氯硫酸鋅溶液中，控制銅、氯質(zhì)量比為I.8 2. 5，加硫酸調(diào)節(jié)PH值I. 0 2. 5，溶液溫度為40 70°C時，攪拌反應，液固分離，產(chǎn)出脫氯液及脫氯渣； (6 )重復步驟(2 )至步驟(5 )，如循環(huán)亞銅鹽數(shù)量不足時，補做步驟(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述亞銅鹽循環(huán)脫除硫酸鋅液雜質(zhì)氯的方法，其特征在于第(I)步攪拌反應的時間為05-lh。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述亞銅鹽循環(huán)脫除硫酸鋅液雜質(zhì)氯的方法，其特征在于第(2)步的攪拌時間為I. 5-3h，海綿銅外銷或供作工業(yè)硫酸銅原料。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述亞銅鹽循環(huán)脫除硫酸鋅液雜質(zhì)氯的方法，其特征在于第(3)步的攪拌時間為0. 5h。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述亞銅鹽循環(huán)脫除硫酸鋅液雜質(zhì)氯的方法，其特征在于第(3)步的混合液大部分返回步驟(2)，少部分供提取工業(yè)級鹽。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述亞銅鹽循環(huán)脫除硫酸鋅液雜質(zhì)氯的方法，其特征在于第(5)步的攪拌時間為0. 5-lh。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種亞銅鹽循環(huán)脫除硫酸鋅液雜質(zhì)氯的方法，其步驟是采用工業(yè)硫酸銅、電爐鋅粉在含氯硫酸鋅溶液中反應生成脫氯渣，即氯化亞銅Cu2Cl2；脫氯渣用工業(yè)鹽水浸出，分離海綿銅而產(chǎn)出亞銅液Na2[CuCl3]，用液堿NaOH中和而合成原始亞銅鹽Cu2O.CuOH；亞銅鹽再加入含氯硫酸鋅溶液中反應生成脫氯渣，重復循環(huán)。本發(fā)明的特點在于采用活性亞銅鹽脫除硫酸鋅溶液中的氯，操作容易，脫氯效率高；產(chǎn)出脫氯渣采用工業(yè)鹽浸出，使氯富集于高濃度工業(yè)鹽溶液中，利于綜合利用，同時脫除脫氯渣中的雜質(zhì)，防止循環(huán)使用過程中的雜質(zhì)累積；工業(yè)鹽浸出液采用液堿中和合成，產(chǎn)物亞銅鹽的有效成分高，雜質(zhì)少，利于從硫酸鋅液中高效脫氯,對含氯1.0～20.0g/L的硫酸鋅溶液脫氯率達80-99%。
文檔編號C22B15/00GK102732725SQ20121023102
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月5日
發(fā)明者張吉和, 王樹楷 申請人:紅河鋅聯(lián)科技發(fā)展有限公司