[发明专利]一种铜渣循环脱除硫酸锌溶液中氯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铜渣循环脱除硫酸锌溶液中氯的方法。

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(Cl^-＞0.3g/l)时，腐蚀电解阴、阳极板的速度大大加快，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出去其中的氯。

已有的净化除氯法有：锌粉法除氯、中国专利CN101285119所述氧化亚铜法除氯、银盐法除氯、中国专利CN101113015所述的铜渣除氯等。由于银盐较贵，银的再生回收率低，故在生产实际中银盐法除氯未见报道。

锌粉法除氯、氧化亚铜法除氯、铜渣除氯的基本化学原理如下：要除去溶液中的氯，需要一定数量的亚铜和氯离子相互生成CuCl沉淀，从而除去溶液中的氯。具体化学反应如下：

Zn+2Cu²⁺+Cl＝2CuCl+Zn²⁺

Cu₂O+2Cl^-+2H⁺＝2CuCl↓+H₂O

Cu²⁺+Cu+2Cl＝2CuCl↓

中国专利CN101113015铜渣除氯的具体方法是：在硫酸锌溶液中加入硫酸铜(铜离子)和铜渣(含单质铜)，硫酸铜的主要来源是外购或将铜渣酸化焙烧、水浸得到硫酸铜，前者(指外购硫酸铜)需要增加相对较多成本，后者(指将将铜渣酸化焙烧、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，铜渣来源发生变化时工艺过程难以控制，脱氯效果难以保证。

发明内容

本发明的目的在于提出一种铜渣循环脱除硫酸锌溶液中氯的方法，它采用氯化亚铜脱氯法，使其具有生产成本低、操作较简单、工艺过程易控制、脱氯效果好的优点。

本发明所提出的这种铜渣循环脱除硫酸锌溶液中氯的方法，其特征在于它有如下步骤：

(1)将铜离子、锌粉、硫酸锌溶液加入到连续反应槽中，在搅拌状态下反应，得到含Cl^-≤0.3g/l的硫酸锌溶液，反应生成的CuCl沉淀进入渣中；

(2)将硫酸锌溶液和渣的混合物进行液固分离，得脱氯硫酸锌溶液和铜渣；

(3)分离出的铜渣用碱洗涤除去氯离子；

(4)碱洗后的铜渣返回到连续反应槽中循环反应。

第(1)步中的铜离子来自硫酸铜、氧化铜、或返回的铜渣。反应温度为0-100℃。

所述的锌粉为金属锌的粉体，可以是纯的金属锌粉体或金属锌与其他金属的合金粉体。

第(2)的固液分离用压滤机、浓密机，或静置自然分离。

第(3)步的碱洗，先加水将渣调成矿浆，液固比为1∶1～10∶1，然后再加入N_aOH或Na₂CO₃。N_aOH或Na₂CO₃加入量为10～80kg/m³(水)。

第(1)步中的铜离子不充足时，适时添加一定的硫酸铜作为补充。

本发明的反应原理是：

利用锌粉做还原剂，与硫酸锌溶液中的铜离子反应，产生CuCl沉淀。产生的CuCl用碱洗脱Cl^-产生Cu₂O，Cu₂O再与溶液中的Cl^-反应产生CuCl沉淀。

具体反应如下：

2Cu₂⁺+Zn+2Cl＝2CuCl↓+Zn²⁺

2CuCl+2OH^-＝2Cu₂O+H₂O+2Cl^-

Cu₂O+2Cl^-+2H⁺＝2CuCl+H₂O