[发明专利]一种制备硫酸锌溶液脱氯剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及有色金属冶炼领域，特别是一种制备硫酸锌溶液脱氯剂的方法。

背景技术

在湿法锌冶炼过程中，硫酸锌溶液中的铜、镉、砷、锑、钴、镍、氟、氯等杂质，需要经过脱除后，才能进入电解工序生产阴极锌片。

当溶液中的阳离子杂质铜、镉、砷、锑、钴、镍较高时，会引发电解过程中的锌片返溶和烧板。脱除硫酸锌溶液中的铜、镉、砷、锑、钴、镍等杂质，最成熟的工艺是锌粉置换法，该方法是利用锌粉中锌的金属活性均高于铜、镉、砷、锑、钴、镍的金属活性，在硫酸锌溶液中加入锌粉时，锌粉中的金属锌能够将溶液中的铜、镉、砷、锑、钴、镍离子进行置换，使铜、镉、砷、锑、钴、镍以金属或金属化合物形式从溶液中析出，从而达到溶液脱杂的目的。

当溶液中的氟离子杂质较高时，会严重腐蚀阴极板，造成锌片难剥离。脱除溶液中的氟离子，有钙盐沉淀法、针铁矿共沉淀法、特质活性氧化铝吸附法、硅胶吸附法、离子树脂交换法、有机高分子吸附法、稀土试剂吸附法等。

当溶液中的氯离子杂质较高时，会严重腐蚀阳极板，造成锌片铅含量超标，且降低电流效率。脱除溶液中的氯，有银离子沉淀法、亚铜离子沉淀法、针铁矿共沉淀法、阴离子树脂交换法、有机溶剂萃取法。

银离子沉淀法，利用银离子与氯离子反应，生成溶解度很小且稳定性很好的氯化银沉淀物，该方法具有反应速度快、脱氯程度高的优点，其缺点是生产成本很高，根本无法在工业生产中推广应用。亚铜离子沉淀法，利用+2价铜离子、0价铜单质与氯离子共同作用，生成溶解度较小、稳定性较差的氯化亚铜沉淀物，该方法具有生产成本较低的优点，适合处理溶液含氯较高的溶液，其缺点是脱氯程度较差、脱氯产物不稳定，且脱氯溶液还需要进行除铜，不宜处理含氯较低的溶液。针铁矿共沉淀法，利用溶液沉铁过程中，生成针铁矿沉淀物时，部分氯离子置换并替代针铁矿分子中的氢氧根离子，并与针铁矿一起，形成共沉淀，该方法具有生产成本较低、产物稳定的优点，适合处理含铁高且含氯较低的溶液，其缺点是所处理的溶液需要较高的铁含量，且脱氯效率不高，不宜处理低含铁量溶液。阴离子树脂交换法，该方法是利用强碱性树脂或改性强碱性树脂上的特定功能团结构对氯离子具有优先吸附的特性，当溶液流经树脂时，溶液中的氯离子吸附到树脂上，达到脱除氯离子的目的，该方法具有生产成本较低、处理能力大的优点，其缺点是脱氯效率低、锌金属损失大、淋洗液处理困难，且排放废水。有机溶剂萃取法，利用中性有机萃取剂上的特定功能团结构对氯化物具有优先萃取（络合）的特性，在萃取设备内，有机萃取剂和含氯溶液在搅拌设施的作用下，相互间高度分散，溶液中的氯化物被萃取（络合）到有机萃取剂分子内，达到脱除氯离子的目的，该方法具有生产成本较低、处理能力大、金属损失小的优点，其缺点是脱氯效率低、反萃取液处理困难，且排放废水。

由于氯离子在溶液中具有很好的可溶性和稳定性，只与银离子、亚铜离子、亚汞离子等极少数的阳离子生成沉淀物，银离子价格昂贵、亚汞离子毒性大，因此，亚铜离子成了相对较为实用的阳离子脱氯剂。在工业生产应用时，亚铜离子通过+2价的铜离子与0价的金属铜反应而得，0价的金属铜直接用锌液净化过程中产出的铜渣替代，+2价的铜离子，由铜渣经过焙烧酸溶解得到硫酸铜溶液，由于+2价的铜离子和0价的金属铜都来源于铜渣，因此，该方法也称铜渣脱氯法，其反应为两个过程，过程的反应方程式为Cu+Cu²⁺=2Cu⁺，2Cu⁺+2Cl^-=Cu₂Cl₂，总反应方程式为Cu+Cu²⁺+2Cl^-=Cu₂Cl₂。由于亚铜离子稳定性较差，既容易被氧化为+2价铜离子，也容易被还原为0价的金属铜，因此，亚铜离子形成的反应过程，是一个速度慢、程度低的过程，最终导致亚铜离子脱氯法的脱氯效果受到很大限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备硫酸锌溶液脱氯剂的方法，

本发明通过以下技术方案实现上述目的：一种制备硫酸锌溶液脱氯剂的方法，包括如下步骤：

（1）硫化亚铜浮渣形成：将含Cu3～5%的铜铅合金，加入到铁锅内加热升温，当铜铅合金完全熔化且液体温度达到500～550℃，加入工业硫磺，然后充分搅拌20～30min，得到硫化亚铜浮渣；

（2）碱洗转型：硫化亚铜浮渣用氢氧化钠碱液在pH11～12、室温条件下洗涤24～48h，生成硫化钠溶液和氢氧化亚铜固体，过滤，得滤渣，