[发明专利]一种可重复去除镀锌电解液中的钴离子树脂的制备方法

说明书

本发明公开了一种可重复去除镀锌电解液中的钴离子树脂的制备方法。该方法以卤素取代2‑萘酚和羟基取代聚苯乙烯为原料，通过一系列的反应得到固载接枝的聚苯乙烯树脂。实验结果表明上述方法所制备的固载接枝的聚苯乙烯在酸性条件下对镀锌电解液中微量的钴元素具有高效的富集作用，而在碱性条件下富集在树脂上的钴元素可实现高效解吸，从而实现该树脂的高效重复使用。该制备方法原料廉价易得，对镀锌电解液中钴元素富集量大，并能实现钴元素的高效解吸，且富集、解吸条件简单、效果显著。

技术领域

本发明涉及一种可重复去除镀锌电解液中的钴离子树脂的制备方法，属于材料制备技术领域。

背景技术

湿法炼锌是世界上最主要的炼锌方法，产量占锌总产量的80％～85％，而且随着技术的发展呈不断增长的趋势，锌焙烧矿经浸出之后，锌以离子形式进入到溶液中，但其它杂质，如钴等元素则也进入了硫酸锌浸出液中，如果这些杂质含量过高，对锌电积技术经济指标和电锌质量有很大影响，严重时会导致电积过程不能正常进行。

目前，镀锌电解液中钴元素的去除方法主要有如下几种：(1)锌粉置换法，利用电负性比钴元素低的锌置换钴；(2)砷盐净化法，用砷盐作为锌的活化剂；(3)合金净化法，采用合金代替锌；(4)黄药净化法，生成难容金属化合物。以上方法或适合处理钴离子浓度较高的镀锌电解液；或在反应中产生剧毒气体；或会引入其他金属离子。以上方法存在的不足都限制了其在镀锌电解液中除钴的实际应用。本发明在能深度除钴的基础上，将能与钴离子形成络合物的有机分子官能团接枝到树脂上，成功制备了能高效吸附去除镀锌电解液中的钴离子并能重复使用的有机树脂，该方法克服了上述已有方法中的不足，且省时省力成本低，可重复性好。

发明内容

本发明针对现有的镀锌电解液中除钴方法存在的不足，提出了一种可重复去除镀锌电解液中的钴离子树脂的制备方法，吸附材料可以重复使用。该制备方法的原料廉价易得，制备过程简单、可重复性强，产物对钴元素富集率高且可在一定条件下实现钴元素解吸，为镀锌电解液中钴离子的高效去除并回收提供了成本低廉的方法。

本发明涉及的除钴树脂的制备方法，包括以下步骤：

a.将羟基取代的聚苯乙烯树脂溶于溶剂中，浓度为0.1～4.0mol/L；

b.在快速搅拌下，将一定量的卤素取代的2-萘酚加至步骤a的溶液中；

c.加入约0.5-5wt％的铜催化剂，约0.5-10wt％的钠化合物，在40-150℃搅拌反应；

d.用去离子水洗涤3次，在一定条件下蒸发溶剂，得中间产物；

e.将上述中间产物溶于一定量的冰乙酸和去离子水的混合液中，控制pH＜7，以及一定温度，加入一定量的亚硝酸盐反应；

f.反应完成后，用去离子水萃取三次，蒸发溶剂即得产物。

所述卤素取代的2-萘酚包括6-氯-2-萘酚，8-氯-2-萘酚，7-氯-2-萘酚，7-溴-2-萘酚，8-溴-2-萘酚，6-碘-2-萘酚，8-碘-2-萘酚，7-碘-2-萘酚；

所述羟基取代的聚苯乙烯包括聚邻羟基苯乙烯，聚间羟基苯乙烯，聚对羟基苯乙烯；

所述铜催化剂包括氧化铜，硫酸铜，氯化铜，醋酸铜，碘化铜；

所述钾化合物包括氢氧化钠，碳酸钠，碳酸氢钠，磷酸钠；

所述溶剂包括DMSO，DMF，苯；

所述冰乙酸和去离子水混合液中冰乙酸与去离子水的比例为1:1至1:10；

所述d反应在搅拌条件下反应时间为5～25h；

所述f反应的反应温度-20℃＜T＜30℃；