[发明专利]一种脱除含硝酸溶液中硝酸的方法

说明书

本发明属于反应净化技术领域，涉及一种脱除含硝酸溶液中硝酸的方法。所述的方法依次包括如下步骤：(1)在含硝酸溶液中加入金属铜，以及亚硝酸盐和/或亚硝酸进行反应；(2)在含硝酸溶液中插入阴极、阳极进行电解，以使金属铜电化学沉积在阴极上；(3)含硝酸溶液中硝酸浓度仍不达标时，停止电解反应，使含硝酸溶液中的硝酸进一步与电化学沉积在阴极上的金属铜反应；或更换新的阴极继续电解反应，并使含硝酸溶液中的硝酸进一步与电化学沉积在阴极上的金属铜反应；(4)含硝酸溶液中硝酸浓度仍不达标时，重复步骤(2)、(3)，直至含硝酸溶液中硝酸浓度降低到所需水平。利用本发明的方法，能够更彻底的脱除含硝酸溶液中的硝酸。

技术领域

本发明属于反应净化技术领域，涉及一种脱除含硝酸溶液中硝酸的方法。

背景技术

在硝酸体系中完成的化学化工过程，要将硝酸从体系中分离出去(脱除)是比较复杂的，一般采用电渗析、蒸发浓缩+甲酸(甲醛)脱硝等方法。

电渗析技术可以将硝酸脱除到0.5mol/L水平，但电渗析过程中，如果原硝酸溶液中含有其它盐类物质，在渗析液中也会有一定量的盐存在，即渗析获得的依然是含盐硝酸，且渗析需要使用纯水或低浓度硝酸。

蒸发浓缩可以将硝酸浓缩到6mol/L左右，超过这个浓度硝酸蒸发温度显著提高，蒸发速率慢，冷凝液硝酸浓度提高，对盐的净化系数降低。因此需要采用还原剂与硝酸根反应，降低硝酸根浓度，同时降低酸度。一般使用可以产生二氧化碳和水的甲酸或甲醛做还原剂。但甲酸或甲醛脱硝需要在80℃以上进行，且反应速度控制困难，脱硝深度只能到约1mol/L左右。

而且，这些方法普遍存在二次废液多，硝酸脱除不彻底等问题。

发明内容

本发明的首要目的是提供一种脱除含硝酸溶液中硝酸的方法，以能够更彻底的脱除含硝酸溶液中的硝酸。

为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种脱除含硝酸溶液中硝酸的方法，所述的方法依次包括如下步骤：

(1)在含硝酸溶液中加入金属铜，以及亚硝酸盐和/或亚硝酸进行反应；

(2)在含硝酸溶液中插入阴极、阳极进行电解，以使金属铜电化学沉积在阴极上；

(3)含硝酸溶液中硝酸浓度仍不达标时，停止电解反应，使含硝酸溶液中的硝酸进一步与电化学沉积在阴极上的金属铜反应；或更换新的阴极继续电解反应，并使含硝酸溶液中的硝酸进一步与电化学沉积在阴极上的金属铜反应；

(4)含硝酸溶液中硝酸浓度仍不达标时，重复步骤(2)、(3)，直至含硝酸溶液中硝酸浓度降低到所需水平。

本发明的原理如下：

金属铜可以与硝酸反应，生成氮氧化物和水(如下式I)，亚硝酸的引入会进一步降低溶液中氢离子的浓度。

利用电解反应，可以将上述产生的铜离子沉积在电极上(如下式II)，产生的硝酸继续参与式I的反应，而被最终消耗。

最后溶液中的铜离子采用电化学沉积方法回收。

上述整个过程最终产物为气态的氮氧化物和氧气，可将含硝酸溶液中H⁺浓度降低到10-⁷mol/L(在存在铀、亚硝酸的含硝酸溶液体系中，H⁺浓度可以进一步降低)。上述整个过程脱酸深度通过控制最后需要回收的铜离子浓度来控制。上述整个过程最后回收的铜离子浓度越低，最终残留在体系中的H⁺浓度越低，即可以根据后续工艺需要，控制脱酸后溶液的最终H⁺浓度。