[发明专利]一种应用膜技术浓缩硫酸铜的方法

说明书

本发明公开了一种应用膜技术浓缩硫酸铜的方法，采用电渗析技术浓缩硫酸铜溶液，能耗较低，浓缩效率高，通过电渗析装置采用阳极室、阴极室和第三极室的三极室布局，在阴极室一侧的第三极室上设置阴离子交换膜，所述阳极室一侧的第三极室上设置阴离子交换膜，防止阴离子和阳离子接触电极，克服了传统电渗析法处理硫酸铜料液时铜离子被吸引到阴极室，铜单质容易在电极上结晶析出的问题；通过压力驱动膜与电驱动膜集成技术浓缩硫酸铜溶液，整个生产过程采用封闭式循环，无污染物的排放，且生产过程中不需要添加大量的化学试剂，绿色环保，生产周期短，操作简单，大大降低了劳动强度，且产品纯度高，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及膜分离化工技术领域，尤其涉及一种应用膜技术浓缩硫酸铜的方法。

背景技术

硫酸铜为天蓝色晶体，水溶液呈弱酸性，俗名胆矾或蓝矾。硫酸铜是制备其他铜化合物的重要原料，例如，硫酸铜和石灰乳混合可得波尔多液，用作杀菌剂。硫酸铜也是电解精炼铜时的电解液，现有的硫酸铜浓缩方法为蒸发浓缩，利用蒸发浓缩能耗很大，对环境会造成一定污染。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种操作方便、效果良好、无废水排放、能耗小的应用膜技术浓缩硫酸铜的方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：

一种应用膜技术浓缩硫酸铜的方法，包括以下步骤：

(1)将硫酸铜溶液经过保安过滤器过滤，去除杂质；

(2)将除杂后的硫酸铜溶液置入电渗析装置中进行浓缩淡化，硫酸铜溶液通过料液泵进入浓缩室和淡化室，在直流电场作用下，淡化室中的硫酸铜溶液浓度逐渐降低，浓缩室中的硫酸铜溶液浓度逐渐升高；

(3)通过电驱动膜分离器将淡化室的淡化液和浓缩室的浓缩液分离出来，将得到的淡化液通过压力驱动膜浓缩提高浓度；

(4)将提高浓度的淡化液回流到电渗析装置，继续进行浓缩处理，分离出淡化液和浓缩液，将得到的浓缩液回流至电镀槽重新利用。

进一步的，所述的步骤(2)中直流电场的作用是淡化室中的铜离子向阴极方向迁移，硫酸根离子向阳极方向迁移，铜离子与硫酸根离子就分别透过阳离子交换膜与阴离子交换膜迁移到相邻的隔室中去，使得淡化室的铜离子与硫酸根离子减少，浓缩室的铜离子与硫酸根离子增加。

进一步的，所述的除杂后的硫酸铜溶液和提高浓度的淡化液的铜含量为2g/L，所述的步骤(2)中淡化液的铜含量为1g/L，所述的步骤(4)中淡化液的铜含量为0.2g/L，所述的浓缩液铜含量为30g/L。

进一步的，所述的电渗析装置的膜组构成包括阴极室、阳离子交换膜、淡化室、阴离子交换膜、浓缩室和阳极室，所述的浓缩室和淡化室交替设置，所述的浓缩室与淡化室之间设置阳离子交换膜，所述的淡化室与浓缩室之间设置阴离子交换膜。

进一步的，所述阴极室一侧和阳极室一侧分别设置有第三极室，所述的阴极室一侧的第三极室上设置阴离子交换膜，所述阳极室一侧的第三极室上设置阴离子交换膜。

进一步的，所述电渗析装置的膜组构成还包括压力表、流量计、管路和直流电源。

进一步的，所述步骤(3)中的电驱动膜分离器的电流密度为300-500A/m2，工作温度为10-40℃。

进一步的，所述步骤(3)中压力驱动膜采用卷式纳滤膜或反渗透膜。

进一步的，所述压力驱动膜的孔径范围为0.1-10nm，工作温度为10-40℃，压力为0.5Mpa-3Mpa。

本发明的有益效果是：

1.本发明采用电渗析技术浓缩硫酸铜溶液，能耗较低，浓缩效率高，硫酸铜回收率可以达到100％，且不会对环境造成污染；