專利名稱：一種銅渣循環(huán)脫除硫酸鋅溶液中氯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種銅渣循環(huán)脫除硫酸鋅溶液中氯的方法。
背景技術(shù)：
在濕法煉鋅過程中，氯是一種有害的雜質(zhì)元素，主要來源于鋅精礦、鋅煙
塵中的氯化物。電解循環(huán)液中氯濃度較高(cr>o.3g/i)時，腐蝕電解陰、陽 極板的速度大大加快，增大了能耗，同時降低了電鋅質(zhì)量。因此在硫酸鋅溶液 送電解之前，必須除去溶液中大部分的氯。目前， 一些工廠通常采用預(yù)先火法 (如多膛爐)焙燒，來脫除鋅煙塵中的氯，使大部分氯不進(jìn)入濕法系統(tǒng)，而當(dāng) 濕法系統(tǒng)硫酸鋅溶液中的氯達(dá)到一定濃度時，應(yīng)考慮用凈化的方法出去其中的 氯。
已有的凈化除氯法有鋅粉法除氯、中國專利CN101285119所述氧化亞銅 法除氯、銀鹽法除氯、中國專利CN101113015所述的銅渣除氯等。由于銀鹽較 貴，銀的再生回收率低，故在生產(chǎn)實際中銀鹽法除氯未見報道。
鋅粉法除氯、氧化亞銅法除氯、銅渣除氯的基本化學(xué)原理如下 要除去溶液中的氯，需要一定數(shù)量的亞銅和氯離子相互生成CuCl沉淀，從而除 去溶液中的氯。具體化學(xué)反應(yīng)如下
Zn+2Cu2++Cl=2CuCl+ Zn2+
Cu20+2Cl—+2H+=2CuCl I +H20
Cu2++ Cu+2Cl=2CuCl I
中國專利CN101113015銅渣除氯的具體方法是在硫酸鋅溶液中加入硫酸 銅(銅離子)和銅渣(含單質(zhì)銅)，硫酸銅的主要來源是外購或?qū)~渣酸化焙燒、 水浸得到硫酸銅，前者(指外購硫酸銅)需要增加相對較多成本，后者(指將 將銅渣酸化焙燒、水浸得到硫酸銅)除生產(chǎn)成本相對較多外，操作也相對較復(fù) 雜，銅渣來源發(fā)生變化時工藝過程難以控制，脫氯效果難以保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種銅渣循環(huán)脫除硫酸鋅溶液中氯的方法，它采用氯化亞銅脫氯法，使其具有生產(chǎn)成本低、操作較簡單、工藝過程易控制、脫氯 效果好的優(yōu)點。本發(fā)明所提出的這種銅渣循環(huán)脫除硫酸鋅溶液中氯的方法，其特征在于它 有如下步驟(1) 將銅離子、鋅粉、硫酸鋅溶液加入到連續(xù)反應(yīng)槽中，在攪拌狀態(tài)下反 應(yīng)，得到含C1—《0. 3g/1的硫酸鋅溶液，反應(yīng)生成的CuCl沉淀進(jìn)入渣中；(2) 將硫酸鋅溶液和渣的混合物進(jìn)行液固分離，得脫氯硫酸鋅溶液和銅渣;(3) 分離出的銅渣用堿冼滌除去氯離子；(4) 堿洗后的銅渣返回到連續(xù)反應(yīng)槽中循環(huán)反應(yīng)。第(1)步中的銅離子來自硫酸銅、氧化銅、或返回的銅渣。反應(yīng)溫度為0-100。C。所述的鋅粉為金屬鋅的粉體，可以是純的金屬鋅粉體或金屬鋅與其他金屬 的合金粉體。第(2)的固液分離用壓濾機(jī)、濃密機(jī)，或靜置自然分離。 第(3)步的堿洗，先加水將渣調(diào)成礦漿，液固比為1:1 10:1，然后再加 入NaOH或Na2C03。 NaOH或*20)3加入量為10 80kg/m3 (水)。第(1)步中的銅離子不充足時，適時添加一定的硫酸銅作為補(bǔ)充。 本發(fā)明的反應(yīng)原理是利用鋅粉做還原劑，與硫酸鋅溶液中的銅離子反應(yīng)，產(chǎn)生CuCl沉淀。產(chǎn)生的cuci用堿洗脫cr產(chǎn)生cu2o, cu2o再與溶液中的cr反應(yīng)產(chǎn)生cuci沉淀。 具體反應(yīng)如下-2Cu2++Zn+2Cl=2CuCl } +Zn2+ 2CuCl+20H-=2Cu20+H20+2Cr Cu20+2Cr+2H+=2CuCl+H20本發(fā)明能將除CI過程中產(chǎn)生的銅渣進(jìn)一步利用，先用鋅粉將溶液中的Cu2+離子還原，達(dá)到cu2+離子參與除氯反應(yīng)的效果。產(chǎn)生的cuci渣堿洗脫cr后返回到硫酸鋅溶液中，這樣除氯過程中就不需加入硫酸銅，或只需加入少量的硫 酸銅，使銅渣得以充分利用，降低了生產(chǎn)成本，試劑消耗量較少，經(jīng)濟(jì)效益顯著。而將氯化亞銅變?yōu)檠趸~所用的燒堿或純堿為廉價工業(yè)原料。另外，本發(fā)明由于銅渣在除氯過程中循環(huán)使用，其性質(zhì)較為穩(wěn)定，與連續(xù)添加性質(zhì)可能變化的新銅渣的現(xiàn)有技術(shù)本比，除氯工藝受外界因素干擾少，過程易控制，脫氯效果好。


圖l為本發(fā)明的工藝流程框圖。
具體實施方式
如附圖所示。本發(fā)明利用Zn、 Ci^+和Cr離子反應(yīng)產(chǎn)生CuCl沉淀，除去硫 酸鋅溶液中的氯。其中012+由硫酸鋅溶液中帶入或添加，Zn和(^2+的反應(yīng)， 在與硫酸鋅溶液混合之后完成。本發(fā)明采用除Cl過程中產(chǎn)生的銅渣中的氧化亞銅堿洗后得到的氧化銅加 入硫酸鋅溶液中作為除氯劑。實施上述方法的具體步驟為第一步，加入012+離子，將硫酸鋅溶液和硫 酸(或電解廢液)加入連續(xù)浸出槽中，開啟攪拌機(jī)攪拌，控制pH2.5 3.5，加 入鋅粉、硫酸銅和堿洗銅渣，繼續(xù)攪拌，溫度控制在10 10(TC，反應(yīng)0.5 4 小時，終點pH 2. 5 3. 5，得到含C1—0. 1 0. 3g/l、 Cu2+ 0. l 5g/l的硫酸鋅溶 液，氯進(jìn)入渣中；第二步，將硫酸鋅溶液和渣的混合物用液固分離設(shè)備進(jìn)行分 離，如用壓濾機(jī)或濃密機(jī)，或靜置自然分離。第三步，銅渣堿洗。液固分離得到的銅渣堿洗，先用水調(diào)成礦漿，液固比為1:1 10:1，堿加入 量為10 80kg/m3，常溫攪拌，再固液分離得堿洗銅渣，所用的堿為NaOH或Na2C03。本發(fā)明所得到的堿洗銅渣的化學(xué)成分Cu 15 70%，其它成分可以是Cd 0. 5 15%、 Znl 20%、 Pb2 15%、 FeO. 1 1%，還有少量的As、 Sb、 Ge、 Au、 Ag、 Bi、 M、 Si02、 Co、 Mn等;硫酸鋅溶液的化學(xué)成分Cl 0. 5 10g/l、 Zn 50 200g/l、 Cu 0. l 2g/l、 Fe 0.01 5g/l、 Cd 0. 2 2g/l，還有Mn、、 As、 Sb、 Ge、 Si02、 Co等。本發(fā)明所用的鋅粉含Zn 85 90%、 Sb 0. 5 1%、 Fe 0. 1 5%，還含有少量 的Cu、 Ag、 Bi、 Ni、 In等。 下面介紹幾種具體實施例。實施例1在未產(chǎn)生銅渣之前，脫氯的銅離子來自硫酸銅。本例只加硫酸銅。待脫氯的硫酸鋅溶液的化學(xué)成分CI 1.36g/l、 Zn 130g/l、 Cu 0.2g/l、 Fe 0.025g/1、 CdO. 7g/l;固體硫酸銅的化學(xué)成分Cu20. 1%、；電解廢液H2S04 175g/l。生產(chǎn)工藝條件見表l:表l:脫除硫酸鋅溶液中氯的工藝條件堿洗銅渣加 入量(kg/h)硫酸銅加入 量(kgh)電解廢液流 量(m3/h)鋅粉加入量 (kg/h)硫酸鋅溶液 流量(m3/h)反應(yīng)溫度 (°C)05400.09283040硫酸鋅溶液除氯結(jié)果除氯后的硫酸鋅溶液化學(xué)成分CI 0.28g/l、 Zn 120g/l、 Cu 1.5g/l、 Fe 0.02g/l、 Cd 0.7g/l，硫酸銅溶液中氯的脫除率達(dá)79.4%,溶液中氯含量符合 電積鋅作業(yè)要求。除氯渣化學(xué)成分CI 15.42%、 Cu 34.07%。除氯渣產(chǎn)量3天產(chǎn)2. 6t干渣。除氯渣堿洗加水10m3，加NaC03 500kg,攪拌30分鐘，堿洗溫度45°C 。 實施例2待脫氯的一批硫酸鋅溶液的化學(xué)成分Cll. lg/l、 Znl40g/1、 Cu0.3g/1、 Fe0.02g/1、 Cd0.8g/1;堿洗銅渣為上一次作業(yè)返回，其化學(xué)成分Cu 33. 5%、 CI 3.2%;電解廢液H2S04 1 70g/l。生產(chǎn)工藝條件見表2:表2:脫除硫酸鋅溶液中氯的工藝條件堿洗銅渣加硫酸銅加入電解廢液流鋅粉加入量硫酸鋅溶液反應(yīng)溫度入量(kg/h)量(kg/h)量(m3/h)(kg/h)流量(m3/h)rc)4600.144065硫酸鋅溶液除氯結(jié)果是:除氯后的硫酸鋅溶液化學(xué)成分CI 0.22g/l、 Zn 138g/l、 Cu 2. lg/l、 Fe 0.02g/l、 Cd 0.8g/l。除氯渣化學(xué)成分CI 13.2%、 Cu 34.2%。硫酸鋅溶液的 氯的含量降低了80%，符合電積鋅作業(yè)的要求。除氯渣產(chǎn)量2. 5天產(chǎn)2.16t干渣。 除氯渣堿洗加水15m3，加NaOH 300kg，堿洗溫度30°C 。 實施例3當(dāng)返回的銅渣中銅離子不足時適當(dāng)補(bǔ)充額外的硫酸銅。本例屬于這種情形。 待脫氯的硫酸鋅溶液的化學(xué)成分是Cl 1. 15g/l、 Znl30g/1、 Cu0.3g/1、Fe0.2g/1、 Cd 1.2g/l;堿洗銅渣的化學(xué)成分Cu35.3%、 Cl 3.4%;硫酸銅液Cu 40g/l。生產(chǎn)工藝條件見表3:表3:脫除硫酸鋅溶液中氯的工藝條件堿洗銅渣加硫酸銅加入電解廢液流鋅粉加入量硫酸鋅溶液反應(yīng)溫度入量(kg/h)量(kgh)量(mVh)(kg/h)流量(m3/h)rc)4510.151.520卯硫酸鋅溶液除氯結(jié)果除氯后的硫酸鋅溶液化學(xué)成分C10.24g/1、 Znl24g/1、 Cu0.31g/1、 Fe 0. 23g/l、 Cd 1. 23g/l。硫酸鋅溶液的氯的含量降低了 79. 1%，符合電積鋅作業(yè) 的要求。除氯渣化學(xué)成分Cl 13. 2%、 Cu 34. 2%。 除氯渣產(chǎn)量3天產(chǎn)2. 5t干渣。除氯渣堿洗攪拌35分鐘，堿洗溫度90°C，堿洗加水24m3，加NaOH 2400kg， 堿洗銅渣含Cl 3. 0%、 Cu 38. 2%。前述三例的反應(yīng)溫度分別調(diào)為Ot和IO(TC，其余不變時，銅渣照樣能沉淀， 但前者效率較低，后者則蒸汽大，不安全因素增加。所以適宜溫度以5-95。C為
權(quán)利要求
1、一種銅渣循環(huán)脫除硫酸鋅溶液中氯的方法，其特征在于它有如下步驟(1)將銅離子、鋅粉、硫酸鋅溶液加入到連續(xù)反應(yīng)槽中，在攪拌狀態(tài)下反應(yīng)，得到含Cl-≤0.3g/l的硫酸鋅溶液，反應(yīng)生成的CuCl沉淀進(jìn)入渣中；(2)將硫酸鋅溶液和渣的混合物進(jìn)行液固分離，得脫氯硫酸鋅溶液和銅渣；(3)分離出的銅渣用堿洗滌除去氯離子；(4)堿洗后的銅渣返回到連續(xù)反應(yīng)槽中循環(huán)反應(yīng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅渣循環(huán)脫除硫酸鋅溶液中氯的方法，其特征在 于第(1)步中的銅離子來自硫酸銅、氧化銅、或返回的銅渣。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的銅渣循環(huán)脫除硫酸鋅溶液中氯的方法，其特 征在于反應(yīng)溫度為0-100°C。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅渣循環(huán)脫除硫酸鋅溶液中氯的方法，其特征在 于所述的鋅粉為金屬鋅的粉體，是純的金屬鋅粉體或金屬鋅與其他金屬的合金 粉體。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅渣循環(huán)脫除硫酸鋅溶液中氯的方法，其特征在 于第(2)的固液分離用壓濾機(jī)、濃密機(jī)或靜置自然分離。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅渣循環(huán)脫除硫酸鋅溶液中氯的方法，其特征在 于第(3)步的堿洗先用水調(diào)成礦漿，液固比為1:1 10:1，然后再加入NaOH 或Na2C03， M0H或Na2C03加入量為10 80kg/m3。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅渣循環(huán)脫除硫酸鋅溶液中氯的方法，其特征在 于第(1)步中的銅離子不充足時，適時添加硫酸銅作為補(bǔ)充。
全文摘要
本發(fā)明所是一種銅渣循環(huán)脫除硫酸鋅溶液中氯的方法，做法是將銅離子、鋅粉、硫酸鋅溶液加入到連續(xù)反應(yīng)槽中，在攪拌狀態(tài)下反應(yīng)，得到含Cl^-≤0.3g/l的硫酸鋅溶液，反應(yīng)生成的CuCl沉淀進(jìn)入渣中；將硫酸鋅溶液和渣的混合物進(jìn)行液固分離，得脫氯硫酸鋅溶液和銅渣；分離出的銅渣用堿洗滌除去氯離子；堿洗后的銅渣返回到連續(xù)反應(yīng)槽中循環(huán)反應(yīng)，銅離子不充足時，適時添加一定的硫酸銅作為補(bǔ)充。本發(fā)明利用鋅粉做還原劑，與硫酸鋅溶液中的銅離子反應(yīng)，產(chǎn)生CuCl銅渣沉淀，用堿洗脫Cl^-又得Cu₂O，Cu₂O再返回與溶液中的Cl^-反應(yīng)循環(huán)脫氯，除氯過程不需加入或只加少量硫酸銅，原料消耗少，成本低，與連續(xù)加可能變化的銅渣相比，除氯工藝受外界因素干擾少，過程易控制，脫氯效果穩(wěn)定可靠。
文檔編號C22B3/00GK101633982SQ20091009486
公開日2010年1月27日 申請日期2009年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月15日
發(fā)明者馮繼平, 吳國欽, 周忠躍, 康大平, 曾繁順, 李自興, 潘云鵬, 陳業(yè)建, 陳春發(fā), 韋乃團(tuán), 黃昌元, 雨 黎, 黎東明, 黎維中 申請人:蒙自礦冶有限責(zé)任公司