[发明专利]从硫酸锌溶液中去除氯离子的方法

说明书

发明领域

本发明涉及结合锌生产的从硫酸锌溶液中去除氯离子的方法。根据本方法，所述氯离子通过单阶铜从溶液中除去，所述单价铜在其中pH被调节在4.5-5范围的单独的铜(I)氧化物生成阶段生产。

发明背景

从硫酸锌溶液中回收锌通常以电解发生。在锌电解中氯离子是相当有害的物质，因为其腐蚀阴极表面以致当从阴极上剥离锌板时引起问题。

美国专利公开4,005,174在现有技术中是已知的，其描述了从溶液中去除氯离子，其通过将镀锌中产生的渣浸滤至硫酸溶液而获得。调整在溶液中硫酸的量，以致溶液的pH总是低于2.6。氯离子的去除使用氧化亚铜(I)(Cu₂O)来进行。在硫酸锌溶液中形成氧化亚铜(I)的三种方法呈现在出版物中，并且所有去除方法通过一个工艺流程来呈现。根据第一个备选方案，将硫酸铜和锌粉加入到氯离子去除阶段，反应生成氧化亚铜，其随后与氯离子进一步反应以形成氯化亚铜，该氯化亚铜从溶液中沉淀。根据第二种方法，将硫酸铜和金属铜粉加入到溶液中，并且作为它们之间反应的结果，也产生了单价铜。根据第三个备选方案，将铜(I)氧化物加入到溶液中，其与氯离子反应。所有这些可选择性的方法带有这样的条件，在去除氯离子之后至少0.5g/l的硫酸铜应当保留在溶液中。氯离子通过氢氧化钠从氯化亚铜残渣中洗涤，去除生成的氯化钠溶液并且将产生的铜(I)氧化物进料回到氯离子去除阶段。在氯离子去除后出现的在硫酸锌溶液中的过量的铜通过用锌粉置换(cementing)它来去除之，并且获得的金属铜通过硫酸和空气氧化成硫酸铜，将其加料回氯离子去除阶段。

实际上已经发现，直接将铜(I)氧化物加料至氯离子去除阶段是从溶液中去除氯离子的最快的方式，因为当将硫酸铜和锌粉加料至硫酸锌溶液中时，通常铜还原成金属铜的反应首先发生，之后其才氧化成氧化物。在根据US专利公开4,005,174的方法中，在硫酸锌溶液中铜(I)氧化物的生成很可能是相当慢的，因为溶液的pH被指定为低于2.6，其对于铜(I)氧化物的有效形成来说太低了。还发现除了在氯离子去除之后氯离子洗涤中生成的铜(I)氧化物以外，还形成了金属铜，其在方法中保持循环除非其被过滤和去除。

根据FI专利公开117246的方法在现有技术中是已知的，其描述了通过铜(I)氧化物除去氯离子和通过离子交换从浓缩的硫酸锌溶液中去除铜。该方法特别适合于原料溶液，其具有足够高的铜浓度以至于包含在铜溶液中的铜可以用于用来从溶液中去除氯离子的铜(I)氧化物的生产。原料溶液中铜的使用进一步通过再循环来优化。

发明目的

现在开发的本方法的目的是用铜(I)氧化物从浓缩的硫酸锌溶液中除去氯离子，特别是在待纯化的硫酸锌溶液中铜的含量如此之低以致不足以单独用于氯离子的除去的情况下。根据本发明的方法，设立方法步骤以致可能实现氯离子的最快去除，伴随在各方法阶段之间可能的铜最少再循环。

发明概述

本发明的本质特征将明示于所附的权利要求中。

本发明涉及用铜(I)氧化物从浓缩的硫酸锌溶液中除去氯离子的方法，由此从硫酸锌溶液中取出侧线料流，将其冷却并送入氯离子去除阶段。用铜(I)氧化物(Cu₂O)进行氯离子的去除，所述铜(I)氧化物在单独的铜(I)氧化物生成阶段中通过用锌粉在4.5-5的pH范围内将送入该阶段的硫酸锌溶液中所含的硫酸铜和另外送入该阶段的硫酸铜还原为铜(I)氧化物而制备。

根据本发明的方法典型地为对离开氯离子去除阶段的溶液进行液/固分离和将所生成的氯化亚铜残余物送入氢氧化物洗涤阶段以形成氯化钠溶液和含铜(I)氧化物和金属铜的沉淀。

根据本发明的方法还典型地为在铜浸滤阶段用硫酸和含氧气体浸滤离开氢氧化物洗涤阶段的沉淀，并将所生成的酸性硫酸铜溶液送入氯离子去除阶段。

根据本发明的一个实施方案，将在铜浸滤阶段所生成的硫酸铜的一部分送入铜(I)氧化物生成阶段。

根据本发明的另一个实施方案，将离开氢氧化物洗涤阶段的沉淀的一部分送入铜(I)氧化物生成阶段。

根据本发明的一个进一步的实施方案，用氢氧化钠调节铜(I)氧化物生成阶段的pH。

附图说明

图1为根据本发明的方法的流程图。

发明详述