[发明专利]一种硫酸锌溶液的脱氯方法

说明书

技术领域

本发明涉及有色金属湿法冶金领域，特别是一种硫酸锌溶液的脱氯方法。

背景技术

在金属锌的生产硬性规定中，占总量75%以上的金属锌是通过湿法生产的。湿法生产金属锌的通用流程为：锌精矿进行脱硫焙烧产出焙砂----焙砂用硫酸浸出产出硫酸锌溶液----硫酸锌溶液净化除杂产出硫酸锌净化液----硫酸锌净化液电解产出阴极锌片----阴极锌片熔融浇铸得到锌锭产品。

在湿法生产金属锌的工艺中，硫酸锌溶液的净化除杂是一个很重要的过程，在此过程中，需要除去的杂质元素有铜、镉、砷、锑、钴、镍、锡、镓、锗、硒、钙、镁、氟、氯等。除去铜、镉、砷、锑、钴、镍、锡、镓、锗、硒等元素，主要通过加入锌粉进行置换，使溶液中的杂质元素由离子转变为单质固体或固体化合物，从溶液中析出，以达到脱除目的；除去钙、镁，主要通过降低法，将温度较高的溶液进行快速降温，以降低硫酸钙和硫酸镁的溶解度，使钙、镁分别以硫酸钙晶体和硫酸镁晶体形式从溶液中沉淀出来，以达到降低钙、镁的目的；除去溶液中的氟，主要通过氟离子与一些金属子生成溶解度较小的盐，如氟化钙、氟化镁等；除去溶液中的氯离子，主要方法有以下五种：

（1）、氯化银沉淀法：该方法是利用银离子与氯离子反应，生成溶解度很小且稳定性很好的氯化银沉淀物，该方法具有反应速度快、脱氯程度高的优点，其缺点是生产成本很高，根本无法在工业生产中推广应用。

（2）、氯化亚铜沉淀法：该方法是利用铜离子、铜单质与氯离子共同作用，生成溶解度较小、稳定性较差的氯化亚铜沉淀物，该方法具有生产成本较低的优点，适合处理溶液含氯较高的溶液，其缺点是脱氯程度较差、脱氯产物不稳定，且脱氯溶液还需要进行除铜，不宜处理含氯较低的溶液。

（3）、针铁矿共沉淀法：该方法是利用溶液沉铁过程中，生成针铁矿沉淀物时，部分氯离子置换并替代针铁矿分子中的氢氧根离子，并与针铁矿一起，形成共沉淀，该方法具有生产成本较低、产物稳定很的优点，适合处理含铁很高且含氯较低的溶液，其缺点是所处理的溶液需要较高的铁含量，且脱氯效率不高，不宜处理低含铁量溶液。

（4）、离子树脂交换法：该方法是利用强碱性树脂或改性强碱性树脂上的特定功能团结构对氯离子具有优先吸附的特性，当溶液流经树脂时，溶液中的氯离子吸附到树脂上，达到脱除氯离子的目的。该方法具有生产成本较低、处理能力大的优点，其缺点是脱氯效率低、锌金属损失大、淋洗液处理困难，且排放废水。

（5）、有机溶剂萃取法：该方法是利用中性有机萃取剂上的特定功能团结构对氯化物具有优先萃取（络合）的特性，在萃取设备内，有机萃取剂和含氯溶液在搅拌设施的作用下，相互间高度分散，溶液中的氯化物被萃取（络合）到有机萃取剂分子内，达到脱除氯离子的目的。该方法具有生产成本较低、处理能力大、金属损失小的优点，其缺点是脱氯效率低、反萃取液处理困难，且排放废水。

发明内容

本发明的目的是提供一种硫酸锌溶液的脱氯方法，能够低成本、高效率脱去硫酸锌溶液中的氯离子，使溶液中的氯离子含量达到生产电解锌的质量要求，且工艺过程不产出废液，有效保护环境。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：一种硫酸锌溶液的脱氯方法，包括如下步骤：

（1）、配酸：含锌100～150克/升、含氯0.5～5.0克/升的硫酸锌溶液，配入硫酸，得到硫酸浓度20～75克/升的酸性溶液；

(2)、选择性电渗析：酸性溶液在常温、电流密度为50～200A/m²的条件下，在四隔膜电解槽内进行电解；得到含氯0.1～0.3克/升的低氯溶液和含氯5～20克/升的高氯溶液，低氯溶液用于生产电锌；

（3）高氯液沉氯：高氯溶液在温度20～80℃，加入硫酸铜和金属铜粉，采用常规的氯化亚铜法沉氯，得到含氯0.4～1.0克/升的沉氯溶液；

（4）沉氯液除铜：沉氯溶液在温度20～80℃，加入锌粉置换除铜，产出含氯0.4～1.0克/升的除铜液；除铜液再返回步骤（1）配酸。

本发明所述的四隔膜电解槽是在一个主电解槽内安装15～20个隔膜槽，每个隔膜槽内共安装了四块树脂膜，一块为阳离子交换膜，一块为阴离子交换膜，另外两块为纳滤膜。

本发明的突出优点在于：

采用本发明能够低成本、高效度脱去硫酸锌溶液中的氯离子，使溶液的氯离子含量达到电解液的标准要求，为企业拓宽原料来源，增强市场竞争能力。

在配酸过程中，由于没有发生化学反应，只是离子在溶液中进行扩散，设备简洁，操作简单。