[发明专利]一种从硫酸体系电解液中选择性去除一价阴离子杂质的方法

说明书

本发明提供了一种从硫酸体系电解液中选择性去除一价阴离子杂质的方法，其特征在于调节电解液中的游离H₂SO₄浓度，将含有游离H₂SO₄的电解液通入扩散渗析器废酸室，以水为接收液以反向流方式通入扩散渗析器回收室，控制扩散渗析操作过程中电解液的流量强度，在扩散渗析器内部电解液中部分游离H₂SO₄及阴离子杂质在浓差驱动下透过膜传输至接收液中，形成一价阴离子杂质富集的稀H₂SO₄和纯化的电解液。本发明发展了扩散渗析新的使用方式，即从回收游离酸改变为选择性去除杂质离子，可同时解决锌电解液中去除氟氯杂质和废液处置的两个现存难题，为实现湿法冶金行业的资源循环利用提出了新的解决思路。

技术领域

本发明属于湿法冶金领域。涉及一种从硫酸体系电解液中选择性去除一价阴离子杂质的方法，特别涉及一种从硫酸锌电解液中选择性去除氟氯杂质的方法，以此保证湿法冶锌工艺循环中的电解液氟氯杂质的含量始终低于或达到工艺要求。该方法还适用于从其它硫酸体系电解液(如Zn、Mn、Cu、Co等)中选择性去除一价阴离子杂质(如F^‐、Cl^‐、Br^‐、I^‐、NO₃^‐、NO₂^‐等)。

背景技术

全世界约80％的金属锌均使用湿法冶锌技术生产得到，其主要工艺流程为ZnS矿原料焙烧→硫酸浸出→电积锌。电积锌之前的电解液接近中性，在电解沉锌过程中部分ZnSO₄会转化为H₂SO₄。电积锌后得到的酸性电解液，其主要组成是ZnSO₄和H₂SO₄，会被用来再次浸出焙烧矿来再生电解液，形成湿法冶锌工艺中的电解液循环过程。由于焙烧矿原料不可避免地存在一些杂质，因此在此过程中杂质就会在电解液中累积，危害整个冶锌过程。湿法冶锌的核心就在于纯化这些锌电解液，以维持工艺流程的顺利进行，同时降低电积锌的能耗并最终得到高纯度的阴极金属锌。电解液纯化过程中，绝大部分杂质如铁、钴、镍、镓、锑、砷、氯和氟均需要维持在低的浓度。但实际的操作过程中氯和氟杂质往往是较难去除的，因此其浓度往往会在电解液中进行累积。在此过程中Cl^‐离子的危害主要在于其腐蚀性，超标的Cl^‐离子除了会腐蚀管道和设备之外，往往还会腐蚀昂贵的Ag–Pb阳极板，造成电极损耗及电耗增加。更为糟糕的是，阳极板的腐蚀会引起电解液中Pb的含量增加，从而导致阴极金属锌产品中Pb含量超标，使产品不能达到应有的标准。F^‐的危害主要在于其会导致阴极金属锌牢牢粘附在Al阴极母板上无法剥离，从而使电积过程无法持续。