高含氯硫酸锌溶液中氯的脱除工艺研究.pdf

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1、第29卷第3期有色矿冶Vo1．29．№32013年6月N0N—FERR0USMlNINGANDMETALLURGYjune2013文章编号：1007—967X(2013)03—0032—03高含氯硫酸锌溶液中氯的脱除工艺研究王明辉，未立清，郭天立，程永强(中冶葫芦岛有色金属集团有限公司，辽宁葫芦岛125003)摘要：以含氯硫酸锌溶液为原料，对氯的脱除工艺进行系统的条件试验研究，并得出结论：Cu／C1一一1．O(重量比)、CU0／Cu一1．2(重量比)、pH：2．5～3．0之间、温度常温、时间0．5h的条件下，氯的脱除率为97．46。在此试验条件下，进行了半工业试验，脱氯率可达95．85，高于

2、文献报道的铜渣脱氯水平关键词：铜渣；除氯；高含氯硫酸锌；脱氯率中图分类号：TF8l3文献标识码：A铜渣除氯法的工业实现方式有三种：1硫酸锌溶液脱氯工艺技术现状(1)利用锌粉还原Cu抖制造Cu。【纠目前，常见报道的硫酸锌溶液中氯的脱除工艺此法利用锌粉将反应液中的Cu的一部分还有：氯化银沉淀法、加碱中和沉锌法和铜渣除氯法。原成Cu。，反应液中剩余的Cu再与Cu。反应得到1．1氯化银沉淀法一价铜离子，一价铜离子与氯离子反应生成氯化亚氯化银沉淀法是向硫酸锌溶液中加银盐，银盐铜沉淀，从溶液中除去氯离子。反应式为：中的银离子与硫酸锌溶液中的氯离子反应生成极难Zn。+Cu。。。一Zn+Cu。溶于水的氯化银

3、沉淀，从而除去氯离子。反应方程Cu。Cu。一2Cu式为：Cu+Cl一一CuClAg+C1一一AgC1其中文献l为实验室小试，研究的是低氯硫酸此法成本极高，在锌回收领域没有工业生产应锌溶液的除氯，若使除氯后的硫酸锌溶液含氯不大用价值。于100mg／L，原始溶液含氯不宜大于2000mg／I。1．2加碱中和沉锌法在最优条件下，除氯率可达92以上。加碱中和沉锌法是向硫酸锌溶液中加入碱性文献2为发明专利，除氯后的硫酸锌溶液含盐，如氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氨水、碳酸铵、碳Cl一≤O．3g／L，除氯率仅为809／6。酸氢铵等，使溶液中的锌离子全部生成氢氧化物沉(2)利用铜粉(Cu。)高酸浸出制造Cu[

4、6。淀，从溶液中分离出来，含氯离子的溶液开路处理从此法通过将部分铜粉氧化成二价铜离子，剩余而使锌与氯离子分离。铜粉再与二价铜离子发生反应得到一价铜离子。反该方法对含锌浓度高的溶液来说，相对锌回收应式为：的成本仍然太高。且在中和沉淀过程中，pH控制Cu+2H一Cu+H2范围较窄，要求苛刻。pH高时锌沉淀不彻底，锌回Cu+Cu。一2Cu1。收率低；pH低时锌形成溶于水的络合物或偏锌酸Cu+C1一一CuCl根离子，也造成锌回收率降低。另外，中和沉淀过程除氯后的硫酸锌溶液含Cl150mg／I以下，中加入碱性盐的浓度也有限定，碱性盐浓度高时氢含Cu1．O～2．5g／L，溶液呈酸性。氧化锌呈胶状不易澄清

5、；碱性盐浓度低时用水量大，(3)利用湿法炼锌净化除铜产生的铜渣直接除后续水处理难度大。氯～1．3铜渣除氯法利用湿法炼锌净化除铜产生的铜渣做除氯剂，铜渣除氯法是利用亚铜离子与氯离子反应生成铜渣经适度高酸浸出制造部分Cu。与铜渣中的极难溶于水的氯化亚铜沉淀，从溶液中除去氯离子。Cu。反应生成Cu，报道除氯率为9O．96。该方*收稿日期：201304—07作者简介：王明辉(1962)，男，高级工程师，主要从事有色冶炼工作。第3期王明辉等：高含氯硫酸锌溶液中氯的脱除工艺研究33法Cu与Cu。的配比控制困难，但用副产的铜渣替反应时间为0．5h、1．0h、1．5h；四个实验因子安排代价格高的铜粉或锌粉，

6、除氯成本大幅度降低，工艺L。3正交实验，正交实验结果分析表列于表2。思路更具吸引力。由表2中数据可见，对除氯率影响的敏感性顺序为：Cu。／Cu>pH>Cu／Cl一>反应时间，四2铜渣脱氯工艺的深入探索因子对除氯率均有影响，各因子影响程度差距不大，综合比较硫酸锌溶液中脱除氯离子的各种可能且在每个因子水平范围内除氯效率差距也不大。一说一。LL。LL方法，最具经济价值的方法当属利用湿法炼锌净化明所选取的各因子水平范围基本适用于工业应用。除铜产生的铜渣直接除氯的方法，前提是铜渣的获试验数据数值分析的最佳除氯条件为：Cu。／Cu抖一1得容易实现。在该方法的报道中，最终实现除氯反．2，PH：3．0，Cu

7、抖／c1一一1．6，反应时间30应的Cu与Cu。的配比控制困难，造成实际应用受mln。兰一帅贼一。。。。到限制。考虑到工程化应用的条件，为使除氯后液中铜本文以亚铜除氯的原理反应为起点，利用湿法离子浓度对后续溶液的净化除铜影响最小，应尽量炼锌净化除铜产生的新鲜铜渣(基本上是Cu。)做主保证除氯后液残留Cu抖浓度最低。故补充如下试添加剂，配合使用工业硫酸铜做辅助添加剂，研究验：Cu、Cu。、C1三者之间的比例关系