CN101457295A - 湿法炼锌循环溶液系统中脱氯的方法 - Google Patents

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李义兵
吴健辉
刘德祥
黄敬挺
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Abstract

一种湿法炼锌循环溶液系统中脱氯的方法，涉及一种有色金属冶金技术领域，特别涉及一种有色冶金行业锌冶炼过程中的除杂方法。其采用锌冶炼系统净化除杂产出的铜渣作为氧化剂和还原剂，将铜与二价铜发生反应生成一价亚铜，然后通过脱氯反应，实现氯离子沉淀，达到脱氯的目的。从而解决了现有技术存在的成本高、实用性差等缺陷。本发明具有原料易得、工艺简单、投资少、脱氯效果好等优点。

Description

湿法炼锌循环溶液系统中脱氯的方法
技术领域
本发明涉及一种有色金属冶金技术领域，特别涉及一种有色冶金行业锌冶炼过程中除杂方法，尤其是一种湿法炼锌循环溶液系统中脱氯的方法。
背景技术
21世纪的今天，由于锌需求量的不断扩大及锌资源的逐渐递减，冶炼企业对锌精矿原料的选择性越来越小，各种复杂的原料已经无可选择地投入到锌冶炼系统中，如许多产地的锌精矿品位低，杂质铁、钴、铜等元素含量高，在冶炼过程中面临着严峻的技术考验，只能不断提高和革新冶炼技术。又由于原料的复杂性和不确定性，相应的在冶炼过程中带来了许多以前未曾遇到的情况，如锌湿法冶炼系统硫酸锌溶液中氯含量严重超高，溶液循环系统中氯含量始终维持在600mg/L以上(行业规定溶液系统中含氯浓度低于100mg/L)。氯含量的超高，对锌冶炼电解系统将形成潜在的危害：一是对整个设备的腐蚀带来强化作用；二是在电解锌时将消耗电量，影响电解电流效率；三是由于高氯时，电解释放氯气，将腐蚀电解的极板，使极板寿命缩短，同时将使所产阴极锌杂质含量增大，降低锌锭的品级。
目前，一般处理锌冶炼系统循环溶液中氯含量超高的有效方法主要是加入硫酸银或硝酸银来脱氯，由于这种方法采用银的化合物，虽然其脱氯效果非常好，但银的回收率比较低，所以整体脱氯经济效益非常差。另外也有一些采用离子交换法、萃取法等脱氯方法，但由于其实用性差，到目前为止，没有一项实施应用到工业生产的实际脱氯中。
发明内容
本发明的目的是针对目前湿法炼锌循环溶液系统中脱氯的工艺方法存在的上述缺陷，提供了一种原料易得，工艺简单，投资少，脱氯效果好的新工艺方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种湿法炼锌循环溶液系统中脱氯的方法，其特征在于：首先采用氧化剂将铜与二价铜发生反应生成一价亚铜，然后通过脱氯反应，实现氯离子沉淀，达到脱氯的目的，具体工艺条件为：
1>氧化反应：在硫酸锌溶液中加入锌冶炼系统净化除杂产出的铜渣作为氧化剂，其反应方程式为：CuO+2H+＝Cu2++H2O，Cu+Cu2+＝2Cu+；
2>脱氯反应：2Cu++Cl-＝2CuCl↓。
所述硫酸锌溶液酸度控制范围为pH小于2至硫酸浓度为200g/L，温度范围为20～80℃，将含铜为45％以上的铜渣破碎使其粒度小于80目以下，铜渣加入量为每立方溶液中加入7kg以上，反应时间为10min～60min，溶液中氯含量降至150mg/L以下，最终溶液中铜离子含量在1.5～3g/L范围内。
所述硫酸锌溶液包括锌冶炼系统中的中上清液和废电解液。
在中上清液中反应时，酸度调至pH为0.5～1.5范围，反应时间为10min～30min，铜渣加入量为7.5～8kg/m3，温度为常温，溶液降氯至150mg/L以下，铜离子最终浓度在1.0～2.5g/L，为最佳工艺条件。
在废电解液溶液中反应时，酸度维持在溶液中原来的硫酸浓度50～200g/L，温度为常温，反应时间为10min～30min，铜渣加入量为7.5～8kg/m3，溶液降氯至150mg/L以下，铜离子最终浓度在1.0～2.5g/L，为最佳工艺条件。
本发明的有益效果是：由于采用了在硫酸锌溶液中加入锌冶炼系统净化除杂产出的铜渣作为氧化剂，将铜与二价铜发生反应生成一价亚铜，然后通过脱氯反应，实现氯离子沉淀，达到脱氯目的的新工艺方法，因而具有原料易得、工艺简单、投资少、脱氯效果好等优点。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
一种湿法炼锌循环溶液系统中脱氯的方法，其特征在于：利用金属铜与二价铜发生氧化还原反应生成一价亚铜，然后亚铜与氯离子结合生成沉淀，达到脱氯的效果。此反应必须满足的前提条件是，有参与反应的金属铜，另外溶液体系中必须有足够量的二价铜离子。本发明是采用锌冶炼系统净化除杂产出的铜渣作为脱氯剂，此铜渣由于产出后经破碎，在与空气接触中，使得表面的金属铜被氧化成了氧化铜，铜渣的物相组成即是氧化铜和金属铜；通过加入铜渣，反应过程中铜渣本身既是氧化剂，同时又是脱氯剂，达到脱氯的效果。此方法也简化了另外添加氧化剂的复杂工序，整个反应化学方程式如下：
CuO+2H+＝Cu2++H2O
Cu+Cu2+＝2Cu+
2Cu++Cl-＝2CuCl↓
反应条件如下：
将硫酸锌溶液酸度控制在pH小于2至硫酸浓度为200g/L范围内，温度范围为20～80℃，将含铜为45％以上的锌冶炼系统净化除杂产出的铜渣破碎，使其粒度小于80目以下，铜渣加入量为每立方溶液中加入7kg以上(即铜渣加入量标准为7kg/m3以上)，反应时间为10min～60min，溶液中氯含量降至150mg/L，最终溶液中铜离子含量在1.5～3g/L范围内。
实施例2：
当在中上清液中反应时，酸度调至pH为0.5～1.5范围，反应时间为10min～30min，铜渣加入量为7.5～8kg/m3，温度为常温，溶液降氯至150mg/L以下，铜离子最终浓度在1.0～2.5g/L。其余同实施例1。
实施例3：
当在废电解液溶液中反应时，酸度维持在溶液中原来的硫酸浓度50～200g/L，温度为常温，反应时间为10min～30min，铜渣量加入量为7.5～8kg/m3，溶液降氯至150mg/L以下，铜离子最终浓度在1.0～2.5g/L。其余同实施例1。

Claims (5)

1、一种湿法炼锌循环溶液系统中脱氯的方法，其特征在于：首先采用氧化剂将铜与二价铜发生反应生成一价亚铜，然后通过脱氯反应，实现氯离子沉淀，达到脱氯的目的，具体工艺条件为：
1>氧化反应：在硫酸锌溶液中加入锌冶炼系统净化除杂产出的铜渣作为氧化剂，其反应方程式为：CuO+2H+＝Cu2++H2O，Cu+Cu2+＝2Cu+；
2>脱氯反应：2Cu++Cl-＝2CuCl↓
2、根据权利要求1所述的湿法炼锌循环溶液系统中脱氯的方法，其特征在于：所述硫酸锌溶液酸度控制范围为pH小于2至硫酸浓度为200g/L，温度范围为20～80℃，将含铜为45％以上的铜渣破碎使其粒度小于80目以下，铜渣加入量为每立方溶液中加入7kg以上，反应时间为10min～60min，溶液中氯含量降至150mg/L以下，最终溶液中铜离子含量在1.5～3g/L范围内。
3、根据权利要求1或2所述的湿法炼锌循环溶液系统中脱氯的方法，其特征在于：所述硫酸锌溶液包括锌冶炼系统中的中上清液和废电解液。
4、根据权利要求3所述的湿法炼锌循环溶液系统中脱氯的方法，其特征在于：在中上清液中反应时，酸度调至pH为0.5～1.5范围，反应时间为10min～30min，铜渣加入量为7.5～8kg/m3，温度为常温，溶液降氯至150mg/L以下，铜离子最终浓度在1.0～2.5g/L。
5、根据权利要求3所述的湿法炼锌循环溶液系统中脱氯的方法，其特征在于：在废电解液溶液中反应时，酸度维持在溶液中原来的硫酸浓度50～200g/L，温度为常温，反应时间为10min～30min，铜渣加入量为7.5～8kg/m3，溶液降氯至150mg/L以下，铜离子最终浓度在1.0～2.5g/L。
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