CN105002360A - 一种应用超重力和臭氧强化脱除硫酸锌溶液中有机物的方法 - Google Patents

一种应用超重力和臭氧强化脱除硫酸锌溶液中有机物的方法 Download PDF

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孙成余
曲洪涛
罗永光
孙斯景
谢庭芳
吴红林
张候文
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Abstract

本发明公开一种应用超重力和臭氧强化脱除硫酸锌溶液中有机物的方法，属于冶金和化工领域，所述方法的具体步骤为：1）硫酸锌溶液预加热；2）硫酸锌溶液加氧雾化；3）雾化后的硫酸锌溶液在超重力发行设备充分与臭氧进行强化反应；4）保持超重力场发生器的氧气和溶液循环，即得到合格的硫酸锌溶液。本发明利用在超重力环境下，在超重力场条件下，溶液在雾化（细粒）条件与臭氧充分接触，加超重力场发生器内臭氧进行循环，进一步提高氧化效率，促使硫酸锌溶液中的有机物氧化生成CO2与H2，从而实现湿法锌冶金过程硫酸锌溶液中有机物的脱除，与现有技术相比，本发明的有益效果是作业时间短，生产成本低，溶液质量稳定。

Description

一种应用超重力和臭氧强化脱除硫酸锌溶液中有机物的方法
技术领域
本发明涉及一种应用超重力和臭氧强化脱除硫酸锌溶液中有机物的方法，属于冶金和化工领域。
背景技术
在湿法锌冶金过程中，溶液中的有机物过高会影响溶液净化电解生产过程，造成电解电流效率降低、直流能耗增加，整体生产成本增加。现有的公知方法是需要加入吸附剂或其它添加剂，吸附剂或添加剂综合循环利用、回收难度大，整体生成成本高。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种应用超重力和臭氧强化脱除硫酸锌溶液中有机物的方法，利用超重力场在超重力环境下对硫酸锌溶液进行净化，并利用臭氧强化脱除硫酸锌溶液中有机物，作业时间短，所需场地小，在同时有效的降低了人工劳动强度进行高效净化。
为了达到上述目的，本发明提出如下技术方案：
一种应用超重力和臭氧强化脱除硫酸锌溶液中有机物的方法，具体步骤为：
1）将硫酸锌溶液通过加温装置将硫酸溶液温度提高到80-100℃；
2）将加温至80-100℃的硫酸锌溶液雾化，使溶液分散成颗粒状和细线状加入超重力场发生器内；
3) 雾化后的硫酸锌溶液在超重力发行设备充分与臭氧反应；
4）控制超重力发生器内的臭氧分压0.01-0.5 MPa、氧气分压0.1-2.0 MPa；出口溶液80-100℃，保持超重力场发生器的臭氧和溶液循环，控制反应时间为5-30分钟。
作为优选，硫酸锌溶液的PH值为2.0—5.4之间。
作为优选，在步骤2）中，硫酸锌溶液使用70-100%的氧气进行雾化。
作为优选，在步骤3）中，硫酸锌溶液经雾化后体积在加超重力场发生器中增加3-30倍。
作为优选，在步骤4）中，溶液雾化成细粒状态在超重力场发生器内与臭氧和氧充分接触，促使硫酸锌溶液中的有机物氧化生成CO2与H2，从而实现湿法锌冶金过程硫酸锌溶液中有机物的脱除。
作为优选，在步骤4）中，溶液雾化成细粒状态与氧气和臭氧充分接触，其反应过程是气-液和气-汽反应。
本发明的有益效果：
本发明利用在超重力环境下，不同大小分子之间的分子扩散和相间传质过程比常规重力场下要快的多，气－液、液－液、液－固两相间在比地球重力场大数百倍至千倍的超重力环境下的多孔介质和孔道中产生流动接触，巨大的剪切力将液体撕裂成微米甚至纳米级的液膜、液丝和液滴，产生巨大的和快速更新的相界面，使相间传质速率比传统塔设备提高1～3个数量级。因此在超重力场条件下，溶液在雾化（细粒）条件与氧充分接触，加超重力场发生器内臭氧进行循环，促使硫酸锌溶液中的有机物氧化生成CO2与H2，从而实现湿法锌冶金过程硫酸锌溶液中有机物的脱除。与现有技术相比，本发明的有益效果是作业时间短，生产成本低，溶液质量稳定。
附图说明
图1为硫酸锌溶液中有机物脱除的工艺示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例和附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种应用超重力和臭氧强化脱除硫酸锌溶液中有机物的方法，具体步骤为：
1）将的pH值为2.0—5.4的硫酸锌溶液通过加温装置将硫酸溶液温度提高到80-100℃；
2）将加温至80-100℃的硫酸锌溶液雾化，硫酸锌溶液使用70-100%的氧气进行雾化，使溶液分散成颗粒状和细线状加入超重力场发生器内；
3) 雾化后的硫酸锌溶液在超重力发行设备充分与臭氧反应，使硫酸锌溶液经雾化后体积在加超重力场发生器中增加3-30倍；
4）控制超重力发生器内的臭氧分压0.01-0.5 MPa、氧气分压0.1-2.0 MPa；出口溶液80-100℃，保持超重力场发生器的臭氧和溶液循环，控制反应时间为5-30分钟，溶液雾化成细粒状态在超重力场发生器内与臭氧和氧充分接触，促使硫酸锌溶液中的有机物氧化生成CO2与H2，从而实现湿法锌冶金过程硫酸锌溶液中有机物的脱除，此过程中，溶液雾化成细粒状态与氧气和臭氧充分接触，其反应过程是气-液和气-汽反应。
实施例1
将焙烧矿中性浸出的硫酸锌溶液（pH：5.2）1000 ml升温到82℃，雾化加入到3000 ml的加压釜中，臭氧分压0.05 MPa、氧分压0.5 MPa之间、超重力发生器的内气体循环、溶液循环雾化，时间10 min，硫酸锌溶液有机物含量降低68.47%。
实施例2
将氧化锌烟尘酸性浸出硫酸锌溶液（pH：2.0）1000 ml升温到95℃，雾化加入到3000ml的加压釜中，臭氧分压0.1MPa、氧分压1.0MPa之间、、超重力发生器内气体循环、溶液循环雾化，时间15min，硫酸锌溶液有机物含量降低89.76%。
实施例3：
将净化后硫酸锌溶液（pH：4.5）1000ml升温到98℃，雾加入到3000ml的超重力发生器中，臭氧分压0.5MPa、氧分压2.0MPa之间、超重力场内气体循环、溶液循环雾化，时间30min，硫酸锌溶液有机物含量降低97.83%。
本发明利用在超重力环境下，不同大小分子之间的分子扩散和相间传质过程比常规重力场下要快的多，气－液、液－液、液－固两相间在比地球重力场大数百倍至千倍的超重力环境下的多孔介质和孔道中产生流动接触，巨大的剪切力将液体撕裂成微米甚至纳米级的液膜、液丝和液滴，产生巨大的和快速更新的相界面，使相间传质速率比传统塔设备提高1～3个数量级。因此在超重力场条件下，溶液在雾化（细粒）条件与氧充分接触，加超重力场发生器内臭氧进行循环，促使硫酸锌溶液中的有机物氧化生成CO2与H2，从而实现湿法锌冶金过程硫酸锌溶液中有机物的脱除。与现有技术相比，本发明的有益效果是作业时间短，生产成本低，溶液质量稳定。
最终，以上实施例和附图仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (6)

1.一种应用超重力和臭氧强化脱除硫酸锌溶液中有机物的方法，其特征在于，具体步骤为：
1）将硫酸锌溶液通过加温装置将硫酸溶液温度提高到80-100℃；
2）将加温至80-100℃的硫酸锌溶液雾化，使溶液分散成颗粒状和细线状加入超重力场发生器内；
3) 雾化后的硫酸锌溶液在超重力发行设备充分与臭氧反应；
4）控制超重力发生器内的臭氧分压0.01-0.5 MPa、氧气分压0.1-2.0 MPa；出口溶液80-100℃，保持超重力场发生器的臭氧和溶液循环，控制反应时间为5-30分钟。
2.根据权利要求1所述的一种应用超重力和臭氧强化脱除硫酸锌溶液中有机物的方法，其特征在于：硫酸锌溶液的PH值为2.0—5.4之间。
3.根据权利要求1所述的一种应用超重力和臭氧强化脱除硫酸锌溶液中有机物的方法，其特征在于：在步骤2）中，硫酸锌溶液使用70-100%的氧气进行雾化。
4.根据权利要求1所述的一种应用超重力和臭氧强化脱除硫酸锌溶液中有机物的方法，其特征在于：在步骤3）中，硫酸锌溶液经雾化后体积在加超重力场发生器中增加3-30倍。
5.根据权利要求1所述的一种应用超重力和臭氧强化脱除硫酸锌溶液中有机物的方法，其特征在于：在步骤4）中，溶液雾化成细粒状态在超重力场发生器内与臭氧和氧充分接触，促使硫酸锌溶液中的有机物氧化生成CO2与H2，从而实现湿法锌冶金过程硫酸锌溶液中有机物的脱除。
6.根据权利要求1所述的一种应用超重力和臭氧强化脱除硫酸锌溶液中有机物的方法，其特征在于：在步骤4）中，溶液雾化成细粒状态与氧气和臭氧充分接触，其反应过程是气-液和气-汽反应。
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