CN108588419A - 一种光氧化脱除湿法冶锌硫酸锌溶液中有机物的方法 - Google Patents

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曲洪涛
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Abstract

本发明公开了一种光氧化脱除湿法冶锌硫酸锌溶液中有机物的方法，将双氧水加入湿法冶锌的硫酸锌溶液中混合均匀，然后在外光源下，进行光氧化反应，随后静置，即完成硫酸锌溶液中有机物的脱除。本发明通过外加光源和双氧水的强氧化作用，使得硫酸锌溶液(中上清或中和除铁后液)中的有机物分解成二氧化碳和水，有效地解决了硫酸锌溶液中有机物过高且难去除的问题，降低了生产成本，提高了硫酸锌中有机物的脱除率，为湿法冶锌工艺中硫酸锌溶液的有机物有效脱除提供了新方法，具有广阔的应用前景和实用价值。

Description

一种光氧化脱除湿法冶锌硫酸锌溶液中有机物的方法
技术领域
本发明属于湿法冶金技术领域，具体涉及一种光氧化脱除湿法冶锌硫酸锌溶液中有机物的方法。
背景技术
湿法冶金是使用试剂浸出矿石、精矿或其它原料中所含的目标金属组分，使其进入液相，然后对液相中所含有的各种有用金属进行分离富集，最后以金属或其他化合物的形式加以回收的方法。因此，锌的湿法冶金过程主要包括：锌焙砂浸出、浸出液净化、硫酸锌溶液电解沉积。
在湿法冶锌过程中，电解槽中的硫酸锌溶液中通常会残留一些有机污染物，这些有机物密度较轻，悬浮于电解液的中上部，生产实践中经常导致析出锌片上部和沾边条附近颜色暗淡，细小针孔较多，严重时导致剥离锌片拦腰斩断。当有机物浓度升高到一定程度时，会引发电积烧板，极大地危害着生产，影响锌电积电流效率。因此，如何有效地消除这些有机污染物来改善湿法炼锌电解工艺溶液的质量，是提高电解锌片质量以及电流效率亟待解决的技术难题之一。
脱除有机物的常见方法有以下几种：(1)物理沉降和活性炭吸附法。虽然该方法成本低廉，但是在净化过程中难免发生颗粒活性炭穿滤，进入硫酸锌溶液，导致锌电积过程中放电打火现象的发生，从而影响生产的顺利进行；(2)液膜过滤法。通过构建滤膜，利用不同浓度的逆差使离子和有机物分离，虽然比物理吸附更方便，但是存在稳定性差、分离不彻底、价格昂贵等缺点；(3)臭氧氧化法。虽然利用臭氧的强氧化性可以分解有机污染物，但是其对环境易造成伤害，且不易控制。
光氧化是一种面向环境保护的高效技术，其原理是通过氧化剂在光的辐射下产生氧化能力较强的自由基而分解有机污染物。该技术在温和(常温常压)的反应条件下就可以彻底地将有机污染物分解为二氧化碳和水，其净化效果彻底，无二次污染。因此，开发一种光氧化脱除硫酸锌溶液中有机物的方法，具有重要的工业应用价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光氧化脱除湿法冶锌硫酸锌溶液中有机物的方法，解决了现有湿法冶锌硫酸锌溶液中有机物脱除工艺稳定性差、操作环节苛刻、脱除效果差、成本高的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种光氧化脱除湿法冶锌硫酸锌溶液中有机物的方法，将双氧水加入湿法冶锌的硫酸锌溶液中混合均匀，然后在外光源辐照下，进行光氧化反应，随后静置，即完成硫酸锌溶液中有机物的脱除。
本发明特点还在于：
双氧水的质量分数为0.1％～90％。
硫酸锌溶液的pH值为4.0～6.0。
硫酸锌的总有机碳含量≤200mg/L。
双氧水和硫酸锌溶液的体积比为0.01～1:1。
外光源为紫外灯或氙灯。
光氧化反应过程中，所使用的外光源的功率为10～1000W。
光氧化反应时间为0.1～99h，反应过程中持续搅拌。
静置时间为0.1～24h。
硫酸锌溶液为中上清或中和除铁后液。
本发明的有益效果是，
1、本发明通过在湿法冶锌硫酸锌溶液(中上清或中和除铁后液)中仅加入适量的双氧水，利用双氧水在外光源照射下分解产生的强氧化基团·OOH和·OH(2H2O2→·OOH+·OH+H2O)，可以将有机物氧化分解成二氧化碳和水，从而有效地解决了硫酸锌溶液中有机物难脱除的问题，降低提纯成本，为有效脱除湿法冶锌企业硫酸锌溶液中的有机污染物提供了新方法。
2、本发明方法能够在常温常压下有效地将硫酸锌溶液(中上清或中和除铁后液)中的有机污染物分解为二氧化碳和水，反应条件温和、处理效果稳定、且操作过程不影响正常冶锌作业进行，无复杂特殊装备要求，不需要额外增加场地、人力等经济投入，适合工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种光氧化脱除湿法冶锌硫酸锌溶液(中上清或中和除铁后液)中有机物的方法，通过氧化剂双氧水在紫外光的辐射下产生氧化能力较强的自由基(羟基自由基(·OH)、过羟基自由基(·OOH))来氧化分解硫酸锌溶液中的有机污染物。具体按照以下步骤实施：
步骤1，按照体积比0.01～1:1将质量分数为0.1％～90％的双氧水加入湿法冶锌的硫酸锌溶液中混合均匀；
其中硫酸锌溶液的pH值为4.0～6.0，总有机碳含量≤200mg/L。
步骤2，将步骤1得到的混合液置于紫外灯或氙灯下，控制光源功率为10～1000W，进行光氧化反应，反应过程中持续搅拌，反应时间为0.1～99h。
步骤3，将反应后的混合液静置0.1～24h，即完成硫酸锌溶液中有机物的脱除。
本发明通过在湿法冶锌硫酸锌溶液(中上清或中和除铁后液)中加入适量的双氧水，利用双氧水在外光源照射下分解产生的强氧化基团(·OOH和·OH)在常温常压下将有机物氧化分解成二氧化碳和水，反应条件温和、处理效果稳定、且操作过程不影响正常冶锌作业进行，无复杂特殊装备要求，不需要额外增加场地、人力等经济投入，可以有效地解决硫酸锌溶液(中上清或中和除铁后液)中有机物难脱除的问题，适合工业化生产。
实施例1
分别量取50mL的湿法冶锌中的中上清溶液(pH为5.2，总有机碳含量为63mg/L)和5mL的双氧水(质量分数为30％)，将双氧水加入到硫酸锌溶液中并混合均匀。然后将得到的混合液装入100mL的石英反应管，在500W的紫外灯光源照射、磁力搅拌下反应3.5h。之后结束光照，自然静置3h，用吸管吸取反应液进行总有机碳含量测定。
测试结果表明，得到的反应液中，总有机碳含量为13.4mg/L，硫酸锌溶液中有机物碳含量降低至原来的21.26％。
实施例2
量取100mL的中上清溶液(pH为4.0，总有机碳含量为200mg/L)，之后与1mL(质量分数为3％)的双氧水混合均匀。然后将得到的混合液装入150mL的石英反应管中，在300W的紫外灯光源照射、磁力搅拌下反应1h。之后结束光照，自然静置1h，用吸管吸取反应液进行总有机碳含量测定。
测试结果表明，得到的反应液中，总有机碳含量为170.9mg/L，硫酸锌溶液中有机物碳含量降低至原来的85.4％。
实施例3
取30mL的中上清溶液(pH为4.6，总有机碳含量为125mg/L)，与30mL(质量分数为0.1％)双氧水混合均匀。然后将得到的混合液装入100mL的石英反应管中，在1000W的紫外灯光源照射、磁力搅拌下反应20h。之后结束光照，自然静置0.1h，用吸管吸取反应液进行总有机碳含量测定。
测试结果表明，得到的反应液中，总有机碳含量为96.9mg/L，硫酸锌溶液中有机物碳含量降低至原来的77.5％。
实施例4
取80mL的中上清溶液(pH为6.0，总有机碳含量为83mg/L)，与50mL(质量分数为90％)双氧水混合均匀。然后将得到的混合液装入150mL的石英反应管中，在10W的氙灯光源照射、磁力搅拌下反应15h。之后结束光照，自然静置8h，用吸管吸取反应液进行总有机碳含量测定。
测试结果表明，得到的反应液中，总有机碳含量为28.3mg/L，硫酸锌溶液中有机物碳含量降低至原来的34.1％。
实施例5
取70mL的中和除铁后液溶液(pH为5.0，总有机碳含量为60mg/L)，与30mL(质量分数为86％)双氧水混合均匀。然后将得到的混合液装入150mL的石英反应管中，在700W的紫外灯光源照射、磁力搅拌下反应99h。之后结束光照，自然静置12h，用吸管吸取反应液进行总有机碳含量测定。
测试结果表明，得到的反应液中，总有机碳含量为20.1mg/L，硫酸锌溶液中有机物碳含量降低至原来的33.5％。
实施例6
量取40mL的中和除铁后液溶液(pH为4.0，总有机碳含量为80mg/L)，之后与10mL(质量分数为33％)双氧水混合均匀。然后将得到的混合液装入100mL的石英反应管中，在200W的紫外灯光源照射、磁力搅拌下反应0.1h。之后结束光照，自然静置24h，用吸管吸取反应液进行总有机碳含量测定。
测试结果表明，得到的反应液中，总有机碳含量为46.9mg/L，硫酸锌溶液中有机物碳含量降低至原来的58.63％。

Claims (10)

1.一种光氧化脱除湿法冶锌硫酸锌溶液中有机物的方法，其特征在于，将双氧水加入湿法冶锌的硫酸锌溶液中混合均匀，然后在外光源辐照下，进行光氧化反应，随后静置，即完成硫酸锌溶液中有机物的脱除。
2.根据权利要求1所述的一种光氧化脱除湿法冶锌硫酸锌溶液中有机物的方法，其特征在于，所述双氧水的质量分数为0.1％～90％。
3.根据权利要求1所述的一种光氧化脱除湿法冶锌硫酸锌溶液中有机物的方法，其特征在于，所述硫酸锌溶液的pH值为4.0～6.0。
4.根据权利要求1所述的一种光氧化脱除湿法冶锌硫酸锌溶液中有机物的方法，其特征在于，所述硫酸锌溶液的总有机碳含量≤200mg/L。
5.根据权利要求1所述的一种光氧化脱除湿法冶锌硫酸锌溶液中有机物的方法，其特征在于，所述双氧水和硫酸锌的体积比为0.01～1:1。
6.根据权利要求1所述的一种光氧化脱除湿法冶锌硫酸锌溶液中有机物的方法，其特征在于，所述外光源为紫外灯或氙灯。
7.根据权利要求1所述的一种光氧化脱除湿法冶锌硫酸锌溶液中有机物的方法，其特征在于，所述光氧化反应过程中，所使用的外光源的功率为10～1000W。
8.根据权利要求1所述的一种光氧化脱除湿法冶锌硫酸锌溶液中有机物的方法，其特征在于，所述光氧化反应时间为0.1～99h，反应过程中持续搅拌。
9.根据权利要求1所述的一种光氧化脱除湿法冶锌硫酸锌溶液中有机物的方法，其特征在于，所述静置时间为0.1～24h。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种光氧化脱除湿法冶锌硫酸锌溶液中有机物的方法，其特征在于，所述硫酸锌溶液为中上清或中和除铁后液。
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