CN108754177A - 一种紫外光辐照脱除湿法冶锌硫酸锌溶液中有机物的方法 - Google Patents

一种紫外光辐照脱除湿法冶锌硫酸锌溶液中有机物的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种紫外光辐照脱除湿法冶锌硫酸锌溶液中有机物的方法，选用紫外光作光源辐照硫酸锌溶液，进行光氧化辐照反应，随后静置，即完成硫酸锌溶液中有机物的脱除。本发明通过外加紫外光光源辐照，使得强酸性的硫酸锌溶液(酸浸上清液或氧化一段酸性浸出液)中产生具有强氧化性的·SO4 ‑自由基，在常温常压下无需使用任何氧化剂和光催化剂，能够将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，适合工业化生产。

Description

一种紫外光辐照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，具体涉及一种紫外光辐照脱除湿法冶锌硫酸锌溶液中有机物的方法。
背景技术
湿法冶锌过程主要包括：锌焙砂浸出、浸出液净化、硫酸锌溶液电解沉积。然而，在湿法冶锌使用的硫酸锌溶液中经常会残留一些有机污染物，这些有机物易于悬浮在硫酸锌电解液的中上部，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。当这些有机物浓度增高到一定程度时，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，如何有效地脱除湿法冶锌硫酸锌溶液中有机物来净化电解液，是改善电解锌片质量和提高电流效率亟待解决的技术难题之一。
紫外光辐照技术是一种面向环境保护的高效方法，其原理是利用紫外光将液相中的活性基体转化为较强自由基的氧化基团进而分解有机污染物。该技术在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，无需使用任何氧化剂和光催化剂，且净化效果彻底，无二次污染。因此，开发一种紫外光辐照脱除硫酸锌溶液中有机物的方法，能够节能降耗，促进湿法炼锌企业的可持续发展，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紫外光辐照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，一种紫外光辐照脱除湿法冶锌硫酸锌溶液中有机物的方法，利用紫外光作光源，辐照湿法冶锌的硫酸锌溶液，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：
硫酸锌溶液的pH值为1.0～3.5。
硫酸锌的总有机碳含量≤100mg/L。
外加光源为紫外灯。
紫外光辐照过程中，所使用的外加光源的功率为10～1000W。
紫外光辐照时间为0.1～99h，反应过程中持续搅拌。
静置时间为0.1～24h。
紫外光辐照反应过程中，每单位功率下紫外灯辐射的反应液体积范围为0.1～100mL。
硫酸锌溶液为酸浸上清液或氧化一段酸性浸出液。
本发明的有益效果是，
1、本发明仅通过紫外光辐照湿法冶锌硫酸锌溶液(酸浸上清液或氧化一段酸性浸出液)，利用体系中存在的HSO4 -基团可以在紫外光照射下转变为具有强氧化性的·SO4 -和H+(HSO4 -→·SO4 -+H+)，这些强氧化·SO4 -基团随后能够将大分子有机物氧化成小分子有机物甚至二氧化碳和水，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不同工序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，无需使用任何氧化剂和光催化剂，就能够有效地脱除硫酸锌溶液(酸浸上清液或氧化一段酸性浸出液)中的有机污染物，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，适合大规模产业化。
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。
本发明一种紫外光辐照脱除湿法冶锌硫酸锌溶液(酸浸上清液或氧化一段酸性浸出液)中有机物的方法，通过强酸性硫酸锌溶液在紫外光的辐射下产生氧化能力强的自由基(·SO4 -)来氧化分解硫酸锌溶液中的有机污染物，从而替代此类降解工艺都需要氧化剂和光催化剂的复杂要求，简化了工艺，降低了成本。具体按照以下步骤实施：
步骤1，取一定体积的硫酸锌溶液；
其中硫酸锌溶液的pH值为1.0～3.5，总有机碳含量≤100mg/L。
步骤2，将步骤1得到的反应液置于紫外灯下，控制光源功率为10～1000W，进行紫外光辐照降解，每单位功率下紫外灯辐射的反应液体积范围为0.1～100mL，反应过程中持续搅拌，反应时间为0.1～99h。
步骤3，将反应后的液体静置0.1～24h，即完成硫酸锌溶液中有机物的脱除。
本发明通过紫外光辐照湿法冶锌硫酸锌溶液(酸浸上清液或氧化一段酸性浸出液)，利用强酸性硫酸锌溶液中的HSO4 -基团可以在紫外光照射下转变为具有强氧化性的·SO4 -自由基，在常温常压下无需使用任何氧化剂和光催化剂，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(酸浸上清液和氧化一段酸性浸出液)中有机物难脱除的问题，适合工业化生产。
实施例1
选取湿法冶锌中的酸浸上清液溶液(pH为3.5，总有机碳含量为72mg/L)，取50mL的酸浸上清液溶液装入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35.4mg/L，硫酸锌溶液中有机物碳含量降低至原来的49.16％。
实施例2
选取湿法冶锌中的氧化一段酸性浸出液溶液(pH为1.0，总有机碳含量为100mg/L)，取50mL的酸浸上清液溶液装入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6.4mg/L，硫酸锌溶液中有机物碳含量降低至原来的6.4％。
实施例3
选取湿法冶锌中的酸浸上清液溶液(pH为3.0，总有机碳含量为65mg/L)，取100mL的酸浸上清液溶液装入150mL的石英反应管，在10W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47.6mg/L，硫酸锌溶液中有机物碳含量降低至原来的73.23％。
实施例4
选取湿法冶锌中的氧化一段酸性浸出液溶液(pH为1.5，总有机碳含量为50mg/L)，取10mL的酸浸上清液溶液装入100mL的石英反应管，在1000W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15.6mg/L，硫酸锌溶液中有机物碳含量降低至原来的31.2％。
实施例5
选取湿法冶锌中的酸浸上清液溶液(pH为2.5，总有机碳含量为40mg/L)，取100mL的酸浸上清液溶液装入150mL的石英反应管，在100W的紫外灯光源照射、磁力搅拌下反应66h。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20.2mg/L，硫酸锌溶液中有机物碳含量降低至原来的50.5％。
实施例6
选取湿法冶锌中的酸浸上清液溶液(pH为2.0，总有机碳含量为90mg/L)，取500mL的酸浸上清液溶液装入150mL的石英反应管，在10W的紫外灯光源照射、磁力搅拌下反应24h。之后结束光照，自然静置16h，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74.2mg/L，硫酸锌溶液中有机物碳含量降低至原来的82.2％。

Claims (9)

1.一种紫外光辐照脱除湿法冶锌硫酸锌溶液中有机物的方法，其特征在于，取一定体积的湿法冶锌的硫酸锌溶液，然后在紫外光辐照下，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所述的一种紫外光辐照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1.0～3.5。
3.根据权利要求1所述的一种紫外光辐照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≤100mg/L。
4.根据权利要求1所述的一种紫外光辐照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。
5.根据权利要求1所述的一种紫外光辐照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，所使用的紫外光光源的功率为10～1000W。
6.根据权利要求1所述的一种紫外光辐照脱除湿法冶锌硫酸锌溶液中有机物的方法，其特征在于，所述紫外光辐照时间为0.1～99h，反应过程中持续搅拌。
7.根据权利要求1所述的一种紫外光辐照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。
8.根据权利要求1所述的一种紫外光辐照脱除湿法冶锌硫酸锌溶液中有机物的方法，其特征在于，所述紫外光辐照过程中，每单位功率下紫外灯辐射的硫酸锌溶液体积范围为0.1～100mL。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种紫外光辐照脱除湿法冶锌硫酸锌溶液中有机物的方法，其特征在于，所述硫酸锌溶液为酸浸上清液和氧化一段酸性浸出液。
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