CN109371259B - 一种从硫酸锌溶液中去除氯的方法 - Google Patents

一种从硫酸锌溶液中去除氯的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种从硫酸锌溶液中去除氯的方法,其步骤为:向硫酸锌溶液中加入浓硫酸调整pH;加入抗坏血酸,再加入氧化亚铜进行除氯处理,形成氯化亚铜沉淀,过滤后取滤液备用;用无水乙醇冲洗氯化亚铜沉淀,合并冲洗液和滤液,得到混合液;向混合液中加入等体积的有机胺,萃取,静置分层,即得去除氯的硫酸锌溶液和富氯有机相;用反萃取剂反萃所述富氯有机相,使氯和有机相分离。本发明的方法有效去除了硫酸锌溶液中的氯离子,脱氯效率高、工艺简单,降低了除氯的成本。

Description

一种从硫酸锌溶液中去除氯的方法
技术领域
本发明涉及化工生产技术领域,特别涉及一种从硫酸锌溶液中去除氯的方法。
背景技术
从硫酸锌溶液中回收锌通常以电解发生。在锌电解中氯离子是相当有害的 物质,因为其腐蚀阴极表面以致当从阴极上剥离锌板时引起问题,增大了耗能,同时降低了电解锌的质量,因此需要将硫酸锌溶液中的氯去除,从而提高电解锌的质量,减少能耗和生产成本。
现有技术中有许多除去氯离子的方法,主要包括树脂脱氯法、碱洗脱氯法、银盐沉淀脱氯法,铜盐沉淀脱氯法。采用树脂脱氯法脱除硫酸锌溶液中氯离子,理论完善但脱氯效率低;采用碱洗脱氯法脱除硫酸锌溶液中氯离子,损失溶液中大量的锌,同时脱氯效率低;采用银盐沉淀脱氯法脱除硫酸锌溶液中氯离子,虽然能够有效脱出溶液氯离子,但是其成本高。采用铜盐沉淀脱氯法脱除硫酸锌溶液中氯离子,具有原理简单、操作方便且成本低的优点,但由于氯化亚铜很不稳定,易被氧化为二价铜离子,使氯离子又进入硫酸锌溶液中,降低了脱氯效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提供一种脱氯效率高、成本低廉、工艺简单的从硫酸锌溶液中去除氯的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种从硫酸锌溶液中去除氯的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)向硫酸锌溶液中加入浓硫酸调整pH;
2)向步骤1)制备的溶液中加入抗坏血酸,再加入氧化亚铜进行除氯处理,形成氯化亚铜沉淀,过滤后取滤液备用;
3)用无水乙醇冲洗氯化亚铜沉淀,合并冲洗液和步骤2)中的滤液,得到混合液;
4)向混合液中加入等体积的有机胺,萃取,静置分层,即得去除氯的硫酸锌溶液和富氯有机相;
5)用反萃取剂反萃所述富氯有机相,使氯和有机相分离。
进一步,所述浓硫酸的浓度为10-20mol/L,所述pH为1-3。
进一步,所述抗坏血酸溶液的浓度为5-10%,所述除氯处理时间为40min-60min。由此可以使得氯离子完全被氧化亚铜沉淀,以便进一步提高除氯效率同时降低除氯成本。
抗坏血酸是一种强抗氧化剂,具有较强的还原性,易被氧化,通过在生成氯化亚铜沉淀之前加入抗坏血酸,在氯化亚铜过滤时,抗坏血酸能够与氯化亚铜争夺空气中的氧,能够起到保护氯化亚铜被氧化的作用,从而降低氯化亚铜沉淀被氧化后的氯离子再进入硫酸锌溶液中的量,提高除氯效率。
进一步,所述氧化亚铜是由亚硫酸钠与硫酸铜饱和溶液在70~90℃下反应10~60min制备得到的,所述氧化亚铜与硫酸锌溶液中氯的质量比为3-5。
进一步,所述有机胺溶液为二甲胺、三甲胺、正丁胺中的一种或两种。
加入有机胺进一步萃取滤液和冲洗液中的氯,使氯进入有机相中,再通过萃取分层进一步去除溶液中的氯,提高氯的去处率。
优选地,所述有机胺溶液为二甲胺、三甲胺、正丁胺中的任意两种按照体积比为1:1混合后的溶液。
进一步,所述有机胺加入混合液后的作用时间为4-6h。
进一步,所述反萃剂为硫酸钠溶液或硝酸钠溶液中的至少一种,所述硫酸钠溶液的浓度为2%~4%,所述硝酸钠的浓度为5%~8%。
用反萃取剂提取富氯有机相中的氯,使氯和有机相分离,分离后的有机相可用来萃取所述滤液和冲洗液中的氯,从而达到循环使用,降低了除氯的成本。
进一步,所述反萃取的条件为:反萃取时间为3min~5min,温度为 15℃~30℃,澄清时间3min~6min,反萃取时所述富氯有机相和反萃取剂的体积比为1:1~1:3。
本发明一种从硫酸锌溶液中去除氯的方法的有益效果:本发明通过在硫酸锌溶液中加入抗坏血酸,再用有机胺萃取滤液和冲洗液中残留的氯,提高了氯的去除率,实现了氯离子与硫酸锌溶液的分离,脱氯效率高;采用反萃取剂使氯和有机相分离,使有机相能够循环使用,降低了除氯成本,提高了除氯效率。
附图说明
图1—本发明一种从硫酸锌溶液中去除氯的方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明,但这些具体实施方案不以任何方式限制本发明的保护范围。
实施例1
一种从硫酸锌溶液中去除氯的方法,其步骤为:取500mL硫酸锌溶液中加入10mol/L浓硫酸调整pH,使溶液pH为3,其中氯离子浓度为1g/L;向其中加入5%抗坏血酸,再加入3g硫酸铜,反应40min,得到氯化亚铜沉淀后过滤;用无水乙醇冲洗氯化亚铜沉淀,合并冲洗液和滤液,得到混合液;再向混合液中加入等体积的二甲胺和三甲胺混合后的萃取液萃取混合液中的氯,其中萃取液由二甲胺和三甲胺按体积比为1:1制成,萃取4h后,静置分层,即得去除氯的硫酸锌溶液和富氯有机相;向富氯有机相中加入2%硫酸钠溶液反萃取富氯有机相中的氯,反萃取时间为3min,温度为 15℃,澄清时间3min,反萃取时所述富氯有机相和反萃取剂的体积比为1:2,反萃取后的有机相可循环使用,用于萃取冲洗液和滤液中的氯。
氧化亚铜的制备:取硫酸铜溶液200mL,加热至50摄氏度,加入36.3g亚硫酸钠(用量系数为1.2)反应 2h,之后过滤,得到氧化亚铜。
实施例2
一种从硫酸锌溶液中去除氯的方法,其步骤为:取500mL硫酸锌溶液中加入20mol/L浓硫酸调整pH,使溶液pH为1,其中氯离子浓度为1g/L;向其中加入10%抗坏血酸,再加入3g硫酸铜,反应60min,得到氯化亚铜沉淀后过滤;用无水乙醇冲洗氯化亚铜沉淀,合并冲洗液和滤液,得到混合液;再向混合液中加入等体积的二甲胺和正丁胺混合后的萃取液萃取混合液中的氯,其中萃取液由二甲胺和三甲胺按体积比为1:1制成,萃取6h后,静置分层,即得去除氯的硫酸锌溶液和富氯有机相;向富氯有机相中加入5%硝酸钠溶液反萃取富氯有机相中的氯,反萃取时间为5min,温度为 30℃,澄清时间6min,反萃取时所述富氯有机相和反萃取剂的体积比为1:3,反萃取后的有机相可循环使用,用于萃取冲洗液和滤液中的氯。
氧化亚铜的制备:取硫酸铜溶液200mL,加热至50摄氏度,加入36.3g亚硫酸钠(用量系数为1.2)反应 2h,之后过滤,得到氧化亚铜。
实施例3
一种从硫酸锌溶液中去除氯的方法,其步骤为:取500mL硫酸锌溶液中加入15mol/L浓硫酸调整pH,使溶液pH为2,其中氯离子浓度为1g/L;向其中加入8%抗坏血酸,再加入3g硫酸铜,反应50min,得到氯化亚铜沉淀后过滤;用无水乙醇冲洗氯化亚铜沉淀,合并冲洗液和滤液,得到混合液;再向混合液中加入等体积的三甲胺和正丁胺混合后的萃取液萃取混合液中的氯,其中萃取液由二甲胺和三甲胺按体积比为1:1制成,萃取5h后,静置分层,即得去除氯的硫酸锌溶液和富氯有机相;向富氯有机相中加入6%硝酸钠溶液反萃取富氯有机相中的氯,反萃取时间为4min,温度为 20℃,澄清时间4min,反萃取时所述富氯有机相和反萃取剂的体积比为1:1,反萃取后的有机相可循环使用,用于萃取冲洗液和滤液中的氯。
氧化亚铜的制备:取硫酸铜溶液200mL,加热至50摄氏度,加入36.3g亚硫酸钠(用量系数为1.2)反应 2h,之后过滤,得到氧化亚铜。
对比例1
取500mL硫酸锌溶液中加入10mol/L浓硫酸调整pH,使溶液pH为3,其中氯离子浓度为1g/L;再加入3g硫酸铜,反应40min,得到氯化亚铜沉淀后过滤;用无水乙醇冲洗氯化亚铜沉淀,合并冲洗液和滤液,得到混合液;再向混合液中加入等体积的二甲胺和三甲胺混合后的萃取液萃取混合液中的氯,其中萃取液由二甲胺和三甲胺按体积比为1:1制成,萃取4h后,静置分层,即得去除氯的硫酸锌溶液和富氯有机相;向富氯有机相中加入2%硫酸钠溶液反萃取富氯有机相中的氯,反萃取时间为3min,温度为 15℃,澄清时间3min,反萃取时所述富氯有机相和反萃取剂的体积比为1:2,反萃取后的有机相可循环使用,用于萃取冲洗液和滤液中的氯。
氧化亚铜的制备:取硫酸铜溶液200mL,加热至50摄氏度,加入36.3g亚硫酸钠(用量系数为1.2)反应 2h,之后过滤,得到氧化亚铜。
对比例2
取500mL硫酸锌溶液中加入10mol/L浓硫酸调整pH,使溶液pH为3,其中氯离子浓度为1g/L;再加入3g硫酸铜,反应40min,得到氯化亚铜沉淀。
氧化亚铜的制备:取硫酸铜溶液200mL,加热至50摄氏度,加入36.3g亚硫酸钠(用量系数为1.2)反应 2h,之后过滤,得到氧化亚铜。
对比例3
取500mL硫酸锌溶液中加入20mol/L浓硫酸调整pH,使溶液pH为1,加入等体积的二甲胺和正丁胺混合后的萃取液萃取混合液中的氯,其中萃取液由二甲胺和三甲胺按体积比为1:1制成,萃取6h后,静置分层,即得去除氯的硫酸锌溶液和富氯有机相。
实施例1-3和对比例1-3中硫酸锌溶液中氯的去除率见下表:
Figure DEST_PATH_IMAGE002
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的 限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何 熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示 的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发 明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、 等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种从硫酸锌溶液中去除氯的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)向硫酸锌溶液中加入浓硫酸调整pH;所述浓硫酸的浓度为10-20mol/L,所述pH为1-3;
2)向步骤1)制备的溶液中加入抗坏血酸,再加入氧化亚铜进行除氯处理,形成氯化亚铜沉淀,过滤后取滤液备用;所述抗坏血酸溶液的浓度为5-10%,所述除氯处理时间为40min-60min;所述氧化亚铜是由亚硫酸钠与硫酸铜饱和溶液在70~90℃下反应10~60min制备得到的,所述氧化亚铜与硫酸锌溶液中氯的质量比为3-5;
3)用无水乙醇冲洗氯化亚铜沉淀,合并冲洗液和步骤2)中的滤液,得到混合液;
4)向混合液中加入等体积的有机胺,萃取,静置分层,即得去除氯的硫酸锌溶液和富氯有机相;
5)用反萃取剂反萃所述富氯有机相,使氯和有机相分离。
2.根据权利要求1所述一种从硫酸锌溶液中去除氯的方法,其特征在于,所述有机胺溶液为二甲胺、三甲胺、正丁胺中的一种或两种。
3.根据权利要求2所述一种从硫酸锌溶液中去除氯的方法,其特征在于,所述有机胺溶液为二甲胺、三甲胺、正丁胺中的任意两种按照体积比为1:1混合后的溶液。
4.根据权利要求1所述一种从硫酸锌溶液中去除氯的方法,其特征在于,所述有机胺加入混合液后的作用时间为4-6h。
5.根据权利要求1所述一种从硫酸锌溶液中去除氯的方法,其特征在于,所述反萃取剂为硫酸钠溶液或硝酸钠溶液中的至少一种,所述硫酸钠溶液的浓度为2%~4%,所述硝酸钠的浓度为5%~8%。
6.根据权利要求1所述一种从硫酸锌溶液中去除氯的方法,其特征在于,所述反萃取的条件为:反萃取时间为3min~5min,温度为 15℃~30℃,澄清时间3min~6min,反萃取时所述富氯有机相和反萃取剂的体积比为1:1~1:3。
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