用氧化銅礦提供銅離子的超聲除氯方法技術

一種用氧化銅礦提供銅離子的超聲除氯方法，采用氧化銅礦配料含氯鋅礦物的方法，獲得含有足夠二價銅離子的含氯溶液；通過控制含氯溶液液溫和pH，阻止含氯溶液中有堿式硫酸鋅晶粒生成；讓均勻加入鋅粉的含氯溶液單向流經超聲波聲場，利用超聲波作用，使鋅粉在含氯溶液中呈均質化分布，強化二價銅離子還原過程產生的一價銅離子與氯離子結合生成氯化亞銅晶粒的除氯反應過程，尤其是消除除氯反應空白區域，并阻止氯化亞銅晶粒在鋅粉表面沉積。所述的含氯鋅礦物，包括氧化鋅礦、次氧化鋅、含鋅煙塵和鋅焙砂。所述的超聲波聲場，其超聲波聲強≥1w/cm2。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種脫除硫酸鋅溶液中氯離子的凈化方法，尤其是一種，屬凈化

技術介紹
濕法煉鋅電積過程要求電積新液(凈化后硫酸鋅溶液)含氯< O. 2g/L，以阻止氯離子腐蝕鋅電積陽極板和電鋅產品含鉛超標，所以一般濕法煉鋅電積過程都需要進行前置除氯處理；在先除氯方法有很多種，包括火法除氯法、水洗除氯法、氫氧化銀除氯法、氧化亞銅除氯法、樹脂除氯法和銅渣除氯法等。其中，火法除氯法和水洗除氯法，因污染環境而被淘汰；氫氧化銀除氯法和氧化亞銅除氯法，因除氯成本高而難以應用；樹脂除氯法，因解吸后液為高氯濃酸廢液，環保處理成本較高，且除氯效果難以達到0#電鋅產品要求，多為中小型濕法煉鋅廠應用；銅渣除氯法，利用含銅渣配料提供銅離子，在鋅粉置換除銅過程除氯，因其除氯成本低，正被越來越多的濕法煉鋅廠關注和應用。銅渣除氯法的技術原理是利用在二價銅離子還原過程產生的一價銅離子與氯離子結合生成氯化亞銅晶粒而實現除氯過程。其優點是在除銅過程同步除氯，除氯成本低；氯化亞銅晶粒(即氯化亞銅渣)作為銅精礦售給火法煉銅廠處理，可以實現氯元素環保開路。其缺點是除氯效率低，因此用于含氯較高的鋅礦物除氯時，只能作為輔助除氯手段。
技術實現思路
本專利技術的目的在于針對現有銅渣除氯法的不足，提出一種提高銅離子除氯效率的方法及其實施工藝。本專利技術人研究發現，導致銅渣除氯法除氯效率低的原因包括 I)鋅粉粒度。鋅粉置換反應，是在鋅粉表面進行的。鋅粉粒度大時，參與置換反應的鋅粉比表面積就小。現有除銅工藝都是采用粗鋅粉，因此降低了除氯效率。2)鋅粉分布。在含氯溶液中，氯離子和二價銅離子的分布是均質化的，鋅粉的分布卻不是均質化的。鋅粉粒度越大，非均質化分布就越顯著，導致含氯溶液中形成大量除氯反應空白區域。3)鋅粉質量。有效鋅含量越低,鋅粉參與有效置換反應的表面積就越小,沉積氯化亞銅晶粒的表面積就越大。4)脫附速率。在二價銅離子還原過程產生的一價銅離子，與氯離子結合生成的氯化亞銅晶粒，粒度很細，優先沉積在鋅粉表面。在常規機械攪拌條件下，含氯溶液線速度在5m/s以下，所有鋅粉顆粒呈同步流動，氯化亞銅晶粒脫附鋅粉表面的脫附速率較低，以至形成包裹鋅粉表面的氯化亞銅晶粒包層。5)溫度和PH。鋅粉置換除銅過程的工藝條件是液溫60_68°C，起始PH5. 2-5. 4。在除銅過程同步除氯后，工藝條件沒有進行優化調整，導致含氯溶液中生成大量堿式硫酸鋅晶粒。這些堿式硫酸鋅晶粒，粒度很細，優選沉積在鋅粉表面，以至形成包裹鋅粉表面的堿式硫酸鋅晶粒包層。根據上述研究，盡管銅渣除氯法存在諸多缺陷，但經過改進，仍不失為一種很有工業化應用前景的除氯方法。為實現本專利技術的目的所提出的技術方案是一種，其特征是采用氧化銅礦配料含氯鋅礦物的方法，獲得含有足夠二價銅離子的含氯溶液；通過控制含氯溶液液溫和PH，阻止含氯溶液中有堿式硫酸鋅晶粒生成；讓均勻加入鋅粉的含氯溶液單向流經超聲波聲場，利用超聲波作用，使鋅粉在含氯溶液中呈均質化分布，強化二價銅離子還原過程產生的一價銅離子與氯離子結合生成氯化亞銅晶粒的除氯反應過程，尤其是消除除氯反應空白區域，并阻止氯化亞銅晶粒在鋅粉表面沉積。進一步地，所述的含氯鋅礦物，包括氧化鋅礦、次氧化鋅、含鋅煙塵和鋅焙砂。進一步地,所述的超聲波聲場,超聲波聲強> lw/cm2。 進一步地，所述的氧化銅礦，可以用含銅渣或硫酸銅代替。一種的實施工藝，包括氧化銅礦磨礦一含氯鋅礦物配料調漿一密閉超聲浸出一超聲浸出后液過濾一密閉超聲除氯一超聲除氯后液過濾一產出氯化亞銅晶粒和超聲除氯后液濾液等過程，其特征是 1)采用氧化銅礦配料含氯鋅礦物的方法，獲得含有足夠二價銅離子的含氯溶液，其中，二價銅離子氯離子=2 I (重量比),氧化銅礦粒度為-O. 043mm占100% ； 2)設置除氯終點液溫>68°C、除氯終點PH彡5. 2的除氯環境，阻止含氯溶液中有堿式硫酸鋅晶粒生成； 3)按鋅粉二價銅離子=0.5-2 2重量比，將粒度-O. 074mm占80-100%的鋅粉均勻加入含氯溶液； 4)在含氯溶液中設置聲強>lw/cm2的超聲波聲場，利用超聲波作用，使鋅粉在含氯溶液中呈均質化分布，強化二價銅離子還原過程產生的一價銅離子與氯離子結合生成氯化亞銅晶粒的除氯反應過程，尤其是消除除氯反應空白區域；并阻止氯化亞銅晶粒在鋅粉表面沉積形成氯化亞銅晶粒包層，使鋅粉始終裸露自身包層(即鋅粉新鮮表面)。本專利技術的技術原理是采用氧化銅礦配料含氯鋅礦物的方法，獲得含有足夠二價銅離子的含氯溶液；通過液溫和PH控制，阻止含氯溶液中有堿式硫酸鋅晶粒生成；讓均勻加入鋅粉的含氯溶液單向流經超聲波聲場，利用超聲波作用，使鋅粉在含氯溶液中呈均質化分布，強化二價銅離子還原過程產生的一價銅離子與氯離子結合生成氯化亞銅晶粒的除氯反應過程，尤其是消除除氯反應空白區域，并阻止氯化亞銅晶粒在鋅粉表面沉積形成氯化亞銅晶粒包層。由此實現用氧化銅礦提供銅離子的超聲除氯過程。本專利技術的優點是 I)通過研究除氯過程機理，應用超聲波清除溶液中顆粒表面包層，有效解決了同步除銅除氯過程鋅粉利用效率低和除氯效率低的問題。2)采用氧化銅礦提供銅離子除氯，為含氯鋅礦物、尤其是高含氯鋅礦物的低成本高效處理，完善了用雜質銅除雜質氯的工業化方案，尤其是為氯元素環保開路提供了低成本工業化方案。附圖說明圖I為一種用氧化銅礦提供銅離子的超聲除氯工藝。圖I中，I、氧化銅礦；2、球磨機；3、磨礦后礦漿；4、含氯鋅礦物；5、硫酸溶液(或電積廢液)；6、蒸汽；7、調漿后礦漿；8、廢氣；9、超聲浸出后液；10、過濾機；11、含氯溶液(即超聲浸出后液濾液)；12、鋅粉；13、超聲除氯后液；14、過濾機；15、新水；16、超聲浸出后液濾渣；17、氯化亞銅晶粒(即超聲除氯后液濾渣)；18、超聲除氯后液濾液；19、調漿槽；20、密閉超聲浸出機；21、密閉超聲除氯機。具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步的描述，但本專利技術的保護范圍并不局限于實施例所描述的范圍。從圖I可以看出，本專利技術是一種，包括氧化銅礦I磨礦一含氯鋅礦物4配料調漿一密閉超聲浸出一超聲浸出后液9過濾一密閉超聲除氯一超聲除氯后液13過濾一產出氯化亞銅晶粒17和超聲除氯后液濾液18 等過程。含氯鋅礦物4,包括氧化鋅礦、次氧化鋅、含鋅煙塵和鋅焙砂。氧化銅礦I可以是原礦，但最好是氧化銅精礦，氧化銅礦I還可以用含銅渣、固態或液態硫酸銅代替。氧化銅礦I與鋅礦物4按總銅總氯=2:1重量比配料。技術原理和工作過程是 氧化銅礦I與新水15按固液比2:1進入球磨機2。基于氧化銅礦I的超聲浸出時間比含氯鋅礦物4要長，磨礦后礦漿3的氧化銅礦粒度為-O. 043mm占100%。磨礦后礦漿3與含氯鋅礦物4在調漿槽19內按銅氯=2:1混合(氧化銅礦I也可以與含氯鋅礦物4在球磨機2內混合)，加入硫酸溶液(或電積廢液)5和蒸汽6調漿，調漿固液比為 1:3-5，溫度 70-90°C, PH2-3. 50調漿后礦漿7單向流經超聲波聲強> lw/cm2的閉超聲浸出機20，超聲浸出1_5分鐘，產出超聲浸出后液9和廢氣8 (廢氣8可由水噴射真空系統抽走進行回收處理)，銅以二價銅離子形態進入超聲浸出后液9。超聲浸本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用氧化銅礦提供銅離子的超聲除氯方法，其特征是：采用氧化銅礦配料含氯鋅礦物的方法，獲得含有足夠二價銅離子的含氯溶液；通過控制含氯溶液液溫和PH，阻止含氯溶液中有堿式硫酸鋅晶粒生成；讓均勻加入鋅粉的含氯溶液單向流經超聲波聲場，利用超聲波作用，使鋅粉在含氯溶液中呈均質化分布，強化二價銅離子還原過程產生的一價銅離子與氯離子結合生成氯化亞銅晶粒的除氯反應過程，尤其是消除除氯反應空白區域，并阻止氯化亞銅晶粒在鋅粉表面沉積。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：曾興民，曾三信，汪旭明，劉琴，
申請(專利權)人：株洲市興民科技有限公司，
類型：發明
國別省市：