濕法鋅冶煉中硫酸鋅溶液的離子交換脫氯系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種濕法鋅冶煉中硫酸鋅溶液的離子交換脫氯系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在濕法煉鋅系統(tǒng)中，只要有氯的存在就會嚴重地腐蝕設(shè)備，造成電解陽極板使用周期縮短，電解燒板，生產(chǎn)不能正常，導(dǎo)致企業(yè)經(jīng)濟效益直接下降。本申請人單位自成立以來，以次氧化鋅為原料，采用堿洗除氟氯工藝，一直存在體積異常膨脹，液體中氟氯離子濃度超標(biāo)，極板嚴重損耗。近年來，隨著低品位氧化鋅礦、次氧化鋅廢渣直接冶煉技術(shù)的推廣及鋅粉的直接使用，雜質(zhì)元素氯的浸出和積累就在所難免。目前，大部分濕法鋅冶煉生產(chǎn)廠家溶液中氯的浸出在100—3000mg/L，最高的達5000mg/L。直接影響有:一是極板使用周期縮短，消耗明顯增加，二是析出鋅中含鉛量增加，產(chǎn)品質(zhì)量明顯下降；三是極板利用率低，生產(chǎn)成本明顯增多，經(jīng)濟效益減少。
[0003]如何除去鋅液中存在的氯離子，是濕法煉鋅行業(yè)面臨的一大難題。現(xiàn)有的技術(shù)方案，大多數(shù)濕法煉鋅除氯主要開展堿洗，使氯進入堿洗液，使水溶鋅與堿反應(yīng):ZnCoH2、ZnCl2+2NaOH = ZnCoH2+2NaCl。在采用堿洗過程中，由于堿渣為塊狀，進渣時，渣表面為先發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，產(chǎn)生大量的反應(yīng)熱，反而會把部分堿渣包裹起來，形成堅硬顆粒，阻礙反應(yīng)。其缺點有:一是水洗除氯清洗不干凈，氯離子約60%仍然存在在鋅液中，導(dǎo)致電解燒板；二是需要大量用水進行清洗，水量增加，造成生產(chǎn)成本增加；三是水中氯離子未除干凈，造成水體環(huán)境污染嚴重。
[0004]離子交換樹脂的應(yīng)用，是近年來國內(nèi)外煉鋅工業(yè)的一個重點研宄課題，是鋅工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。采用樹脂的可交換基團與電積液中的氯離子發(fā)生置換反應(yīng)，使溶液中的氯離子吸附在樹脂上，而樹脂相應(yīng)的離子交換進入溶液中，反應(yīng)式[R]S04+2C1_= [R]C12+S042'
[0005]然而，本領(lǐng)域中對于除去濕法冶煉工藝中硫酸鋅溶液中的氯的改進系統(tǒng)仍存在著需求。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本申請的發(fā)明人經(jīng)過長期反復(fù)科學(xué)試驗和開發(fā)，研宄出一套硫酸鋅溶液的離子交換脫氯系統(tǒng)，用離子交換除氯法，使生產(chǎn)過程中氯離子大幅降低，極塊使用率極大提高，生產(chǎn)成本降低，經(jīng)濟效益明顯提高，同時，實現(xiàn)資源的綜合利用，經(jīng)實踐反復(fù)證明，其處理后的合格液Cr的含量能從18000mg/L降到200mg/L，由于過程中不需要大量水，環(huán)境效益明顯，經(jīng)濟效益明顯提高。
[0007]本實用新型的技術(shù)方案如下所述:
[0008]一種濕法鋅冶煉中硫酸鋅溶液的離子交換脫氯系統(tǒng)，其特征在于，儲存硫酸鋅溶液的硫酸鋅儲池通過第一個泵連接離子交換柱，解吸劑儲池也通過管道與離子交換柱連接，離子交換柱進一步通過管道連接中轉(zhuǎn)池，中轉(zhuǎn)池經(jīng)由第二個泵分別連接于電解循環(huán)池和中和槽，中和槽經(jīng)由第三個泵連接于壓濾機，壓濾機的濾液出口連接于沉淀池。
[0009]進一步，中和槽連接有中和劑加料裝置。
[0010]進一步，壓濾機的濾渣出口連接污泥池。
[0011]在上述系統(tǒng)中，浸出后的硫酸鋅溶液(新液)按一定的流速0.25-0.3米/秒進入離子交換柱，溶液中Cl—的被樹脂中的SO42-交換而進入樹脂中，從而達到鋅液除氯的目的，交換后的硫酸鋅溶液進入電解循環(huán)池，經(jīng)電解后返回浸出過程。樹脂經(jīng)一段時間的吸附達到飽和狀態(tài)，吸咐飽和的樹脂，按一定流速0.25-0.3米/秒通入解吸劑，樹脂經(jīng)過一段時間解吸后，使樹脂吸咐的Cl—離子被SO 42—交換出來，解吸液含Cl —離子濃度較高，進入廢水處理裝置，解吸再生后的樹脂(離子交換柱)進入下一工作周期。
[0012]離子交換吸附過程:硫酸鋅溶液控制一定流量10-15立方/小時進入離子交換柱進行交換，交換后的溶液進入儲池。在進行離子交換時，控制溶液的流速，當(dāng)溶液中Cl—濃度達到控制指標(biāo)時，樹脂吸附過程停止，開始樹脂解吸過程。
[0013]離子交換解吸過程:解吸劑為硫酸(H2SO4)和水配制的溶液，解吸劑的配制在儲池中進行。解吸劑儲池中的解吸劑按一定流量10-15立方/小時進行吸附飽和了的離子交換柱內(nèi)，測定解吸液中的Cl—濃度直到樹脂解吸符合工藝要求，解吸液進廢水處理裝置。
[0014]離子交換廢水處理:廢水流入中和槽中攪拌加入石灰、硫化鈉等調(diào)節(jié)pH值，當(dāng)pH值達到控制要求，經(jīng)過壓濾機壓濾，廢渣進廢渣堆放場，濾液直流入沉淀池，進一步使重金屬充分沉淀，上清液可以達標(biāo)排放。
[0015]1、硫酸鋅儲池的硫酸鋅溶液通過陶瓷泵送入離子交換柱，硫酸鋅溶液中Cl—的被樹脂中的S042_交換而進入樹脂中，從而達到鋅液除氯的目的:樹脂經(jīng)8-10小時的吸附達到飽和狀態(tài)，吸咐飽和的樹脂，交換后的硫酸鋅溶液進入中轉(zhuǎn)池通過泵送入電解循環(huán)池。
[0016]2、吸咐飽和的樹脂通過加入硫酸和水制成的解吸劑，樹脂經(jīng)過4-6小時時間解吸后，使樹脂吸咐的Cr離子被SO42_交換出來，解吸再生后的樹脂(離子交換柱)進入下一工作周期。
[0017]3、解吸液含Cl-離子濃度較高，再進入加有石灰乳、氯化鈉的中和槽進行中和，然后由泵送入壓濾機壓濾，壓濾出一部分是污泥，一部分是濾液再進入沉淀池沉淀合格后排放。
[0018]本實用新型的優(yōu)點:
[0019]①可以取消堿性工藝流程，大量節(jié)約蒸氣、水、及原材料，降低生產(chǎn)成本；
[0020]②從進料操作方式上，更加簡便，減少了進堿渣的繁鎖；
[0021]③從進料速度上，更加迅速，從而可以充分利用反應(yīng)熱，減少補充蒸汽量；
[0022]④從中性浸出的反應(yīng)機理上，反應(yīng)效果更好；在采用堿洗過程中，由于堿渣為塊狀，進渣時，渣表面為先發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，產(chǎn)生大量的反應(yīng)熱，反而會把部分堿渣包裹起來，形成堅硬顆粒，阻礙反應(yīng)。
[0023]⑤從中性浸出液的質(zhì)量上，液體相對純凈。由于堿渣中夾有大量的堿液，在浸出時，會生成硫酸鈉，增加液體的粘度，影響中浸操作。
[0024]⑥從系統(tǒng)平衡上，更加容易控制體積平衡。既可以減少堿渣帶水影響，又可調(diào)配更多的洗渣水，洗渣水多有利于回收沉礬渣和鉛泥中的鋅，減少出現(xiàn)系統(tǒng)體積膨脹。
[0025]⑦環(huán)保和節(jié)能效益明顯。離子交換過程中廢水的特點是雜質(zhì)含量少，呈酸性。水溶性雜質(zhì)主要是樹脂夾的Zn2+，解吸出來的C1_、S042_和F，廢水處理采用石灰絮凝中和處理技術(shù)，使廢水中的重金屬沉淀下來，廢液清亮，無色，各有害物質(zhì)全部降低，廢水達標(biāo)排放，實現(xiàn)環(huán)保和節(jié)能雙豐收。
【附圖說明】
[0026]圖1為本實用新型的濕法鋅冶煉中硫酸鋅溶液的離子交換脫氯系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0027]以下通過附圖來具體說明本實用新型。
[0028]如圖1所示，公開了一種濕法鋅冶煉中硫酸鋅溶液的離子交換脫氯系統(tǒng)，其中，儲存硫酸鋅溶液的硫酸鋅儲池I通過第一個泵2連接離子交換柱3，解吸劑儲池4也通過管道與離子交換柱3連接，離子交換柱3進一步通過管道連接中轉(zhuǎn)池5，中轉(zhuǎn)池5經(jīng)由第二個泵6分別連接于電解循環(huán)池7和中和槽8，中和槽8經(jīng)由第三個泵9連接于壓濾機10，壓濾機10的濾液出口連接于沉淀池11。
[0029]浸出后的硫酸鋅溶液(新液)從硫酸鋅儲池I中通過第一個泵2(陶瓷泵)按
0.25-0.3米/秒流速進入離子交換柱3，溶液中Cl—的被樹脂中的SO 42—交換而進入樹脂中，從而達到鋅液除氯的目的，交換后的硫酸鋅溶液進入中轉(zhuǎn)池5，通過第二個泵6送入電解循環(huán)池7，經(jīng)電解后返回浸出過程。樹脂經(jīng)8-10小時時間的吸附達到飽和狀態(tài)，吸咐飽和的樹脂，按0.25-0.3米/秒流速從解吸劑儲池4通入解吸劑，樹脂經(jīng)過4-6小時時間解吸后，使樹脂吸咐的Cl—離子被SO 42—交換出來，解吸液含Cl -離子濃度較高，進入中轉(zhuǎn)池5，通過第二個泵6送入中和槽8，在中和槽8中加入中和劑，中和之后通過第三個泵9送入壓濾機10中，壓濾機10的濾渣出口連接污泥池(圖中未示出)，壓濾機10的濾液出口連接沉淀池11，在沉淀池11中沉淀之后廢水可達標(biāo)排放。解吸再生后的樹脂(離子交換柱)進入下一工作周期。
【主權(quán)項】
1.一種濕法鋅冶煉中硫酸鋅溶液的離子交換脫氯系統(tǒng)，其特征在于，儲存硫酸鋅溶液的硫酸鋅儲池通過第一個泵連接離子交換柱，解吸劑儲池也通過管道與離子交換柱連接，離子交換柱進一步通過管道連接中轉(zhuǎn)池，中轉(zhuǎn)池經(jīng)由第二個泵分別連接于電解循環(huán)池和中和槽，中和槽經(jīng)由第三個泵連接于壓濾機，壓濾機的濾液出口連接于沉淀池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子交換脫氯系統(tǒng)，其特征在于，中和槽連接有中和劑加料目.ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的離子交換脫氯系統(tǒng)，其特征在于，壓濾機的濾渣出口連接污泥池。
【專利摘要】一種濕法鋅冶煉中硫酸鋅溶液的離子交換脫氯系統(tǒng)，其特征在于，儲存硫酸鋅溶液的硫酸鋅儲池通過第一個泵連接離子交換柱，解吸劑儲池也通過管道與離子交換柱連接，離子交換柱進一步通過管道連接中轉(zhuǎn)池，中轉(zhuǎn)池經(jīng)由第二個泵分別連接于電解循環(huán)池和中和槽，中和槽經(jīng)由第三個泵連接于壓濾機，壓濾機的濾液出口連接于沉淀池。
【IPC分類】C22B19-00, C22B3-02, C22B3-42
【公開號】CN204529926
【申請?zhí)枴緾N201520230540
【發(fā)明人】周開金
【申請人】湖南鑫海環(huán)保科技有限公司
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年4月16日