一種光氧化脫除濕法冶鋅硫酸鋅溶液中有機物的方法與流程

一種光氧化脫除濕法冶鋅硫酸鋅溶液中有機物的方法與流程

　　本發明屬于濕法冶金技術領域，具體涉及一種光氧化脫除濕法冶鋅硫酸鋅溶液中有機物的方法。

　　背景技術：

　　濕法冶金是使用試劑浸出礦石、精礦或其它原料中所含的目標金屬組分，使其進入液相，然后對液相中所含有的各種有用金屬進行分離富集，最后以金屬或其他化合物的形式加以回收的方法。因此，鋅的濕法冶金過程主要包括：鋅焙砂浸出、浸出液凈化、硫酸鋅溶液電解沉積。

　　在濕法冶鋅過程中，電解槽中的硫酸鋅溶液中通常會殘留一些有機污染物，這些有機物密度較輕，懸浮于電解液的中上部，生產實踐中經常導致析出鋅片上部和沾邊條附近顏色暗淡，細小針孔較多，嚴重時導致剝離鋅片攔腰斬斷。當有機物濃度升高到一定程度時，會引發電積燒板，極大地危害著生產，影響鋅電積電流效率。因此，如何有效地消除這些有機污染物來改善濕法煉鋅電解工藝溶液的質量，是提高電解鋅片質量以及電流效率亟待解決的技術難題之一。

　　脫除有機物的常見方法有以下幾種：(1)物理沉降和活性炭吸附法。雖然該方法成本低廉，但是在凈化過程中難免發生顆粒活性炭穿濾，進入硫酸鋅溶液，導致鋅電積過程中放電打火現象的發生，從而影響生產的順利進行；(2)液膜過濾法。通過構建濾膜，利用不同濃度的逆差使離子和有機物分離，雖然比物理吸附更方便，但是存在穩定性差、分離不徹底、價格昂貴等缺點；(3)臭氧氧化法。雖然利用臭氧的強氧化性可以分解有機污染物，但是其對環境易造成傷害，且不易控制。

　　光氧化是一種面向環境保護的高效技術，其原理是通過氧化劑在光的輻射下產生氧化能力較強的自由基而分解有機污染物。該技術在溫和(常溫常壓)的反應條件下就可以徹底地將有機污染物分解為二氧化碳和水，其凈化效果徹底，無二次污染。因此，開發一種光氧化脫除硫酸鋅溶液中有機物的方法，具有重要的工業應用價值。

　　技術實現要素：

　　本發明的目的在于提供一種光氧化脫除濕法冶鋅硫酸鋅溶液中有機物的方法，解決了現有濕法冶鋅硫酸鋅溶液中有機物脫除工藝穩定性差、操作環節苛刻、脫除效果差、成本高的問題。

　　本發明所采用的技術方案是，一種光氧化脫除濕法冶鋅硫酸鋅溶液中有機物的方法，將雙氧水加入濕法冶鋅的硫酸鋅溶液中混合均勻，然后在外光源輻照下，進行光氧化反應，隨后靜置，即完成硫酸鋅溶液中有機物的脫除。

　　本發明特點還在于：

　　雙氧水的質量分數為0.1％～90％。

　　硫酸鋅溶液的ph值為4.0～6.0。

　　硫酸鋅的總有機碳含量≤200mg/l。

　　雙氧水和硫酸鋅溶液的體積比為0.01～1:1。

　　外光源為紫外燈或氙燈。

　　光氧化反應過程中，所使用的外光源的功率為10～1000w。

　　光氧化反應時間為0.1～99h，反應過程中持續攪拌。

　　靜置時間為0.1～24h。

　　硫酸鋅溶液為中上清或中和除鐵后液。

　　本發明的有益效果是，

　　1、本發明通過在濕法冶鋅硫酸鋅溶液(中上清或中和除鐵后液)中僅加入適量的雙氧水，利用雙氧水在外光源照射下分解產生的強氧化基團·ooh和·oh(2h2o2→·ooh+·oh+h2o)，可以將有機物氧化分解成二氧化碳和水，從而有效地解決了硫酸鋅溶液中有機物難脫除的問題，降低提純成本，為有效脫除濕法冶鋅企業硫酸鋅溶液中的有機污染物提供了新方法。

　　2、本發明方法能夠在常溫常壓下有效地將硫酸鋅溶液(中上清或中和除鐵后液)中的有機污染物分解為二氧化碳和水，反應條件溫和、處理效果穩定、且操作過程不影響正常冶鋅作業進行，無復雜特殊裝備要求，不需要額外增加場地、人力等經濟投入，適合工業化生產。

　　具體實施方式

　　下面結合具體實施方式對本發明進行詳細說明。

　　本發明一種光氧化脫除濕法冶鋅硫酸鋅溶液(中上清或中和除鐵后液)中有機物的方法，通過氧化劑雙氧水在紫外光的輻射下產生氧化能力較強的自由基(羥基自由基(·oh)、過羥基自由基(·ooh))來氧化分解硫酸鋅溶液中的有機污染物。具體按照以下步驟實施：

　　步驟1，按照體積比0.01～1:1將質量分數為0.1％～90％的雙氧水加入濕法冶鋅的硫酸鋅溶液中混合均勻；

　　其中硫酸鋅溶液的ph值為4.0～6.0，總有機碳含量≤200mg/l。

　　步驟2，將步驟1得到的混合液置于紫外燈或氙燈下，控制光源功率為10～1000w，進行光氧化反應，反應過程中持續攪拌，反應時間為0.1～99h。

　　步驟3，將反應后的混合液靜置0.1～24h，即完成硫酸鋅溶液中有機物的脫除。

　　本發明通過在濕法冶鋅硫酸鋅溶液(中上清或中和除鐵后液)中加入適量的雙氧水，利用雙氧水在外光源照射下分解產生的強氧化基團(·ooh和·oh)在常溫常壓下將有機物氧化分解成二氧化碳和水，反應條件溫和、處理效果穩定、且操作過程不影響正常冶鋅作業進行，無復雜特殊裝備要求，不需要額外增加場地、人力等經濟投入，可以有效地解決硫酸鋅溶液(中上清或中和除鐵后液)中有機物難脫除的問題，適合工業化生產。

　　實施例1

　　分別量取50ml的濕法冶鋅中的中上清溶液(ph為5.2，總有機碳含量為63mg/l)和5ml的雙氧水(質量分數為30％)，將雙氧水加入到硫酸鋅溶液中并混合均勻。然后將得到的混合液裝入100ml的石英反應管，在500w的紫外燈光源照射、磁力攪拌下反應3.5h。之后結束光照，自然靜置3h，用吸管吸取反應液進行總有機碳含量測定。

　　測試結果表明，得到的反應液中，總有機碳含量為13.4mg/l，硫酸鋅溶液中有機物碳含量降低至原來的21.26％。

　　實施例2

　　量取100ml的中上清溶液(ph為4.0，總有機碳含量為200mg/l)，之后與1ml(質量分數為3％)的雙氧水混合均勻。然后將得到的混合液裝入150ml的石英反應管中，在300w的紫外燈光源照射、磁力攪拌下反應1h。之后結束光照，自然靜置1h，用吸管吸取反應液進行總有機碳含量測定。

　　測試結果表明，得到的反應液中，總有機碳含量為170.9mg/l，硫酸鋅溶液中有機物碳含量降低至原來的85.4％。

　　實施例3

　　取30ml的中上清溶液(ph為4.6，總有機碳含量為125mg/l)，與30ml(質量分數為0.1％)雙氧水混合均勻。然后將得到的混合液裝入100ml的石英反應管中，在1000w的紫外燈光源照射、磁力攪拌下反應20h。之后結束光照，自然靜置0.1h，用吸管吸取反應液進行總有機碳含量測定。

　　測試結果表明，得到的反應液中，總有機碳含量為96.9mg/l，硫酸鋅溶液中有機物碳含量降低至原來的77.5％。

　　實施例4

　　取80ml的中上清溶液(ph為6.0，總有機碳含量為83mg/l)，與50ml(質量分數為90％)雙氧水混合均勻。然后將得到的混合液裝入150ml的石英反應管中，在10w的氙燈光源照射、磁力攪拌下反應15h。之后結束光照，自然靜置8h，用吸管吸取反應液進行總有機碳含量測定。

　　測試結果表明，得到的反應液中，總有機碳含量為28.3mg/l，硫酸鋅溶液中有機物碳含量降低至原來的34.1％。

　　實施例5

　　取70ml的中和除鐵后液溶液(ph為5.0，總有機碳含量為60mg/l)，與30ml(質量分數為86％)雙氧水混合均勻。然后將得到的混合液裝入150ml的石英反應管中，在700w的紫外燈光源照射、磁力攪拌下反應99h。之后結束光照，自然靜置12h，用吸管吸取反應液進行總有機碳含量測定。

　　測試結果表明，得到的反應液中，總有機碳含量為20.1mg/l，硫酸鋅溶液中有機物碳含量降低至原來的33.5％。

　　實施例6

　　量取40ml的中和除鐵后液溶液(ph為4.0，總有機碳含量為80mg/l)，之后與10ml(質量分數為33％)雙氧水混合均勻。然后將得到的混合液裝入100ml的石英反應管中，在200w的紫外燈光源照射、磁力攪拌下反應0.1h。之后結束光照，自然靜置24h，用吸管吸取反應液進行總有機碳含量測定。

　　測試結果表明，得到的反應液中，總有機碳含量為46.9mg/l，硫酸鋅溶液中有機物碳含量降低至原來的58.63％。