一种湿法炼锌离子交换除氯硫酸萃取产盐酸工艺方法与流程

1.本发明涉及湿法炼锌行业除氯的工艺方法，尤指一种湿法炼锌离子交换除氯硫酸萃取产盐酸工艺方法。


背景技术：

2.目前全世界的锌原料生产情况来看，约80%的锌原料是采用湿法炼锌工艺进行提炼的。全湿法炼锌工艺是经过不断的技术改进和发展以后形成的目前最先进的炼锌技术。
3.与此同时，随着矿产资源不断开采，使得锌矿石的品位不断变低，尤其是矿石中氯含量的提高，对炼锌工艺提出了更大的挑战。在传统湿法炼锌工艺中，70%的氯杂质可以在沸腾焙烧过程中进入烟气制酸系统，但还有30%会随着氧化锌烟尘进入湿法系统。这些氟、氯会影响到湿法炼锌全过程，造成系统氯含量超标，影响生产。
4.氯离子在湿法炼锌工艺过程中，主要影响的是浸出、净化和电解工序。它们会对处于高速运转的泵的叶片和搅拌机部件进行腐蚀、溶解、导致泵的泄漏。同时在电解生产中，氯离子会对作为阳极板的铅银板腐蚀，还会使腐蚀的产物沉积于阴极，从而直接影响到锌的析出品级率。因此，对电解过程中液体含氯需控制在1000mg/l以内。
5.湿法炼锌过程中氯离子的脱除方法主要有：1、氯化银沉淀法，利用银盐与液体中氯离子反应生成氯化银沉淀而去除氯离子，但该方法成本过高，而且难以对银进行回收再利用，难以在规模化生产中使用。
6.2、氯化亚铜沉淀法，该法是利用铜的歧化反应，在除铜渣过程中与氯离子生成氯化亚铜沉淀进行脱氯。但该方法要求原料中含铜较高，而且除氯后铜渣不易再回收利用，运行成本较高。
7.3、氯氧铋沉淀法，该法是利用氧化铋与电解液中氯离子反应，使铋离子呈游离状态后与氯离子反应生成三氧化铋，再水解成氯氧铋沉淀脱氯。但是该法使用的关键原料氧化铋的成本较高，限制了氯氧铋沉淀法在工业生产中的应用。
8.4、离子交换法，该法是利用树脂可交换离子的特性，通过树脂吸附氯离子进行脱氯。但该方法会产生大量含氯废水，且废水中锌的损失达到5%左右，限制了该方法使用。
9.5、电化学法，该法是在水相中有机氯的脱除上取得了较好的效果，工作原理是利用氯离子在溶液中通过控制电化学条件形成特定的沉淀物进行脱氯。但该方法在湿法炼锌工艺中的应用处于研究阶段。
10.盐酸是一种常用化工产品，在化工、冶金、金属表面处理、稀土生产等过程中广泛应用。湿法炼锌行业产出高含氯废水的处理和回收利用是废水处理的一大难题，随着国家对环境污染控制力度的加大及资源综合利用的要求，对高含氯废水的综合回收利用已成为行业亟待解决的问题。目前回收利用稀废盐酸的方法主要有电渗析法、浓缩蒸馏法、氯气与氢气反应制取。但由于湿法炼锌产出高氯废水含有硫酸根、多种重金属离子，传统的稀废盐酸处理方法无法对湿法炼锌产出的高氯废水进行资源化利用。


技术实现要素：

11.本发明的目的在于提供一种的湿法炼锌离子交换除氯硫酸萃取产盐酸工艺方法，可实现氯的脱除及资源化利用。
12.为了达到上述目的，本发明采用下列技术方案。
13.一种湿法炼锌离子交换除氯硫酸萃取产盐酸工艺方法，包括以下步骤：步骤一、含锌物料经中性浸出、酸性浸出、净化后得到硫酸锌液体，接着硫酸锌液体进入冷却塔，进行酸化处理，控制出口液体温度40—50℃，ph：3.5—4.5；步骤二、对经步骤一处理后的硫酸锌液体打入离子交换树脂塔内，连续进出，出口液体含氯＜1g/l即倒至电解用液罐中；步骤三、当离子交换树脂塔的出口液体含cl＞14g/l，停止进液，用50%量清水清洗树脂；步骤四、对步骤三处理后的树脂通过加入5%—15%硫酸溶液，温度为35—80℃，用so
42-对树脂内氯离子进行置换，直至清洗后液体氯＜1g/l，产生含氯废酸水；步骤五、对步骤四中产出的含氯废酸水在40—80kpa，温度70℃下对液体进行一效减压蒸发，产出蒸发水及含氯高酸液，高氯高酸液含酸浓度11%—16%，蒸发水回用至步骤一中的中性浸出、酸性浸出或净化工序；步骤六、在常压下，对步骤五中产出的高氯高酸液转入二效蒸发，加入浓硫酸，保持溶液含硫酸质量分数：25%—50%；温度115—120℃，塔釜中产生的蒸汽进入精馏塔，在其中进行传质分离；步骤七、对步骤六中经塔顶冷凝器冷凝后的液体进入储罐，调节回流比0.2-1.0，在精馏塔底部产生8%-15%稀盐酸，精馏塔底安装再沸器，温度控制105—108℃，进一步对盐酸进行浓缩，产出15%—25%的浓盐酸。
14.采用上述技术方案后，本发明通过净化后液经冷却塔后，控制温度及溶液酸度，使新液中氯离子能吸附于氯离子交换树脂，待氯吸附至近饱和后，稀硫酸对树脂进行解析，将吸附到树脂上的氯离子置换出来，产生含氯废酸水，对解析后的树脂重新过滤锌液，针对含氯废酸水的处理，通过控制加入硫酸的浓度、节点及不同蒸发段的温度，达到硫酸萃取出工业用盐酸的目的。
具体实施方式
15.下面结合具体实施例对本发明作进一步详述。
16.本发明揭示了一种湿法炼锌离子交换除氯硫酸萃取产盐酸工艺方法，包括以下步骤：步骤一、含锌物料经中性浸出、酸性浸出、净化后得到硫酸锌液体，接着硫酸锌液体进入冷却塔，进行酸化处理，控制出口液体温度40—50℃，ph：3.5—4.5。
17.步骤二、对经步骤一处理后的硫酸锌液体打入离子交换树脂塔内，连续进出，出口液体含氯＜1g/l即倒至电解用液罐中；步骤三、当离子交换树脂塔的出口液体含cl＞14g/l，停止进液，用50%量清水清洗树脂；步骤四、对步骤三处理后的树脂通过加入5%—15%硫酸溶液，温度为35—80℃，用
so
42-对树脂内氯离子进行置换，直至清洗后液体氯＜1g/l，产生含氯废酸水；步骤五、对步骤四中产出的含氯废酸水在40—80kpa，温度70℃下对液体进行一效减压蒸发，产出蒸发水及含氯高酸液，含氯高酸液含酸浓度11%—16%，蒸发水回用至步骤一中的中性浸出、酸性浸出或净化工序；步骤六、在常压下，对步骤五中产出的高氯高酸液转入二效蒸发，加入浓硫酸，保持溶液含硫酸质量分数：25%—50%；温度115—120℃，塔釜中产生的蒸汽进入精馏塔，在其中进行传质分离；步骤七、对步骤六中经塔顶冷凝器冷凝后的液体进入储罐，调节回流比0.2-1.0，在精馏塔底部产生8%-15%稀盐酸，精馏塔底安装再沸器，温度控制105—108℃，进一步对盐酸进行浓缩，产出15%—25%的浓盐酸。
18.因此，本发明通过净化后硫酸锌液经冷却塔后，控制温度及溶液酸度，使硫酸锌液体中氯离子能吸附于氯离子交换树脂，待氯吸附至近饱和后，用一定浓度稀硫酸对树脂进行解析，将吸附到树脂上的氯离子置换出来，产生含氯废酸水，解析后的树脂可以重新过滤硫酸锌液体，达到树脂重复利用的效果。针对含氯废酸水的处理，通过控制加入硫酸的浓度、节点及不同蒸发段的温度，达到硫酸萃取出工业用盐酸的目的，从而达到除去湿法炼锌中有害元素氯并且产出工业用盐酸，达到资源综合利用目的。
19.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故但凡依本发明的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本发明专利涵盖的范围之内。


技术特征：
1.一种湿法炼锌离子交换除氯硫酸萃取产盐酸工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、含锌物料经中性浸出、酸性浸出、净化后得到硫酸锌液体，接着硫酸锌液体进入冷却塔，进行酸化处理，控制出口液体温度40—50℃，ph：3.5—4.5；步骤二、对经步骤一处理后的硫酸锌液体打入离子交换树脂塔内，连续进出，出口液体含氯＜1g/l即倒至电解用液罐中；步骤三、当离子交换树脂塔的出口液体含cl＞14g/l，停止进液，用50%量清水清洗树脂；步骤四、对步骤三处理后的树脂通过加入5%—15%硫酸溶液，温度为35—80℃，用so
42-对树脂内氯离子进行置换，直至清洗后液体氯＜1g/l，产生含氯废酸水；步骤五、对步骤四中产出的含氯废酸水在40—80kpa，温度70℃下对液体进行一效减压蒸发，产出蒸发水及含氯高酸液，高氯高酸液含酸浓度11%—16%，蒸发水回用至步骤一中的中性浸出、酸性浸出或净化工序；步骤六、在常压下，对步骤五中产出的高氯高酸液转入二效蒸发，加入浓硫酸，保持溶液含硫酸质量分数：25%—50%；温度115—120℃，塔釜中产生的蒸汽进入精馏塔，在其中进行传质分离；步骤七、对步骤六中经塔顶冷凝器冷凝后的液体进入储罐，调节回流比0.2-1.0，在精馏塔底部产生8%-15%稀盐酸，精馏塔底安装再沸器，温度控制105—108℃，进一步对盐酸进行浓缩，产出15%—25%的浓盐酸。

技术总结
本发明公开了一种湿法炼锌离子交换除氯硫酸萃取产盐酸工艺方法，包括以下步骤：步骤一、含锌物料经中性浸出、酸性浸出、净化后得到硫酸锌液体，接着硫酸锌液体进入冷却塔，进行酸化处理；步骤二、对经步骤一处理后的液体打入离子交换树脂塔内，连续进出；步骤三、当离子交换树脂塔的出口液体含Cl＞14g/L，停止进液，用50%量清水清洗树脂；步骤四、对步骤三处理后的树脂通过加入5%—15%硫酸溶液，用SO


技术研发人员：刘希峰
受保护的技术使用者：陕西中创进取科技有限公司
技术研发日：2022.05.18
技术公布日：2022/8/30