一種光氧化脫除濕法冶鋅硫酸鋅溶液中有機(jī)物的方法與流程
本發(fā)明屬于濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光氧化脫除濕法冶鋅硫酸鋅溶液中有機(jī)物的方法。
背景技術(shù)：
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(biāo)金屬組分，使其進(jìn)入液相，然后對液相中所含有的各種有用金屬進(jìn)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(jī)污染物，這些有機(jī)物密度較輕，懸浮于電解液的中上部，生產(chǎn)實踐中經(jīng)常導(dǎo)致析出鋅片上部和沾邊條附近顏色暗淡，細(xì)小針孔較多，嚴(yán)重時導(dǎo)致剝離鋅片攔腰斬斷。當(dāng)有機(jī)物濃度升高到一定程度時，會引發(fā)電積燒板，極大地危害著生產(chǎn)，影響鋅電積電流效率。因此，如何有效地消除這些有機(jī)污染物來改善濕法煉鋅電解工藝溶液的質(zhì)量，是提高電解鋅片質(zhì)量以及電流效率亟待解決的技術(shù)難題之一。
脫除有機(jī)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(fā)生顆粒活性炭穿濾，進(jìn)入硫酸鋅溶液，導(dǎo)致鋅電積過程中放電打火現(xiàn)象的發(fā)生，從而影響生產(chǎn)的順利進(jìn)行；(2)液膜過濾法。通過構(gòu)建濾膜，利用不同濃度的逆差使離子和有機(jī)物分離，雖然比物理吸附更方便，但是存在穩(wěn)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(qiáng)氧化性可以分解有機(jī)污染物，但是其對環(huán)境易造成傷害，且不易控制。
光氧化是一種面向環(huán)境保護(hù)的高效技術(shù)，其原理是通過氧化劑在光的輻射下產(chǎn)生氧化能力較強(qiáng)的自由基而分解有機(jī)污染物。該技術(shù)在溫和(常溫常壓)的反應(yīng)條件下就可以徹底地將有機(jī)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(fā)一種光氧化脫除硫酸鋅溶液中有機(jī)物的方法，具有重要的工業(yè)應(yīng)用價值。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)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(jī)物的方法，解決了現(xiàn)有濕法冶鋅硫酸鋅溶液中有機(jī)物脫除工藝穩(wěn)定性差、操作環(huán)節(jié)苛刻、脫除效果差、成本高的問題。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種光氧化脫除濕法冶鋅硫酸鋅溶液中有機(jī)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(jìn)行光氧化反應(yīng)，隨后靜置，即完成硫酸鋅溶液中有機(jī)物的脫除。
本發(fā)明特點還在于：
雙氧水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1％～90％。
硫酸鋅溶液的ph值為4.0～6.0。
硫酸鋅的總有機(jī)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(yīng)過程中，所使用的外光源的功率為10～1000w。
光氧化反應(yīng)時間為0.1～99h，反應(yīng)過程中持續(xù)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(fā)明的有益效果是，
1、本發(fā)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(chǎn)生的強(qiáng)氧化基團(tuán)·ooh和·oh(2h2o2→·ooh+·oh+h2o)，可以將有機(jī)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(jī)物難脫除的問題，降低提純成本，為有效脫除濕法冶鋅企業(yè)硫酸鋅溶液中的有機(jī)污染物提供了新方法。
2、本發(fā)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(jī)污染物分解為二氧化碳和水，反應(yīng)條件溫和、處理效果穩(wěn)定、且操作過程不影響正常冶鋅作業(yè)進(jìn)行，無復(fù)雜特殊裝備要求，不需要額外增加場地、人力等經(jīng)濟(jì)投入，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
本發(fā)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(jī)物的方法，通過氧化劑雙氧水在紫外光的輻射下產(chǎn)生氧化能力較強(qiáng)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(jī)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(zhì)量分?jǐn)?shù)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(jī)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(jìn)行光氧化反應(yīng)，反應(yīng)過程中持續(xù)攪拌，反應(yīng)時間為0.1～99h。
步驟3，將反應(yīng)后的混合液靜置0.1～24h，即完成硫酸鋅溶液中有機(jī)物的脫除。
本發(fā)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(chǎn)生的強(qiáng)氧化基團(tuán)(·ooh和·oh)在常溫常壓下將有機(jī)物氧化分解成二氧化碳和水，反應(yīng)條件溫和、處理效果穩(wěn)定、且操作過程不影響正常冶鋅作業(yè)進(jìn)行，無復(fù)雜特殊裝備要求，不需要額外增加場地、人力等經(jīng)濟(jì)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(jī)物難脫除的問題，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
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(jī)碳含量為63mg/l)和5ml的雙氧水(質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(yīng)管，在500w的紫外燈光源照射、磁力攪拌下反應(yīng)3.5h。之后結(jié)束光照，自然靜置3h，用吸管吸取反應(yīng)液進(jìn)行總有機(jī)碳含量測定。
測試結(jié)果表明，得到的反應(yīng)液中，總有機(jī)碳含量為13.4mg/l，硫酸鋅溶液中有機(jī)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(jī)碳含量為200mg/l)，之后與1ml(質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(yīng)管中，在300w的紫外燈光源照射、磁力攪拌下反應(yīng)1h。之后結(jié)束光照，自然靜置1h，用吸管吸取反應(yīng)液進(jìn)行總有機(jī)碳含量測定。
測試結(jié)果表明，得到的反應(yīng)液中，總有機(jī)碳含量為170.9mg/l，硫酸鋅溶液中有機(jī)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(jī)碳含量為125mg/l)，與30ml(質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(yīng)管中，在1000w的紫外燈光源照射、磁力攪拌下反應(yīng)20h。之后結(jié)束光照，自然靜置0.1h，用吸管吸取反應(yīng)液進(jìn)行總有機(jī)碳含量測定。
測試結(jié)果表明，得到的反應(yīng)液中，總有機(jī)碳含量為96.9mg/l，硫酸鋅溶液中有機(jī)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(jī)碳含量為83mg/l)，與50ml(質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(yīng)管中，在10w的氙燈光源照射、磁力攪拌下反應(yīng)15h。之后結(jié)束光照，自然靜置8h，用吸管吸取反應(yīng)液進(jìn)行總有機(jī)碳含量測定。
測試結(jié)果表明，得到的反應(yīng)液中，總有機(jī)碳含量為28.3mg/l，硫酸鋅溶液中有機(jī)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(jī)碳含量為60mg/l)，與30ml(質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(yīng)管中，在700w的紫外燈光源照射、磁力攪拌下反應(yīng)99h。之后結(jié)束光照，自然靜置12h，用吸管吸取反應(yīng)液進(jìn)行總有機(jī)碳含量測定。
測試結(jié)果表明，得到的反應(yīng)液中，總有機(jī)碳含量為20.1mg/l，硫酸鋅溶液中有機(jī)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(jī)碳含量為80mg/l)，之后與10ml(質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(yīng)管中，在200w的紫外燈光源照射、磁力攪拌下反應(yīng)0.1h。之后結(jié)束光照，自然靜置24h，用吸管吸取反應(yīng)液進(jìn)行總有機(jī)碳含量測定。
測試結(jié)果表明，得到的反應(yīng)液中，總有機(jī)碳含量為46.9mg/l，硫酸鋅溶液中有機(jī)物碳含量降低至原來的58.63％。
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