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1、离子交换树脂除氯法在来宾华锡冶炼有限公司的应用2012年第1期(总第149期)大众科技DAZHONGKEJNo.1.2012(CumulativelyNo.149)问题.离子交换树脂除氯法在来宾华锡冶炼有限公司的应用韦克栋潘世秋覃炳然(广西来宾华锡冶炼有限公司,广西来宾546115)【摘要】文章主要介绍了离子交换树脂除氯在来宾华锡冶炼有限公司的生产概况,工艺技术条件以及除氟效果和存在的【关键词】离子交换树脂;湿法炼锌;脱氯;吸附;解吸【中图分类号】TU821.4【文献标识码】A【文章编号】10081151(2012)Ol一014202ApplicationofIonExchange:Resin
2、DechlorinationinLaibinHuaxiSmeltingCo.,LtdAbstract:Thispapermainlyintroducestheproductionsituation,technicalconditions,dechlorinationefficiencyandexistentproblemsofionexchangeresindechlorinationinLaibinHuaxiSmeltingCo.,Ltd.Keywords:ionchangeresin;hydrometallurgyofzinc;dechlorination;adsorb;desorb湿法炼
3、锌采用的锌焙砂,锌粉,烟尘等原料中均含有杂质氯,随着氯离子在生产过程中的富集.当新液中氯离子含量超过300mg/L以后,将腐蚀电积过程的阳极板,使阳极板消耗量大.同时也使析出的阴极锌含铅升高,从而降低锌品及率.目前可采用的氯离子脱除方法有硫酸银沉淀法,铜铬渣除氯法,离子交换法.其中硫酸银除氯效果较好,但银盐价格昂贵,银的再生回收率低.而利用铜铬渣除氯虽可除去部分氯离子,但存在净化成本高,同时还将一些杂质带回了系统以及锌损失大的问题.离子交换法除氯具有处理成本低,除氯彻底,投资少,过程偏于控制的优点.1原料概况随着近几年自产矿的紧张,来宾华锡冶炼有限公司为了满足年产5万吨锌锭生产目标,不断地向外
4、购买原料以及对次氧化锌的综合回收利用.如净化除杂用的锌粉,环保车间处理过后的释放液,电铟车间的萃余液含氯都比较高.而来宾华锡冶炼有限公司投产十几年来却没有专门针对性的脱氯配套工艺.使氯离子不断的富集,致使硫酸锌溶液成分含氯急剧上升,见表1.严重地危机到电解的正常生产.除氯工艺的投入对电解生产迫在眉捷.为此,来宾华锡冶炼有限公司经过对各种脱氯工艺的可行性分析,最终采用了湖南吉首市科技开发有限公司研发的离子交换除氯法.表1为这一两年硫酸锌溶液(新液)含氯成分概况(平均值)2离子交换树脂除氯生产概况2.1离子交换除氯原理离子交换除氯原理是利用树脂的可交换基团与电积液中的待除去离子发生置换反应,使溶液
5、中待除去的离子吸附在树脂上,而树脂上相应的可交换离子进入溶液.当含氯高的硫酸锌溶液进入到离子交换柱,氯离子将取代树脂上的硫酸根(s0),而从溶液中将氯除去.树脂吸附一段时间后,达到饱和状态,处理后的低氯硫酸锌溶液进入锌系统,吸附饱和的树脂通入解吸剂,为了在吸附和解吸氯离子的过程中不引入新的离子,常选用稀硫酸作为解吸剂和转型剂.树脂经过一段时间的解吸后,把树脂吸附的氯离子解吸进入解吸后液.解吸后的树脂便进入下一个工作周期.2.2生产工艺流程离子交换树脂除氯工艺流程短,操作简单,主要分为三大程序.【收稿日期】201卜1016【作者简介】韦克栋,男,广西来宾人,广西来宾华锡冶炼有限公司,冶炼工程师;
6、潘世秋,男,广西来宾人,广西来宾华锡冶炼有限公司冶炼技术员;覃炳然,男,广西来宾人,广西来宾华锡冶炼有限公司冶炼技术员.142.(1)吸附过程(2)淋洗过程(3)解吸过程2.3来宾华锡冶炼有限公司脱氯具体操作概况正常开机时,新液连续不断地进入到树脂交换柱(同时适量的进电解废液,防止硫酸锌溶液的钙镁结晶堵塞管道).经过78小时的吸附,停止进新液吸附.(以吸附终点氯离子是否达到预定目标值而确定)立即转入洗水,将交换柱的新液彻底地排到新液中转池,时间大约l小时.再转入自来水,将交换柱里的洗水排净,时间为1小时.此时,可以将已配释好的稀酸输送到交换柱,目的是把吸附饱和的树脂经过稀酸的置换把氯离子解吸出
7、来,时间为3小时左右(以化验解吸末样氯离子是否达到预定目标值而确定).解吸过程完毕后,再进自来水,把解吸溶液排干净(时问大约为l1.5小时).此时,脱氯程序结束,可以进入到下一轮脱氯周期.2.4生产过程的工艺技术参数(1)离子交换除氯装置处理能力:450m./d(2)经过脱氯后,新液中氯离子平均含量小于等于300mg/1(3)吸附过程流速:1820m./柱.h(4)吸附过程新液PH:3.03.5(5)新液温度:3050(6)吸附终点含氯量:800900mg/1(7)解吸终点含氯量:300400mg/13离子交换树脂脱氯效果3.1新液中氯离子脱除程度来宾华锡冶炼有限公司从2011年6月开始进行离
8、子交换树脂除氯试车到7月份转入正常生产.从收集的数据分析来看,树脂对氯离子具有较好地吸附能力,能够达到了预期效果,见表2.表2离子交换树脂除氯效果(平均值)3.2脱氯对锌电积的影响自从投入使用这套脱氯工艺以来,新液中氯离子含量大幅度降低,给锌电解生产带来极大的经济效益和社会效益.(1)改善了电解生产环境氯离子含量较高时,会造成电解槽有难闻的气体放出来,恶化了操作环境.通过脱氯后,硫酸锌溶液中氯离子含量降低,从而也减少了电解槽面环境的污染,为电解生产提供一个比较好的工作环境.(2)降低消耗,降低成本,提高产品质量在硫酸锌电解过程中,氯离子从阳极细小的孔隙中渗入到阳极内部与铅作用,发生如下反应:P
9、b+2C1一PbCLPbC1=Pb+2C1一Pb+SO2=PbSO(固).这种周而复始的反应,造成阳极板的腐蚀,Pb80以机械夹杂形势进入阴极沉淀物,并与Pb放电沉淀,降低了电锌产品质量.此外,也易使阳极板损坏变薄,变形扭曲,加大了阳极板的消耗.采.143.用离子交换树脂除氯法后,随着氯离子在溶液含量的降低,阳极板的消耗量也明显的降低,(见表3).锌锭的质量也有所提高.特别是0#锌,1#锌的产出率同比脱氯前增长了lO个百分点.表32008年1月至2011年l0月的阳极消耗情况(平均值)(3)减轻劳动强度,提高工作效率湿法炼锌中,当锌电积液中含氟高时,它能腐蚀阴极表面的氧化膜,造成剥锌困难.离子
10、交换树脂脱氯过程中不仅能够除氯,同时也能将溶液中部分的氟离子除去.从而减轻了剥锌工人的劳动强度,提高了剥锌速率.此外,锌片的易剥离,也能够减少阴极板的损坏率,降低阴极板的消耗.4存在的问题离子交换除氯从试车到生产,都取得了良好的效果.但在生产过程中也存在了很多的问题.(1)污水处理量大.吸附和解吸过后对树脂的淋洗,洗涤所排放的污水约为65m./班,而环保车间处理污水的能力有限,造成污水没能及时清理,使脱氯工艺无法正常运行.(2)吸附过程中管道易堵塞.由于受外来矿源的影响,硫酸锌溶液中钙镁含量较高,且不稳定,容易结晶.PH值的调节难度较大,造成新液含酸高,对电锌生产具有一定的影响.(3)吸附终点
11、和解吸终点无法及时准确地测定.由于化验人员定员的不足,以及化验设备仪器的落后,准确检测溶液氯离子的难度较大,所需的时间过长.迫使操作人员只能凭经验或利用一些较简单的检测方法来评定终点(准确性不高)导致树脂吸附没有达到饱和状态就提前终止或延时树脂对氯离子的吸附.而在解吸过程中造成解吸不完全或稀硫酸的浪费.5发展方向离子交换树脂除氯法对电解生产带来的成效毋庸置疑,但在生产中存在的不足之处也不能忽视.随着年产锌锭l0万吨大集板制动剥锌机准备投入,离子交换树脂除氯工艺各种技术条件的完善刻不容缓.因此,来宾华锡冶炼有限公司将对先存在的不足认真分析原因,找出解决问题的办法.通过不断的摸索,实验,找出最优条件适应越来越复杂的溶液.坚信离子交换树脂工艺将会越来越成熟,规模越来越大,脱氯效果越来越好.【参考文献】1】王德全.锌电解过程中杂质影响的行为特点【M】.有色金属,1985.【2】王文录.湿法炼锌中氯的危害及控制U.湖南有色金属,2007.23,(1):2124,50.【3】陈志飞,宁顺明,蒙在吉等.锌铟实用冶金【M】.湖南:中南大学出版社,2006.
