[其他]電滲析分離硫酸鋅電解液中單價離子的方法

無效

• 申請號: 87102881
• 申請日: 1987-04-20
• 公開（公告）號: CN87102881A
• 公開（公告）日: 1988-01-20
• 發明（設計）人: 唐納德·保爾;丹尼爾A·D·博登
• 申請（專利權）人: 科明哥公司
• 主分類號: C25C1/16
• 分類號: C25C1/16;B01D13/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 陳季壯,羅英銘

本發明是關于用電滲析的方法從ZnSO₄電解液中分離單價離子。

在通過電滲析從硫酸鋅溶液中回收鋅的過程中，為了降低電解液中對電解起有害作用的雜質的含量，有必要對電解液進行純化處理。尤為重要的是要達到除去足夠量的氯化物、氟化物和鉈的目的。在Ma⁺hewson C·H的“鋅-金屬、它的合金以及化合物”（第三次印刷，Reinhold出版公司、1964，PP.65-333）一書中討論了ZnSO₄的純化方法以及各種雜質的影響。

氯化物可以按照傳統的方法以CuCl、AgCl形式或通過溶劑萃取的方法被分離出來。氯化物和氟化物是通過用碳酸鈉溶液預浸或洗滌精礦焙砂、煙道灰及其類似物來分離的。這些方法的主要缺點是囟化物分離得不完全，要求附加步驟多，而且成本高。用蘇打溶液洗滌固體顆粒的方法分離氟化物代價昂貴，而且在經過純化的ZnSO₄電解液中依然存在氟化物離子。

從溶液中分離離子可采用包括電滲析在內的多種方法來完成，這是經過許多資料所證明的。但是，這些參考文獻都沒有披露為電解制取鋅而在ZnSO₄電解液的純化中使用電滲析，即用電滲析從ZnSO₄電解液中除去氯化物、氟化物和鉈。

現在，我們發現采用電滲析的方法可以從ZnSO₄電解液中有效地除去囟化物以及單價陽離子。

根據本發明，使含有單價離子包括氯化物、氟化物、鉈、鈉離子和鉀離子的ZnSO₄電解液通過一臺電滲析器，便可以把這些單價陰離子和單價陽離子除掉。該電滲析器由許多用交替排列的陽離子膜和陰離子膜隔開而形成的、交替排列的濃室和稀室（濃度降低）以及分別安裝著一個陽極和陰極的陽極室和陰極室組成。陰離子膜和陽離子膜是從合適的單價離子選擇性滲透膜中選擇的，或者當對于鉈這樣的單價離子的選擇分離不做要求時，這種陽離子膜也可以從一般通用的陽離子膜中選擇。鋅和錳在電極表面的沉積可通過一種或多種方法來控制，它們包括控制循環通過陽極室和陰極室的電極沖洗液的組分和流速;排列離子膜，以便用單價陰離子選擇性滲透膜將陽極室和陰極室與靠近的稀室隔開;添加少量的鈷和/或銻;以及使用利于氫在金屬沉積物上析出的陰極材料。由于囟化物，特別是氟化物的分離與pH值要小心地控制在預定的范圍之內。當所要分離的陰離子只限于氯離子時，對pH值的要求可稍松一些。根據待純化ZnSO₄電解液中單價離子的含量和/或所要求的、經純化后該電解液中這些離子的含量、電滲析可以按一級或多級進行。通過選擇適宜的條件，本發明的方法可經過一級或多級處理，使90%或更多的單價離子得到有效的分離效果。特別是從ZnSO₄電解液中分離氯化物、氟化物和鉈時，尤為如此。

根據本發明，這里提供了一個用電滲析來純化硫酸鋅電解液的方法，該電解液中含有多種單價陽離子，包括從鉈、鈉和鉀中選取的至少一種陽離子;含有多種單價陰離子，包括選自氯化物和氟化物中的至少一種陰離子;其特征在于該方法包括下述步驟：將硫酸鋅電解液通入電滲析器的稀室中，該電滲析器包含許多交替排列的單價陽離子選擇性滲透交換膜和單價陰離子選擇性滲透交換膜、這些膜構成許多交替排列的稀室和濃室、陽極室和陰極室，以及位于陽極室中的陽極和位于陰極室中的陰極組成;用循環沖洗液沖洗所述陽極性室和陰極室;在陽極室與陰極室間通入電流，電流大小以相應的電流密度在10-500A/m²范圍內為宜;維持電滲析器的溫度在0-60℃范圍內;通入pH值小于約5.5的電解液;穿過稀室和濃室的電解液液流的線速度應足以維持在所述室中形成湍流;從所述稀室中放出稀液。該稀液即為經過純化的、單價陽離子和單價陰離子含量降低的硫酸鋅電解液。

使采用硫酸浸濾含鋅材料所獲得的ZnSO₄電解液經過純化，其目的在于將不希望有的離子分離掉，同時使該電解液適合于鋅的電解制取。該純化包括所謂的鐵的純化和鋅粉的純化。根據本發明的這種方法可用于鋅粉純化之前或之后。ZnSO₄電解液中可能含有像氯化物、氟化物、鉈、鈉和鉀等單價離子，以及像鋅、硫酸鹽、錳、鈷、鎳、銅、鎘、銻、砷、鐵、鎂和鈣等多價離子。根據本發明的這種方法對于單價離子的分離特別有用，這些離子包括從氯化物和氟化物中選擇的至少一種單價陰離子以及包括鉈在內的單價陽離子。