一種利用離子液體電滲析脫除銅電解液中As,Sb的方法
【專利摘要】本發(fā)明的一種利用離子液體去除銅電解液中As，Sb的方法，包括以下步驟：在本發(fā)明所述的電滲析脫除系統(tǒng)中，銅電解液放入陰極室，一定濃度的離子液體和鹽酸放入陽極室，在使用過程中不斷添加，保持一定溫度和pH值，在一定的電滲析電壓下反應(yīng)一定時間。陰極室的銅電解液周而復(fù)始地循環(huán)，陽極室流出液放入一個萃取池，用萃取劑萃取，由此銅電解液中As的脫除率高達(dá)70％，Sb的脫除率高達(dá)50％，該方法可連續(xù)處理銅電解液，工藝流程簡單，工藝條件要求低，環(huán)保節(jié)約。
【專利說明】—種利用離子液體電滲析脫除銅電解液中As，Sb的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電滲析工藝，尤其是涉及一種利用離子液體去除銅電解液中As，Sb所使用的電滲析工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]在銅的提取冶金過程中，以銅礦石為原料，一般通過火法冶煉得到粗銅，其中主要包含的雜質(zhì)有:As、Sb、B1、Fe、Pb、Zn、Ni等，其中As、Sb對陰極銅質(zhì)量影響較大。在陽極銅電解精煉過程中，陽極中的雜質(zhì)隨銅一起溶解進(jìn)入電解液，富集的雜質(zhì)可通過機(jī)械夾雜和化學(xué)沉淀的方式在陰極上積聚，從而導(dǎo)致陰極銅中雜質(zhì)含量超標(biāo)。因此必須定期對電解液進(jìn)行進(jìn)化除雜，以滿足銅電解的要求。銅電解精煉過程，As、Sb隨陽極溶解進(jìn)入電解液，主要以AsO4'AsO33-, SbO廣和SbO43-狀態(tài)存在。目前，國內(nèi)外所開發(fā)的銅電解液凈化除雜的方法主要包括電沉積法、吸附法、沉淀法、溶劑萃取和離子交換法等。本發(fā)明主要是在電場作用下，利用膜的選擇透過這一特點達(dá)到銅離子與雜質(zhì)離子As043_，As0廣，SbO廣和Sb043_的分離，再利用萃取 法來富集雜質(zhì)離子，而不需要對電解液另外處理，工序簡單。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種利用離子液體電滲析脫除銅電解液中As，Sb的方法，可有效簡化銅電解液中雜質(zhì)去除程序，進(jìn)一步提聞電解液的性能。
[0004]本發(fā)明的方法是在一個雙室的電滲析器內(nèi)，利用離子交換膜的特性，連續(xù)脫除銅電解液中As，Sb。具體方法如下:
[0005]如附圖所示，本發(fā)明由陰極室、陰極、陽極室、陽極、離子交換膜、整流電源、攪拌器和萃取池組成的電滲析脫除系統(tǒng)，銅電解液放入陰極室，離子液體甲基丁基氯化咪唑(分子式為BMMC1)和鹽酸放入陽極室，在使用過程中不斷添加，在陽極室設(shè)置一個可控制速度的攪拌器，溫度為30-50°C，pH為0.5-1.0。其特征是以鈦涂釕惰性電極為陰陽極，電流密度為I~6A/dm2。陰極極室的流出液仍返回原來的貯液槽，周而復(fù)始地循環(huán)，陽極室流出液放入一個萃取池，用石油醚萃取。直流電由一硅整流電源提供，電滲析電壓為5.0~20V，反應(yīng)時間為1.5~8小時。
[0006]本發(fā)明的原理反應(yīng)如下:
[0007]陰極室銅電解液中的AsO/_，AsO廣，SbO廣和Sb043_離子在電場的作用下，穿過陰膜進(jìn)入到陽極室含有離子液體BMMCl的鹽酸中，陰極室銅電解液中的As0/_，AsO廣，SbO廣和Sb043_離子與OH交換后，As043_，AsO廣，Sb O廣和Sb043_離子在電場的作用下通過陰膜進(jìn)入陽極室，得到凈化的銅電解液從出口直接返回原來的貯液槽，而AsO4' AsO33-, SbO廣和SbO43-離子在含有離子液體BMMCl的鹽酸中進(jìn)行反應(yīng)，生成一種新的離子液體BMMH2AsO4,BMIMAsC14, BMIMSbCl6, BMMSbCl4,其反應(yīng)機(jī)理為:
[0008]BMIMC1+As043>2HC1 — BMIMH2As04+3Cr
[0009]BMIMC1+As033>6HC1 — BMIM AsCl4+3H20+3Cr[0010]BMIMCl+Sb033>6HCl — BMIMSbCl4+3H20+3Cr[0011 ] BMIMCl+Sb043>8HCl — BM 頂 SbClb_+4H20+3Cl_
[0012]在上述電滲析過程中，在直流電場的作用下，離子交換膜的特點是陰離子交換膜只允許陰離子透過，所以可以完成反應(yīng)的進(jìn)行，而且由于采用了均相離子交換膜，使得整個過程更具有耐污染性和反應(yīng)更穩(wěn)定。
[0013]本發(fā)明的特點是:
[0014](1)整個裝置可連續(xù)處理銅電解液，避免間歇操作；
[0015](2)再生過程易于控制，制備工藝流程簡單，工藝條件要求低；
[0016](3)設(shè)備緊湊，再生時間短，從而可節(jié)約大量的生產(chǎn)費用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖為用于本發(fā)明的電滲析脫除系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0018] 如附圖所示，本發(fā)明在由陰極室、陰極、陽極室、陽極、離子交換膜、整流電源、攪拌器和萃取池組成的電滲析脫除系統(tǒng)中，陽極和陰極采用鈦涂釕金屬電極，陽極室加入Imol/I離子液體甲基丁基氯化咪唑水溶液，用濃鹽酸調(diào)節(jié)PH值為0.6，電流密度為4A/dm2，電滲析電壓為16V。含有As043_，AsO廣，SbO廣和Sb043_離子的銅電解液自貯液槽利用位差經(jīng)過流量計，流速控制在50L/h，自上向下流經(jīng)本發(fā)明所述的脫除銅電解液中As，Sb的電滲析裝置中，陰極室銅電解液中的AsO4' AsO33-, SbO廣和Sb043_離子在電場的作用下，穿過陰膜進(jìn)入到陽極室中，在攪拌作用下與離子液體甲基丁基氯化咪唑和鹽酸進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時間為7小時，生成的新離子液體由循環(huán)泵2引出陽極室，在含有石油醚的萃取池中進(jìn)行離子液體的萃取，得到凈化的銅電解液循環(huán)泵I從陰極室出口直接泵入銅電解液貯槽內(nèi)，由此銅電解液中As的脫除率為70%左右，Sb的脫除率為50%左右。
【權(quán)利要求】
1.一種銅電解液中As，Sb連續(xù)脫除的方法，其特征在于:在電滲析脫除系統(tǒng)中，陰離子離子交換膜為均相離子交換膜，鈦涂釕惰性電極為陰陽極，銅電解液、離子液體甲基丁基氯化咪唑和鹽酸為原料，通以一定時間的直流電來連續(xù)脫除銅電解液中As，Sb，陽極室引出含As, Sb的離子液體進(jìn)入萃取池用石油醚進(jìn)行萃取處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電滲析脫除系統(tǒng)，其特征在于:設(shè)有陽極室、陰極室、強(qiáng)堿型陰離子交換膜、攪拌器、整流電源和萃取池，陽極和陰極為鈦涂釕惰性金屬電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫除方法，其特征在于:離子液體甲基丁基氯化咪唑和鹽酸加入電滲析器的陽極室，銅電解液中含有As，Sb的離子從陰極室通過陰、陽極室之間的強(qiáng)堿型陰離子交換樹脂膜，反應(yīng)后的含As，Sb的離子液體進(jìn)入萃取池用石油醚進(jìn)行萃取處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫除方法，其特征在于:脫除溫度為30-50°C，pH為0.5-1.0，電流密度為1~6A/dm2，電滲析電壓為5.0~20V，反應(yīng)時間為1.5~8小時。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫除方法，其特征在于:可用于銅電解液中As，Sb連續(xù)脫除的方法。
【文檔編號】C25C7/06GK103898559SQ201410132012
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】杜榮斌, 劉濤, 徐衡, 王鈞偉 申請人:安慶師范學(xué)院