一种通过光磁协同相应降解福美锌的装置及使用方法与流程

1.本发明涉及福美锌降解技术领域，具体为一种通过光磁协同相应降解福美锌的装置及使用方法。


背景技术：

2.湿法炼锌过程中硫酸锌溶液的高效提纯是保证锌电积成功的必要条件，尤其是在高电流密度下，电解液必须经过高度净化，以降低杂质离子对阴极锌的影响。其中，在所有的杂质离子中，钴是最难以去除的，并且在锌电积过程中钴的危害性最大，很容易在阴极析出，导致阴极锌产量和氢的过电位降低并催化产生氢气，即使少量（1 mg/l）也会降低阴极锌产量。但是从硫酸锌溶液中除钴一直是湿法冶金领域的难题，现有的除钴方法大致可以分为两类：一种是添加试剂沉淀除钴，如黄药除钴，但黄药除钴因其成本和环保问题极少被应用；另一种是锌粉置换除钴，添加锌粉不会引入杂质离子，但效率低下，究其原因目前尚无定论。
3.近年来，有机物除钴成为一种趋势，例如呼伦贝尔驰宏矿业有限公司在采用新型有机试剂在温度为75～80 ℃，反应时间为1.5 h，净化后的二段液达到净化目标，且二段净化渣量少，渣含锌钴比例小。广西冶金研究院梁焕龙等人利用福美锌进行除钴试验，结果既可解决二段净化液中钴离子偏高的问题，又能实现钴离子和锌离子的相互转化，且有机试剂福美锌成本较低，低毒环保，不会造成二次污染。但梁艳辉利用新型有机剂福美钠净化除钴方法在生产实践中发现福美锌会引发锌电积过程出现“烧板”现象，现阶段公开的文献只有利用活性炭吸附福美锌，但这会造成硫酸锌溶液中锌离子损失导致锌电积过程中酸锌比例失衡而影响阴极锌的质量。基于此，本发明提出一种利用光磁协同效应处理硫酸锌溶液降解福美锌方法，通过梯度磁场提高光催化剂催化活性和硫酸锌中的溶解氧，促进电子和空穴向纳米光催化剂表面的传递，从而提高福美锌的降解效率，本发明可以在不影响阴极锌质量前提下提高福美锌的降解效率， 具有显著的经济和环保效益。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了减少湿法炼锌除钴过程中有机物残留量大，影响酸锌比例等一系列问题，提供了一种通过利用光磁协同相应降解福美锌，降低福美锌对阴极锌的影响，符合实际工业生产要求。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种通过光磁协同相应降解福美锌的装置及使用方法，包括光催化装置，所述光催化装置的外侧设置有反应器，且反应器的内端中间部位装设有梯度磁场装置，所述反应器的下侧通过支撑架体与加热装置固定连接，所述反应器的内侧设置有热电偶，所述反应器的上侧盖合有衔接密封机构，且反应器通过衔接密封机构与发动机相连接。
6.优选的，所述反应器的底端两侧卡合有卡合锁套，且卡合锁套的底端固接有底盖，所述底盖的内侧设置有推动板，且底盖的底端安装有出料管道。
7.优选的，所述衔接密封机构包括上盖体、控制面板，内置电源、控制电线和穿孔套，所述上盖体的中间部位上侧安装有控制面板，且开关面板的外侧装设有内置电源，所述内置电源的外侧通过控制电线与光催化装置相连接，所述上盖体的两端对称镶嵌有穿孔套。
8.优选的，所述推动板包括衔接块、疏导管、推板和拉手，所述衔接块的下侧安装有疏导管，且衔接块的两端通过推板与拉手固定连接，所述推板呈内侧低外侧高式结构，倾斜角度为25
°
。
9.优选的，所述光催化装置设置为紫外光，且光催化装置外敷隔热且耐腐蚀材质的保护膜。
10.优选的，所述梯度磁场装置由块梯度磁场通过磁性固定块固定而成，并且外敷隔热且耐腐蚀材质的保护膜，其中梯度磁场分为三列，各列以中心搅拌杆为轴成度角排列。
11.优选的，所述梯度磁场装置各列第二行的梯度磁场分别与第一行和第三行梯度磁场形成闭合环状的磁感线，其梯度磁场强度为6
‑
10t/m。
12.一种通过光磁协同相应降解福美锌的装置的使用方法，1）将湿法炼锌净化液注入反应器，随后通过衔接密封机构对反应器上端进行密封盖合，衔接密封机构上设置有内置式电源和控制开关，对发动机和光催化装置提供能源；2）开启发动机通过梯度磁场装置搅动溶液,反应器中搅拌桨的搅拌速度为50
‑
100 r/min；3）开启发动机和加热装置，通过电热偶将温度控制为80
‑
85℃条件下加入净化液；4）开启搅拌桨并加入0.6
‑
0.8g/l的tio2进行光磁协同效应，通过推动板两侧把手可以抬高推动板上液体的高度，以提高搅拌和光磁反应效率，打开光催化装置进行光照作用，光照时间为30
‑
60min；5）通过推动板两侧把手降低推动板高度，使得推动板上的下水口与出料管道契合贯穿，旋转打开推动板上的下侧管道，利用推动板倾斜的角度排出降解后的福美锌。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明利用梯度磁场提高硫酸锌溶液中的溶解氧以及光催化剂催化活性促进电子和空穴向纳米光催化剂表面的传递，实现低成本高效解决福美锌所引起的环保问题，且不会影响后续锌电积过程，降低后续处理难度，整个装置为模块化组装，易于实现工业化生产。
附图说明
14.图1为本发明的结构正视示意图；图2为本发明的衔接密封机构结构示意图；图3为本发明的推动板结构示意图；图4为本发明的使用方法流程示意图。
15.图中：1、光催化装置；2、梯度磁场装置；3、反应器；4、加热装置；5、热电偶；6、发动机；7、衔接密封机构；701、上盖体；702、控制面板；703、内置电源；704、控制电线；705、穿孔套；8、卡合锁套；9、推动板；901、衔接块；902、疏导管；903、推板；904、拉手；10、底盖；11、出料管道；12、支撑架体。
具体实施方式
16.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.请参阅图1
‑
4，本发明提供的一种实施例：一种通过光磁协同相应降解福美锌的装置，包括光催化装置1，光催化装置1的外侧设置有反应器3，且反应器3的内端中间部位装设有梯度磁场装置2，光催化装置1设置为紫外光，且光催化装置1外敷隔热且耐腐蚀材质的保护膜，反应器3的下侧通过支撑架体12与加热装置4固定连接，反应器3的内侧设置有热电偶5，反应器3的上侧盖合有衔接密封机构7，且反应器3通过衔接密封机构7与发动机6相连接，梯度磁场装置2由9块梯度磁场通过磁性固定块固定而成，并且外敷隔热且耐腐蚀材质的保护膜，其中梯度磁场分为三列，各列以中心搅拌杆为轴成120度角排列，梯度磁场装置2各列第二行的梯度磁场分别与第一行和第三行梯度磁场形成闭合环状的磁感线，其梯度磁场强度为6
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10t/m，衔接密封机构7包括上盖体701、控制面板702，内置电源703、控制电线704和穿孔套705，上盖体701的中间部位上侧安装有控制面板702，且开关面板702的外侧装设有内置电源703，内置电源703的外侧通过控制电线704与光催化装置1相连接，上盖体701的两端对称镶嵌有穿孔套705，反应器3的底端两侧卡合有卡合锁套8，且卡合锁套8的底端固接有底盖10，底盖10的内侧设置有推动板9，且底盖10的底端安装有出料管道11，推动板9包括衔接块901、疏导管902、推板903和拉手904，衔接块901的下侧安装有疏导管902，且衔接块901的两端通过推板903与拉手904固定连接，推板903呈内侧低外侧高式结构，倾斜角度为25
°
。
18.一种通过光磁协同相应降解福美锌的装置的使用方法：1）将湿法炼锌净化液注入反应器，随后通过衔接密封机构7对反应器3上端进行密封盖合，衔接密封机构7上设置有内置式电源和控制开关，对发动机6和光催化装置1提供能源；2）开启发动机6通过梯度磁场装置2搅动溶液,反应器3中搅拌桨的搅拌速度为50
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100 r/min；3）开启发动机6和加热装置4，通过电热偶5将温度控制为80
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85℃条件下加入净化液；4）开启搅拌桨并加入0.6
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0.8g/l的tio2进行光磁协同效应，通过推动板9两侧把手可以抬高推动板9上液体的高度，以提高搅拌和光磁反应效率，打开光催化装置1进行光照作用，光照时间为30
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60min；5）通过推动板9两侧把手降低推动板9高度，使得推动板9上的下水口与出料管道11契合贯穿，旋转打开推动板9上的下侧管道，利用推动板9倾斜的角度排出降解后的福美锌。
19.实施例2：首先测得除钴后液中co2+的浓度为小于0.5mg/l，co为0.4mg/l，达到净化要求，福美锌的含量为340mg/l，梯度磁场强度为6t/m,反应器中搅拌桨的搅拌速度为80 r/min，30min测得福美锌的含量为170mg/l。
20.实施例3：测得除钴后液中co2+的浓度为小于0.5mg/l，co为0.4mg/l，达到净化要求，福美锌的含量为340mg/l，二氧化钛投加量 0.6g/l，光照时间为30min，反应器中搅拌桨的搅拌速度为80 r/min，30min测得福美锌的含量为214mg/l。
21.实施例4：测得除钴后液中co2+的浓度为小于0.5mg/l，co为0.4mg/l，达到净化要求，福美锌的含量为340mg/l，二氧化钛投加量 0.6g/l，光照时间为30min，梯度磁场强度为6t/m,反应器中搅拌桨的搅拌速度为80 r/min，30min测得福美锌的含量为325 mg/l。
22.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。