一種電解鋅酸霧的抑制試劑的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及抑制有害氣相污染物排放的方法，特別是涉及抑制濕法煉鋅電解工藝的無組織酸霧污染的試劑。
【背景技術】
[0002]濕法煉鋅過程中，電解工藝產生酸霧。電解過程中，每析出I摩爾的金屬鋅，有0.5摩爾的氧氣生成，I摩爾的硫酸生成。氧氣在電解液中，從下而上的釋放，析出會在電解液表面生成氣泡。氣泡的破裂的推動力，導致酸性的電解液形成氣溶膠，噴射到空氣中。車間內酸霧濃重，工作環境惡劣。工人出現呼吸系統疾病。另外陰極、陽極的導電頭和廠房、設備也被腐蝕。目前國內外治理酸霧的主要方法有:機械通風法、密閉電解槽法、試劑抑制法。其中的機械通風法，由于產生酸霧的根源不能杜絕，效果一般，而且動力成本過高；其中的密閉電解槽法，雖然槽面被塑料罩子蓋住，抑制酸霧擴散，但是鋅板出槽過程中需要打開罩子，酸霧依然會污染環境；其中的試劑抑制法，是采用一些產生泡沫的有機物，添加到電解液中，泡沫覆蓋液面，降低酸霧的溢出，但是由于板間距很小，泡沫不能有效覆蓋，而且泡沫影響工人操作，抑制酸霧的效果也并不好。
【發明內容】
[0003]本發明提供一種新的抑制酸霧排放的方法，從源頭上解決酸霧問題。
[0004]在電解液中直接加入特殊的試劑，不需要外加處理裝置。這種抑制試劑是采用氟代烷基的化學物質。這類物質直接加入電解液中，自行溶解并分散在電解液中，可以從根本上抑制酸霧的產生，避免使用動力設備。該試劑不同于常規的泡沫試劑，作用原理不同，效果更加優良。
[0005]根據研究表明，氟代烷基類的化學物質可以改變氣泡的彈力，使得液體表面氣泡的破裂均勻而緩慢，極大的降低破碎推動力，抑制酸霧的釋放。這里所說的“抑制”是指，力口入抑制劑的電解鋅電解液產生的酸霧小于沒加抑制劑的電解鋅電解液。
[0006]適合的氟代烷基類的試劑的化學結構可以用下式I表述:
(Rf)m(Q)nX
分子式中的Rf表示氟代烷基基團，可以是全氟代烷基基團也可以是非全氟代烷基基團。術語“烷基”可以是直鏈烷基也可以是支鏈烷基，包括1~8個碳原子，優選1~6個碳原子。下標m是I或者2。
[0007]結構式I中的Q是鏈接基團，其中的η是O或者1，當η取O時，表示Q不存在。Rf和X直接相連。Q可以是亞甲基，乙稀基，燒氧基，燒基硫基，擬基。
[0008]結構式I中的X表示水溶性極性基團，用以增加抑制劑的水溶性。X可以是脂肪胺基團，例如-NR2，羧基，磺酰基，聚氧乙烯醚基團。
[0009]值得注意的是，所描述的蓄電池污染物抑制試劑，并非特定的上述的某一種化合物，也可以是上述兩種或者多種化合物的混合物。這類物質的用量很少，質量濃度在 10ppm-200ppm之間。可以一次性加入，也可以多次添加。
【具體實施方式】
[0010]實驗室里，安裝一套獨立的電解鋅系統，電解槽的體積為1.5m3，電解液總體積1.2m3，外加循環泵和儲液槽。槽表面覆蓋PVC塑料膜，塑料膜的上方安裝一個小型的纖維膜，外接抽風系統。開始電解后，計時，將纖維膜取下，放進500毫升的純凈水中，使用超聲波振蕩器，將纖維膜截留的酸霧液滴分散到純凈水中。使用標準的氫氧化鈉溶液滴定酸霧濃度，得到每小時產生的酸霧量。加入20克的有機氟酸霧抑制劑，重復上述步驟，測試得到酸霧的產生量。前者與后者的比例就是酸霧的減少量。選取0.5小時，I小時，1.5小時，計算的平均酸霧抑制量為95.5%。通過實驗室測試，可以知道該種類試劑對電解鋅工藝的無組織酸霧的能夠有效抑制。
[0011 ] C4F9C (O) N ⑶ C3H6NCH2CH3) 2 的制備
5升的四口玻璃燒瓶，分別裝有機械攪拌、滴液漏斗、玻璃冷凝器和溫度計向瓶內加入600克N，N- 二乙基-3-氨基丙胺，2500克異丙醚。開始攪拌，滴液漏斗中加入1200克的全氟丁酰氯。燒瓶外加冷卻水，保持溫度為20°C左右，向內滴加全氟丁酰氟，滴加速度緩慢均勻。兩個小時左右滴加完畢，繼續保溫攪拌3小時。向燒瓶內加入2000毫升的去離子水，攪拌后倒入分液漏斗，分離水相。繼續用2000毫升的去離子水清洗一遍。棄置水相。減壓蒸餾有機相。濃縮得到目的產物。850克的全氟丁酰胺基二乙基丙胺。
[0012]C6F13SO2N (C2H5) C2H4O (C2H4O) n 的制備
I升的四口燒瓶，加入148克N-乙基-N- (2-羥乙基)全氟己基磺酰氟，2.5克三氟甲基乙醚，攪拌升溫到75°C，150克環氧乙烷，通過氣體鋼瓶緩慢的加入到溶液中。加入時間控制在5小時。得到粗品。減壓蒸餾。得到產品。
[0013]C4F9C (O) N (H) C3H6NCH2CH3) 2 CH3CH2CO2 的制備
I升的四口玻璃燒瓶，分別裝有機械攪拌、滴液漏斗、玻璃冷凝器和溫度計向瓶內加入200克C4F9C(O)NO!) C3H6NCH2CH3)2，550克異丙醚，87克碳酸二乙酯。開始攪拌，升溫到66度，出現回流。保溫2.5小時。蒸餾走溶劑。剩余的固體就是需要的產物，用異丙醚漂洗幾次。約得到251克。
[0014]C4F9C (O) N (H) C3H6NCH2CH3) 2 HCl 的制備
I升的四口玻璃燒瓶，分別裝有機械攪拌、滴液漏斗、玻璃冷凝器和溫度計向瓶內加入200克C4F9C (O) N (H) C3H6NCH2CH3)2，550克異丙醚，40克36%的鹽酸水溶液。開始攪拌，升溫到66度，出現回流。保溫2.5小時。蒸餾走溶劑。剩余的固體就是需要的產物，用異丙醚漂洗幾次。約得到251克。
【主權項】
1.一種抑制濕法煉鋅工藝中，電積工藝產生的氣相有害硫酸酸霧的方法，其特征在于:將抑制試劑加入到電積鋅電解液中，抑制有害污染物的排放。
2.根據權利要求1所述的抑制試劑，其特征在于是氟代烷基化合物。
3.根據權利要求2所述的氟代烷基化合物，由下式所表述: (Rf)m(Q)nX 其中Rf表示氟代烷基基團，包含有4-6個碳原子，m是I或者2，Q是鏈接基團，η是O或者1，X表示水溶性極性基團。
4.根據權利要求3所述，當m是I的時候，氟代烷基基團是CZF2Z+1, Z取值為4，5，6。
【專利摘要】本發明提供了一種抑制濕法煉鋅工藝中電積工藝所產生的有害硫酸酸霧方法。具體是在生產或者使用過程中，加入抑制試劑，這類抑制試劑是一些含氟的有機物。
【IPC分類】C25C1-16
【公開號】CN104532294
【申請號】CN201510049727
【發明人】陳琪
【申請人】天津格林泰克環保科技有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2015年2月1日