[发明专利]一种从锌电解液中脱除镁离子的方法

说明书

本发明涉及一种从锌电解液中脱除镁离子的方法，属于化工冶金技术领域。具体方法为：先将氟化镁晶种、四水合氟化锌、分散剂A加入反应釜用生产水或镁渣洗水充分浆化0.5h以上升温至40‑80℃，在搅拌条件下将锌电解液匀速加入浆化液中，控制反应温度恒温，锌电解液加完之后恒温搅拌陈化，溶液高温过滤，镁渣用生产水进行逆流洗涤，脱镁硫酸锌溶液加入硫酸钙脱除残氟，反应结束之后进行液固分离，溶液用于锌电解生产，滤渣为氟化钙渣。本发明脱镁效率高，可以将锌电解液中镁离子由20g/L以上脱除至3g/L以上，提高电解液的纯度，生成的氟化镁渣过滤性能良好，工艺简单，易于实现工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种从锌电解液中脱除镁离子的方法，属于化工冶金技术领域。

背景技术

目前，国内外80％以上的锌均采用传统的湿法工艺生产，工艺流程为先将硫化锌精矿通过沸腾焙烧得到锌焙砂，然后采用电解废液浸出锌焙砂得到硫酸锌浸出液，浸出液通过锌粉净化除杂之后进行电积产出金属锌。锌精矿中镁的主要赋存状态为白云石(CaMg(CO₃)₂)，沸腾焙烧阶段白云石热分解成MgO，在后续浸出过程中与锌一道被硫酸浸出而进入溶液，锌粉三段净化法无法将镁去除，导致其在流程中不断的循环富集。当镁离子富集到20g/L以上会盐析结晶析出阻塞管道，还会导致溶液黏度增加、降低电效、恶化沉积层质量等不利影响。现阶段镁的难以脱除仍是湿法炼锌工艺普遍存在的难题，硫酸锌溶液镁的脱除技术种类繁多，如：冷却结晶、中和沉淀、溶剂萃取分离、加压脱镁、氟化物沉镁等。

冷却结晶是利用硫酸镁的溶液度随着温度的降低而减小的性质，降低溶液温度使溶液中的硫酸镁饱和结晶析出。但是锌也会生成碱式硫酸锌一道沉淀，结晶渣镁含量低，表明该法对于除镁效果并不理想，只能作为一种辅助手段。中和沉淀法是国内许多冶炼厂普遍采用的方法，通过向开路出的电解废液中加入石灰中和，使锌生成碱式硫酸锌沉淀，镁从沉锌后液带走。该技术工艺简单，但过程会产生大量富锌石膏渣，锌很难再回收利用，会造成锌的损失。溶剂萃取分离是通过选择性萃取将锌镁分离，但由于没有适合于硫酸锌溶液镁萃取的萃取剂，通过锌萃取剂将溶液中的锌萃取出，而镁几乎全部留在萃余液中。因硫酸锌溶液锌为主体金属，含量高，通过萃锌实现锌镁分离，成本高昂，流程复杂。加压脱镁是利用高温条件硫酸镁的溶解度降低的性质，通过加压釜将硫酸锌溶液升温至160℃以上，使硫酸锌溶液中的钙镁结晶析出，但是该方法由于操作温度较高，能耗较高，而且设备运行成本也较高。

化学沉淀法主要是利用MgF₂溶度积很小的特点，以HF、ZnF₂等氟化物为沉淀剂除去硫酸锌溶液中的镁离子，该方法具有镁脱除效率高、产渣量小等优点。氟化物化学沉淀法除镁虽然效果理想，但是会导致除镁后液氟离子上升，返冶炼流程会腐蚀阴极，从而导致剥锌困难。此外由于富集了镁等杂质的锌电解液粘度较大等原因，生产的氟化镁呈胶体状悬浮在锌电解液中，很难分离；虽然也有报道呈加入氟化镁晶种促使晶体长成大颗粒，例如专利CN109867463A，但经发明人多次试验验证，根据该专利所公布的方法，在电解锌溶液中加入的氟化镁晶种后，再通入氟化氢或加入氟化物，用该方法得到的氟化镁沉淀仍然呈胶体状分散在锌电解液中，即使经过多种调整，所产生固相物仍呈胶体状，很难过滤。

发明内容

针对上述现有硫酸锌溶液氟化物除镁存在不足，本发明提供一种从锌电解液中脱除镁离子的方法。本方法通过使用分散剂，使氟化镁晶种有效分散，同时由于分散剂的加入以及结晶过程的有效控制，生产粗大的氟化镁晶体，实现了电解锌溶液的脱镁，且整个脱镁过程不会引入新的杂质。脱镁后再采用硫酸钙除残氟，溶液可以直接用于锌电解，具有工艺简单，镁渣过滤性能良好，除氟效率高的特点。本发明通过以下技术方案实现。

一种从锌电解液中脱除镁离子的方法，具体步骤如下：

(1)将氟化镁晶种、四水合氟化锌、分散剂A加入反应釜用生产水或镁渣洗水充分浆化之后升温至反应所需温度；

(2)在搅拌条件下将锌电解液匀速加入浆化液中进行除镁反应，控制反应温度恒温；