[发明专利]一种硫酸锌溶液中氟的脱除方法

说明书

本发明公开一种硫酸锌溶液中氟的脱除方法，将铅基除氟剂粉末加入到不含氟的硫酸锌溶液中湿磨，形成料浆；将料浆加入到待除氟的硫酸锌溶液中搅拌均匀，混合液加入硫酸搅拌反应，反应后过滤，滤液可用于湿法炼锌；滤渣碱洗得到氢氧化铅，碱洗过滤后用水洗，水洗渣干燥后得到氧化铅；碱洗含氟滤液采用石灰沉氟；本发明方法具有操作难度低、低能耗、无污染、经济效益显著等特点。

技术领域

本发明属于湿法冶金领域，具体涉及一种硫酸锌溶液中氟的脱除方法，适用于湿法炼锌溶液的除氟处理。

背景技术

湿法冶金工艺生产的金属锌占世界锌总产量的80％以上，其过程主要包括焙烧，浸出，净化及电积四个阶段。在浸出过程中，原料中的杂质元素与锌一同溶解于浸出液中，而氟以离子的形式存在于溶液中并容易在溶液的闭路循环中积累，当氟离子浓度高于100mg/L时，使得阴极板的腐蚀加速，影响锌片的剥离，更为严重的产生“烧板”的情况，严重干扰湿法炼锌企业的机械化生产。近年来，锌二次资源的大量使用，对除氟工艺提出了更高的要求，硫酸锌液中高浓度氟离子的存在不仅导致工作条件的恶化，也导致了较大的经济损失。

常用的除氟方法包括沉淀法、吸附法、萃取法、离子交换等方法。钙盐沉淀法虽然有一定的除氟效果，但氟化钙沉淀渣会导致过滤性能差，过量的钙离子还会进入到湿法炼锌系统中增大溶液黏度，容易造成设备损坏和管路堵塞。铈盐可以实现除氟目的，但用量大，成本高，无法用于实际生产。吸附法受硫酸锌溶液中硫酸根离子、酸度等的影响，存在着除氟效果不稳定，有价金属损失率高，氟脱除效率低等问题。萃取法存在着有机物易进入湿法炼锌系统，导致电解电流效率降低，能耗升高的问题。离子交换法反应时间较长，而且树脂再生时会产生大量氟、硫酸、重金属浓度都很高的废水，使得运营成本升高，环保压力大。

多年来，许多研究人员在该领域做了大量工作，在除氟理论和方法上取得了一些成果，但仍然没有一种令多数湿法炼锌企业满意的高效、经济的除氟方法。因此，需要研究一种操作简单，无污染，经济可行的硫酸锌液除氟方法。

发明内容

本发明针对目前现有技术存在的问题，提出一种硫酸锌溶液中氟的脱除方法，该方法采用向含氟硫酸锌溶液中加入铅基除氟剂，达到脱除溶液中氟的目标，除氟效率高，经济可行。

为了实现上述技术目的，本发明通过以下方案来实现：

一种硫酸锌溶液中氟的脱除方法，包括以下步骤：

A.湿磨：将铅基除氟剂粉末加入到不含氟的硫酸锌溶液中湿磨，形成料浆用于沉淀除氟；

B.沉淀除氟：将步骤A的料浆加入到待除氟的硫酸锌液中搅拌均匀，混合液加入硫酸搅拌反应，铅基除氟剂与硫酸锌溶液中的硫酸根和氟进行反应，一部分生成硫酸铅，一部分生成氟化铅，溶液中氟离子的浓度可以降低到100mg/L，反应后过滤，滤液可用于湿法炼锌；

C.再生：将步骤B的滤渣采用碱洗的方式将氟化铅和硫酸铅转化为氢氧化铅，碱洗过滤后用水洗，水洗渣干燥后得到氧化铅；碱洗含氟滤液采用石灰沉氟。

步骤A中的铅基除氟剂主要成分为氧化铅、氢氧化铅等。

步骤A中的铅基除氟剂与不含氟的硫酸锌溶液的固液比g:mL为1～5:1，不含氟的硫酸锌溶液中锌含量为140g/L以上。

步骤B中的料浆中的铅基除氟剂与待除氟的硫酸锌溶液中氟的质量比为100～200:1。

步骤B中的硫酸为质量百分比浓度大于90％的工业硫酸。

步骤B硫酸的加入量与混合液的体积比为1:50～150。

步骤B控制反应温度为40～85℃，搅拌反应90～150分钟。

步骤C中的碱洗液采用氢氧化钠溶液，碱洗液中氢氧根浓度为1～5mol/L，碱洗温度30～85℃，碱洗时间30～90分钟。