CN106381388A - 一种从硫酸锌溶液中脱除氟氯的方法 - Google Patents

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胡航
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Abstract

本发明公开了一种从硫酸锌溶液中脱除氟氯的方法，属于锌冶金净化领域。涉及一种以针铁矿法从含铁溶液中同时脱除氟氯的方法，有稀释法和还原氧化法两种实施方式。稀释法是将除铁前液加入到底液中，氟氯随除铁过程去除，前液含三价铁3～50g/L，反应温度70～100℃，pH2.5～4.5，前液加入速度2～9.2mL/min。还原氧化法是向除铁前液通空气或富氧空气，氟氯随二价铁氧化沉淀而除去，前液含二价铁3～50g/L，空气或富氧空气流量为5～50L/min，反应温度70～100℃，pH2.5～4.5，反应时间为2～8h。本方法能同时脱氟氯，依托工艺必须的除铁工序，不用增加专门氟氯脱除工序，无需额外投入。

Description

一种从硫酸锌溶液中脱除氟氯的方法
技术领域
本发明属于锌冶金净化领域，涉及一种从硫酸锌溶液中脱除氟氯的方法。
背景技术
在湿法炼锌过程中，氟、氯的存在对系统设备和环境都影响较大。氟氯含量达一定值后会使电解阴阳极消耗和作业环境恶化。在硫酸锌电积过程中，氟离子能破坏阴极铝板表面的氧化铝膜，使析出锌与铝板新鲜表面形成锌铝合金，导致锌皮难于剥离，阴极铝板消耗增加。氯离子氧化成氯酸盐后与阳极铅反应，增加电解液含铅，降低析出锌质量，同时缩短阳极寿命。
氟的去除应用较多的主要有吸附法、化学沉淀法和混凝沉淀法，另外还有电化学法和膜分离法。化学沉淀法具有方法简单、处理方便、成本低、效果好的特点，是目前工业上广泛应用的方法。混凝沉降法一般只适用于含氟较低的溶液处理，若含氟量大，混凝剂使用量多，处理费用较大，产生污泥量多，具有药剂投加量少、处理量大、一次处理后可达国家排放标准的优点，适用于工业含氟废水的处理。吸附法只适用于处理水量较小的场合，如饮用水的除氟处理。离子交换法费用高，且对废水水质要求严格；电凝聚法及反渗透法装置复杂，耗电量大，因此都极少采用。
氯的去除方法应用较广的铜渣法，其它还有氯化银沉淀法、氧化铋沉淀法、离子交换法、碱洗除氯法和氧化除氯法。铜渣法用自产铜渣除氯效果较好，但由于铜渣的氧化难控制，容易给主系统引入过剩铜离子。硫酸锌中的氟氯若能同时脱除，则既可简化工序，又可节约成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种脱除硫酸锌溶液氟氯的方法，该方法能同时脱除氟氯，该工艺特点是利用针铁矿法除铁的同时脱除氟氯。由于除铁是硫酸锌溶液净化的必要工序，因此本发明的发明同时脱除氟氯且无需引入新设备，只需要严格控制针铁矿法除铁的工艺条件。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种从硫酸锌溶液中脱除氟氯的方法，采用针铁矿法从硫酸锌溶液中去除铁离子的同时脱除氟氯，包括以下两种情况：
(1)稀释法(E.Z法)：当硫酸锌溶液中铁离子主要为三价铁离子时，在采用常规针铁矿法除去铁离子时，控制除铁工艺条件为：除铁前硫酸锌溶液中三价铁离子浓度为3～50g/L，将硫酸锌溶液缓慢加入到反应体系中，加入速度2～9.2mL/min，反应温度70～100℃，控制pH值2.5～4.5，反应完成后通过过滤分离得到净化后的硫酸锌溶液和针铁矿矿渣；
(2)氧化法(V.M法)：当硫酸锌溶液中铁离子主要为二价铁离子时，控制除铁工艺条件为：将氧化性气体以5～50L/min的流量通入到除铁前硫酸锌溶液中，反应温度70～100℃，控制pH值2.5～4.5，反应时间为2～8h，反应完成后通过过滤分离得到净化后的硫酸锌溶液和针铁矿矿渣。
进一步地，所述氧化性气体为氧化性气体为氯气、氧气或空气。
进一步地，通过向反应体系加入石灰乳的方式控制pH值。
进一步地，稀释法中硫酸锌溶液三价铁离子浓度为3～30g/L，氧化法中硫酸锌溶液二价铁离子浓度为3～30g/L且三价铁离子浓度不超过1g/L。
本发明的方法可用于含铁溶液中氟氯的去除，溶液铁呈二价或三价均可采用本发明的方法。本发明的方法创新之处在于，依托硫酸锌净化工艺必需的除铁工序，在针铁矿法除铁的同时实现同时脱除氟氯；无需增加专门氟氯脱除工序，无需额外投入；并且在满足除铁目标下，优化工艺条件使氟氯脱除率最大化。
具体实施方式
用以下非限定性实施例子对本发明的工艺作进一步的说明以有助于理解本发明及其优点，而不作为对本发明保护范围的限定，本发明的保护范围由权利要求书决定。
稀释法(E.Z法)实施
实施例1
将100ml预上清溶液(含氟47.8mg/L，氯405mg/L，铁5.58g/L)以3.8mL/min速度加入到反应底液中，保持温度90℃，调节石灰乳加入速度控制pH在2.8左右。预上清完全加入后再反应半小时，反应后液经过滤分离得针铁矿矿渣和除铁后液。氟氯脱除率分别为26.4％和38.5％，除铁率为95.0％。
实施例2
将100ml预上清溶液(含氟47.8mg/L，氯405mg/L，铁5.58g/L)以3.8mL/min速度加入到反应底液中，保持温度90℃，调节石灰乳加入速度控制pH在3.0左右。预上清完全加入后再反应半小时，反应后液经过滤分离得针铁矿矿渣和除铁后液。氟氯脱除率分别为39.6％和21.4％，除铁率为96.9％。
实施例3
将100ml预上清溶液(含氟47.8mg/L，氯405mg/L，铁5.58g/L)以11mL/min速度加入到反应底液中，保持温度90℃，调节石灰乳加入速度控制pH在3.0～3.2左右。预上清完全加入后再反应半小时，反应后液经过滤分离得针铁矿矿渣和除铁后液。氟氯脱除率分别为51.5％和32.0％，除铁率为97.5％。
氧化法(V.M法)实施
实施例4
将压缩空气以10L/min的流量通入到200ml除铁前液(含氟27.7mg/L，氯470.2mg/L，铁10.61g/L)中，保持反应温度90℃，调节石灰乳加入速度控制pH在3.0左右，反应4h。氟氯脱除率分别为55.6％和33.1％，除铁率为58.9％。
实施例5
将压缩空气以20L/min的流量通入到200ml除铁前液(含氟27.7mg/L，氯470.2mg/L，铁10.61g/L)中，保持反应温度90℃，调节石灰乳加入速度控制pH在3.0左右，反应4h。氟氯脱除率分别为62.7％和38.8％，除铁率为73.2％。

Claims (4)

1.一种从硫酸锌溶液中脱除氟氯的方法，其特征在于，采用针铁矿法从硫酸锌溶液中去除铁离子的同时脱除氟氯，包括以下两种情况：
(1)稀释法：当硫酸锌溶液中铁离子主要为三价铁离子时，在采用常规针铁矿法除去铁离子时，控制除铁工艺条件为：除铁前硫酸锌溶液中三价铁离子浓度为3～50g/L，将硫酸锌溶液缓慢加入到反应体系中，加入速度2～9.2mL/min，反应温度70～100℃，控制pH值2.5～4.5，反应完成后通过过滤分离得到净化后的硫酸锌溶液和针铁矿矿渣；
(2)氧化法：当硫酸锌溶液中铁离子主要为二价铁离子时，控制除铁工艺条件为：将氧化性气体以5～50L/min的流量通入到除铁前硫酸锌溶液中，反应温度70～100℃，控制pH值2.5～4.5，反应时间为2～8h，反应完成后通过过滤分离得到净化后的硫酸锌溶液和针铁矿矿渣。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化性气体为氧化性气体为氯气、氧气或空气。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过向反应体系加入石灰乳的方式控制pH值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，稀释法中硫酸锌溶液三价铁离子浓度为3～30g/L，氧化法中硫酸锌溶液二价铁离子浓度为3～30g/L且三价铁离子浓度不超过1g/L。
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