CN106521186A - 一种采用铝酸钠在锌溶液中除氟的新方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种采用铝酸钠在锌溶液中除氟的新方法,属于锌湿法冶金领域,具体的操作步骤如下:1)将工业级铝酸钠粉末与水混合,配制成混合溶液,浓度为5%~50%,充分搅拌待用,充分搅拌后,混合溶液无明显团聚现象;2)将铝酸钠溶液逐渐加入含氟锌溶液(含氟量为100~600 mg/L)中,充分搅拌,进行除氟,除氟的温度控制在15℃~50℃,除氟的时间为0.5~2h;3)步骤2)反应结束后,经固液分离得到除氟后锌溶液和除氟渣。本发明首次采用工业级铝酸钠粉末用于锌溶液除氟工艺;降低了除氟渣量,改善了除氟后液的过滤性能;工业级铝酸钠粉末,原料易得,净化温度低,时间短,简化了除氟工艺,提高企业的经济效益。
Description
技术领域
本发明属于锌湿法冶金领域,具体地说,涉及一种采用铝酸钠在锌溶液中除氟的新方法。
背景技术
在湿法炼锌过程中,氟含量积累达一定值后会加大电解阴阳极消耗,使作业环境恶化。特别是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,质量下降,使得后续电解过程无法正常进行。因此国内外对硫酸锌电解液中的氟含量要求小于50 mg/L。目前常用的除氟方法主要有吸附法、化学沉淀法和离子交换法等。
吸附法是目前水溶液除氟应用最广泛的方法,主要应用于低浓度含氟溶液。近年来,逐渐应用到硫酸锌溶液中氟的脱除。目前应用较广的吸附剂种类有活性金属氧化物类、硅胶、稀土类、泥土类和工业废弃物类等。采用吸附法脱除硫酸锌溶液中的氟离子时,一次脱除率仅有8%~20%,效果不稳定,而且吸附剂损失率较高,因此该法仍处于研究阶段,尚未有工业应用。
化学沉淀法是在高浓度含氟溶液预处理中应用尤为普遍。沉淀法系加化学品处理,形成氟化物沉淀物或氟化物在生成的沉淀物上共沉淀,其处理效率取决于固液分离的效果。常用的化学品有石灰、电石渣、磷酸钙盐、白云石或明矾等。但锌冶炼厂过滤氟化钙沉淀一般是采用板框或箱式压滤机,过滤效果较差,并且湿法系统溶液呈酸性,不利于氟化钙沉淀的生成及过滤
国内曾进行过201#和291#树脂的脱氟试验,但交换能力弱,再生费用大,尚未有工业化实例。
发明内容
为克服背景技术中的技术不足,本发明提出了一种采用铝酸钠在锌溶液中除氟的新方法,采用化学试剂铝酸钠,在相对温和条件下,即可将溶液氟含量降到50 mg/L以下,实现锌溶液中氟的深度净化,从而有效简化了工艺并降低生产成本,是一种经济且简便的从锌溶液中除氟的方法。
为达到上述目的,本发明是按如下技术方案实施的:
一种采用铝酸钠在锌溶液中除氟的新方法,具体的操作步骤如下:
1)将工业级铝酸钠粉末与水混合,配制成混合溶液后,充分搅拌待用;
2)将铝酸钠溶液逐渐加入含氟锌溶液中,充分搅拌,进行除氟;
3)步骤2)反应结束后,经固液分离得到除氟后锌溶液和除氟渣。
进一步地,步骤1)中,所述的混合溶液浓度为5%~50%。
进一步地,步骤1)中,充分搅拌后,混合溶液无明显团聚现象。
进一步地,步骤2)中,除氟的温度控制在15℃~50℃。
进一步地,步骤2)中,除氟的时间为0.5~2h。
进一步地,步骤2)中,所述的含氟锌溶液中的含氟量为100~600 mg/L。
本发明的有益效果:本发明首次采用工业级铝酸钠粉末应用于锌溶液除氟工艺;降低了除氟渣量,改善了除氟后液的过滤性能;工业级铝酸钠粉末,原料易得,净化温度低,时间短,简化了除氟工艺,提高企业的经济效益。
具体实施方式
一种采用铝酸钠在锌溶液中除氟的新方法,具体的操作步骤如下:1)将工业级铝酸钠粉末与水混合,配制成混合溶液,浓度为5%~50%,充分搅拌待用,充分搅拌后,混合溶液无明显团聚现象;2)将铝酸钠溶液逐渐加入含氟锌溶液(含氟量为100~600 mg/L)中,充分搅拌,进行除氟,除氟的温度控制在15℃~50℃,除氟的时间为0.5~2h;3)步骤2)反应结束后,经固液分离得到除氟后锌溶液和除氟渣。
原理:铝酸钠除氟的原理就是利用锌电解液中氟离子与铝酸钠反应,生成微溶于水的冰晶石,也就是六氟铝酸钠(Na3AlF6),从而达到深度净化除氟的目的。反应式如下:
6F-+6H++ Na3AlO3= Na3AlF6↓+3H2O
实施例1
取锌溶液1L(溶液pH值5.24,Zn2+: 132.94 g/L,Cu2+<0.1 mg/L,Cd2+ :1.5mg/L,Co2+<0.5 mg/L,Ni2+<0.5 mg/L,F- :104.9 mg/L,Cl- :649.4mg/L),取10g铝酸钠,配成浓度50%的矿浆,缓慢加入锌溶液中,控制反应温度为30℃,搅拌速度350 r/min,反应60min后,取样过滤,得到除氟后锌溶液(溶液pH值5.52,Zn2+ :130.23 g/L,Cu2+<0.1 mg/L,Cd2+<0.1 mg/L,Co2+<0.5 mg/L,Ni2+<0.5 mg/L,F- :42.4 mg/L,Cl- :584.7 mg/L),除氟率达到59.58%,完全达到了锌溶液对氟离子的要求。
实施例2
取锌溶液1L(溶液pH值5.24,Zn2+ :132.94 g/L,Cu2+<0.1 mg/L,Cd2+1.5 mg/L,Co2+<0.5 mg/L,Ni2+<0.5 mg/L,F-:104.9 mg/L,Cl-:649.4 mg/L),取15g铝酸钠,配成浓度50%的矿浆,缓慢加入锌溶液中,控制反应温度为50℃,搅拌速度350 r/min,反应90min后,取样过滤,得到除氟后锌溶液(溶液pH值5.69,Zn2+ :128.14 g/L,Cu2+<0.1 mg/L,Cd2+<0.1 mg/L,Co2+<0.5 mg/L,Ni2+<0.1 mg/L,F- :21.13 mg/L,Cl- :579.2 mg/L),除氟率达到79.86%,完全达到了锌溶液对氟离子的要求。
实施例3
取锌溶液1L(溶液pH值5.24,Zn2+ :132.94g/L,Cu2+<0.1 mg/L,Cd2+1.5 mg/L,Co2+<0.5mg/L,Ni2+<0.5 mg/L,F- :104.9 mg/L,Cl- :649.4 mg/L),取20g铝酸钠,配成浓度50%的矿浆,缓慢加入锌溶液中,控制反应温度为70℃,搅拌速度350 r/min,反应30min后,取样过滤,得到除氟后锌溶液(溶液pH值5.78,Zn2+ :125.14 g/L,Cu2+<0.1 mg/L,Cd2+<0.1 mg/L,Co2+<0.5 mg/L,Ni2+<0.1 mg/L,F- :25.7 mg/L,Cl- :572.4 mg/L),除氟率达到75.5%,完全达到了锌溶液对氟离子的要求。
实施例4
取锌溶液1L(溶液pH值5.24,Zn2+ :132.94 g/L,Cu2+<0.1 mg/L,Cd2+1.5 mg/L,Co2+<0.5 mg/L,Ni2+<0.5 mg/L,F- :104.9 mg/L,Cl- :649.4 mg/L),取15g铝酸钠,配成浓度50%的矿浆,缓慢加入锌溶液中,控制反应温度为60℃,搅拌速度350 r/min,反应120min后,取样过滤,得到除氟后锌溶液(溶液pH值5.82,Zn2+:126.34 g/L,Cu2+<0.1 mg/L,Cd2+<0.1 mg/L,Co2+<0.5 mg/L,Ni2+<0.1 mg/L,F-:18.4 mg/L,Cl-:561.7 mg/L),除氟率达到82.46%,完全达到了锌溶液对氟离子的要求。
实施例5
取锌溶液1L(溶液pH值5.24,Zn2+:132.94 g/L,Cu2+<0.1 mg/L,Cd2+1.5 mg/L,Co2+<0.5mg/L,Ni2+<0.5 mg/L,F-:104.9 mg/L,Cl-:649.4 mg/L),取25g铝酸钠,配成浓度50%的矿浆,缓慢加入锌溶液中,控制反应温度为60℃,搅拌速度350 r/min,反应120min后,取样过滤,得到除氟后锌溶液(溶液pH值5.71,Zn2+:126.34 g/L,Cu2+<0.1 mg/L,Cd2+<0.1 mg/L,Co2+<0.5 mg/L,Ni2+<0.1 mg/L,F-:11.3 mg/L,Cl-:576.4 mg/L),除氟率达到89.23%,完全达到了锌溶液对氟离子的要求。
本发明首次采用工业级铝酸钠粉末应用于锌溶液除氟工艺;降低了除氟渣量,改善了除氟后液的过滤性能;工业级铝酸钠粉末,原料易得,净化温度低,时间短,简化了除氟工艺,提高企业的经济效益。
最后说明的是,以上优选实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制,尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述,但本领域技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变,而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (6)
1.一种采用铝酸钠在锌溶液中除氟的新方法,其特征在于:具体的操作步骤如下:
1)将工业级铝酸钠粉末与水混合,配制成混合溶液后,充分搅拌待用;
2)将铝酸钠溶液逐渐加入含氟锌溶液中,充分搅拌,进行除氟;
3)步骤2)反应结束后,经固液分离得到除氟后锌溶液和除氟渣。
2.根据权利要求1所述的一种采用铝酸钠在锌溶液中除氟的新方法,其特征在于:步骤1)中,所述的混合溶液浓度为5%~50%。
3.根据权利要求1所述的一种采用铝酸钠在锌溶液中除氟的新方法,其特征在于:步骤1)中,充分搅拌后,混合溶液无明显团聚现象。
4.根据权利要求1所述的一种采用铝酸钠在锌溶液中除氟的新方法,其特征在于:步骤2)中,除氟的温度控制在15℃~50℃。
5.根据权利要求1所述的一种采用铝酸钠在锌溶液中除氟的新方法,其特征在于:步骤2)中,除氟的时间为0.5~2h。
6.根据权利要求1所述的一种采用铝酸钠在锌溶液中除氟的新方法,其特征在于:步骤2)中,所述的含氟锌溶液中的含氟量为100~600 mg/L。
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