CN1966407A - 硫酸锌溶液除氟工艺 - Google Patents

Abstract

硫酸锌溶液除氟工艺。本发明属于在湿法炼锌中，脱出中性浸出上清液中的氟的方法。本工艺是在pH值为5.0的酸性条件下，向含氟的湿法炼锌中性浸出上清液中加入Al³⁺和PO₄ ^3－，产生沉淀而使F^－从溶液中除去。本发明工艺流程短，易于操作，除氟率高，有价元素损失较少，使用辅料易购且价格便宜，运营成本低。

Description

硫酸锌溶液除氟工艺

技术领域

本发明属于在湿法炼锌中，脱出中性浸出上清液中的氟的方法。

背景技术

湿法炼锌中，氟的主要来源是在处理含氟的氧化锌矿和升华物烟尘(以下简称含氟物料)时，被带入到浸出液的。为此，处理含氟物料时，氟的脱除方法一般可分为两类：一类为从浸出前的物料中脱氟，另一类为从物料浸出后的溶液中脱氟。

浸出前物料的脱氟又有火法和湿法碱洗两种。火法如株冶的多膛炉焙烧和澳大利亚皮里港的回转窑焙烧，该方法设备庞大，投资高，能耗高，运行费用高；湿法碱洗则消耗相当的碱和产生大量废水，难以治理，运营成本高，且不利于环保。

从物料浸出后的锌溶液中脱氟，目前主要有以下几种方法：

1、利用稀土金属的盐类从溶液中除氟。其原理是氟与稀土金属形成难溶的化合物沉淀除去。但稀土金属盐价格昂贵，工业上不宜采用；

2、在浸出过程中加入少量的石灰乳除氟。其原理是氟与钙生成难溶的化合物CaF₂。但是净化作业过程在中性溶液中进行，溶液中的氟将与硫酸锌、硫酸锰作用，生成ZnF⁺与MnF⁺型的配离子，使之无法达到除氟的目的。反应式为：

3、硅胶除氟。硅胶除氟的基本原理是：在酸性溶液中，氟以氢氟酸(HF)分子状态与硅酸聚合，并吸附在硅酸胶体上；而在中性或碱性溶液中，氢氟酸则不参加硅酸的组成，经水淋洗后，即可脱氟，而硅胶可再生。硅胶除氟率可达26.6％～53.8％。但该方法由于硅胶对电解液中的阳离子、阴离子、化合物、络合物均不会产生选择性或排斥性，仅是简单的物理吸附，因此在采用硅胶除氟的过程中，锌、酸损失较大，同时产出大量含氟、氯、酸、锌的废水，难以治理，有价金属的回收困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是创造一种投资少，流程简单，易于操作，除氟率高，有价元素损失较少，运营成本低的除氟新工艺。

解决本发明的技术问题所采用的方案是：在PH值为？的酸性条件下，向含氟的湿法炼锌中性浸出上清液中加入Al³⁺和PO₄ ^3-，反应产生沉淀而使F^-从溶液中除去。

在上述的过程中，Al³⁺与F^-的质量比为6∶1，PO₄ ^3-与F^-的质量比为10∶1。反应过程的温度控制在40℃～70℃，时间为30分钟～120分钟。

为了辅料易购且价格便宜的目的，上述的Al³⁺采用Al₂(SO₄)₃·12H₂O，PO₄ ^3-采用Na₃PO₄·12H₂O。

本发明所述脱氟技术的基本原理为：在中性浸出液中F^-对Al³⁺有较好的络合作用(lgβ＝19.87)，在有PO₄ ^3-存在的条件下，生成氟代磷酸铝沉淀而使F^-除去。其反应机理用方程式表示为：

本发明与现有其他工艺相比较有以下特点：

(1)除氟率高(≥55％)，溶液中残余氟离子因被充分络合而不影响锌的电积；

(2)有价元素(锌、酸等)损失较少，无有害废弃物产生；

(3)除氟不需要特殊装置，设备投资少；

(4)工艺流程短，节省时间，而且易于操作；

(5)使用辅料易购且价格便宜，运营成本低。

具体实施方式

实施例1

取某中性浸出液3000mL，其中含F^-为274.6mg/L，含Zn²⁺为91.6g/L，加温至50℃，先加入Al₂(SO₄)₃·12H₂O，待溶解后，再加入以少量水溶解的Na₃PO₄·12H₂O，Al³⁺与F^-的质量比为6∶1，PO₄ ^3-与F^-的质量比为10∶1，控制过程PH≈5.0，作用30分钟后，使F^-产生沉淀，真空抽滤，滤渣弃去，得到脱氟后液3100mL，其中含F^-118.4mg/L，含Zn²⁺71.3g/L，脱氟率为55.4％，锌损失率为19.6％。

实施例2

取某中性浸出液4000mL，其中含F^-为274.6mg/L，含Zn²⁺为91.6g/L，加温至60℃，先加入Al₂(SO₄)₃·12H₂O，待溶解后，再加入以少量水溶解的Na₃PO₄·12H₂O，Al³⁺与F^-的质量比为6∶1，PO₄ ^3-与F^-的质量比为10∶1，控制过程PH≈5，作用70分钟后，使F^-产生沉淀，真空抽滤，滤渣弃去，得到脱氟后液4080mL，其中含F^-105.0mg/L，含Zn²⁺75.0g/L，脱氟率为61％，锌损失率为16.48％。

实施例3

取某中性浸出液5000mL，其中含F^-为274.6mg/L，含Zn²⁺为91.6g/L，加温至70℃，先加入Al₂(SO₄)₃·12H₂O，待溶解后，再加入以少量水溶解的Na₃PO₄·12H₂O，Al³⁺与F^-的质量比为6∶1，PO₄ ^3-与F^-的质量比为10∶1，控制过程PH≈5.0，作用100分钟后，使F^-产生沉淀，真空抽滤，滤渣弃去，得到脱氟后液5120mL，其中含F^-107.2mg/L，含Zn²⁺78.5g/L，脱氟率为60.0％，锌损失率为12.24％。

Claims (4)

1、一种硫酸锌溶液除氟工艺，其特征在于：在PH值为5.0的酸性条件下，在含氟的湿法炼锌中性浸出上清液中加入Al³⁺和PO₄ ^3-，产生沉淀而使F^-从溶液中除去。

2、按权利要求1所述的硫酸锌溶液除氟工艺，其特征在于：Al³⁺与F^-的质量比为6∶1，PO₄ ^3-与F^-的质量比为10∶1。

3、按权利要求2所述的硫酸锌溶液除氟工艺，其特征在于：反应过程的温度控制在40℃～70℃，时间为30分钟～120分钟。

4、按权利要求2所述的硫酸锌溶液除氟工艺，其特征在于：Al³⁺采用Al₂(SO₄)₃·12H₂O，PO₄ ^3-采用Na₃PO₄·12H₂O。