用于从含有锌的溶液或悬浮液移除氟化物的方法，脱氟的硫酸锌溶液及其用途以及用于制备锌和氟化氢或氢氟酸的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于从含有锌的溶液或悬浮液特别是硫酸锌溶液移除氟化物的方法，一种可通过这样的方法获得的脱氟的硫酸锌溶液，其用途，以及一种用于制备锌和氟化氢或氢氟酸的方法。该用于移除氟化物的方法包括(i)提供含有锌的溶液或悬浮液A，其中所述含有锌的溶液或悬浮液A还含有氟离子；(ii)向所述含有锌的溶液或悬浮液A加入溶液B，所述溶液B包含溶解的稀土元素的盐，由此形成固体和含有锌的溶液C，所述固体包括稀土元素氟化物；以及(iii)将所述固体与所述含有锌的溶液C分离，其中所述含有锌的溶液C具有比所述含有锌的溶液或悬浮液A低的氟离子浓度。

Methods for removing fluoride from solutions or suspensions containing zinc, defluorinated zinc sulfate solutions and their uses, and methods for preparing zinc and hydrogen fluoride or hydrofluoric acid

The invention relates to a method for removing fluoride from a solution or suspension containing zinc, especially a zinc sulfate solution, a defluorinated zinc sulfate solution which can be obtained by such a method, its use, and a method for preparing zinc and hydrogen fluoride or hydrofluoric acid. The method for removing fluoride includes (I) providing a solution or suspension a containing zinc, wherein said solution or suspension a containing zinc also contains fluorine ions; (II) adding solution B to said solution or suspension a containing zinc, wherein said solution B contains salts of dissolved rare earth elements, thereby forming a solid and a solution C containing zinc, wherein said solid includes rare earth element fluoride; and (II) I) separating the solid from the zinc containing solution C, wherein the zinc containing solution C has a fluorine ion concentration lower than the zinc containing solution or suspension a.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于从含有锌的溶液或悬浮液移除氟化物的方法，脱氟的硫酸锌溶液及其用途以及用于制备锌和氟化氢或氢氟酸的方法专利
本专利技术涉及一种用于从含有锌的溶液或悬浮液特别是硫酸锌溶液移除氟化物的方法，一种可通过这样的方法获得的脱氟的硫酸锌溶液以及其在肥料工业、黏胶人造丝工业或饲料工业中或者在肥料、黏胶人造丝或饲料的制备中的用途。本专利技术还涉及用于制备锌的方法，特别是用于锌的湿法冶金获取的方法，以及用于氟化氢或氢氟酸的制备的方法。背景对于一次锌工业来说，而且也对于硫酸锌工业来说，如对于例如肥料工业或饲料工业来说，二次初始材料特别是具有低铁含量和高锌含量的二次初始材料越来越受到重视。在此，限制性因素常常是二次初始材料的氟含量，因此通常仅仅可以加工有限的二次原料，并且尽管如此，这些二次原料在大多情况下还必须经历热处理，这再次常常导致缺点，如例如导致腐蚀性废气、以及将铅作为副产物选择性(回收)获取时的困难。锌二次原料的过高的氟含量在占全球锌生产的至少85％的锌的湿法冶金获取时再次导致巨大的问题。在农业化学中，在具有硫酸锌组分无机肥料的制备时，氟化物含量的明显下降也是非常重要的，因为栽培植物通常仅仅承受非常少的可溶性氟化物的量。由此产生了一种要求，对携带氟化物的锌二次原料如例如韦尔茨氧化物进行处理，特别是对它们脱氟，使得它们可以用于一次锌工业或硫酸锌制备中，而不遭受上述限制。专利技术任务由此，本专利技术的一个任务是，提供一种方法，用该方法可以将含有锌的溶液或悬浮液(例如从携带氟化物的锌二次原料得到的)脱氟，从而可以使这样的脱氟的锌二次原料可用于一次锌工业或硫酸锌工业特别是用于湿法冶金锌获取，而不发生由于含有氟化物的原因导致的限制或问题。另一个任务是致力于可以尽可能经济高效并且资源节约而且由此环保地进行这样的方法。进而，本专利技术的方法是提供一种具有极低氟化物含量的硫酸锌溶液，使得其可以用于肥料工业、用于黏胶人造丝工业或者饲料工业的沉淀浴或者用于制备肥料、黏胶人造丝或饲料。此外，本专利技术的目标是可以从携带氟化物的锌二次原料既获取锌或硫酸锌又获取氢氟酸。专利技术概述本专利技术的专利技术人对这些任务的解决方法进行了广泛研究，并且特别发现，可以借助稀土元素盐的溶液从含有锌的溶液或悬浮液将氟化物几乎定量地沉淀并且以高效的方式分离。相应地，本专利技术涉及一种用于从含有锌的溶液或悬浮液特别是硫酸锌溶液移除氟化物的方法，其中所述方法包括以下步骤：(i)提供含有锌的溶液或悬浮液A，其中所述含有锌的溶液或悬浮液A还含有氟离子；(ii)向所述含有锌的溶液或悬浮液A加入溶液B，所述溶液B包含溶解的稀土元素的盐，由此形成固体和含有锌的溶液C，所述固体包括稀土元素氟化物；(iii)将所述固体与所述含有锌的溶液C分离，其中所述含有锌的溶液C具有比所述含有锌的溶液或悬浮液A低的氟离子浓度。本专利技术还涉及一种可通过根据本专利技术的用于从含有锌的溶液或悬浮液移除氟化物的方法脱氟的硫酸锌溶液获得的硫酸锌溶液，其中所述溶液具有最高10mg/l的氟化物含量。根据本专利技术的脱氟的硫酸锌溶液可以以多种方式继续利用或使用，例如用于肥料工业、用于黏胶人造丝工业或者饲料工业的沉淀浴，或者用于制备肥料、黏胶人造丝或饲料，和用于湿法冶金制备锌。相应地，本专利技术也涉及根据本专利技术的脱氟的硫酸锌溶液的用于制备肥料、黏胶人造丝和/或饲料的用途。进而，本专利技术涉及一种用于从含有氧化锌的组分特别是从韦尔茨氧化物制备锌的方法，其中所述方法包括以下步骤：-提供装置，所述装置配置为用于锌的湿法冶金获取；-从根据本专利技术的脱氟的硫酸锌溶液通过所述用于锌的湿法冶金获取的装置进行锌的湿法冶金获取。本专利技术还涉及一种用于从含有氧化锌的组分特别是从韦尔茨氧化物制备锌的方法，其中所述方法包括以下步骤：-提供装置，所述装置配置为用于锌的湿法冶金获取；-在另一个装置中进行根据本专利技术的用于从含有锌的溶液或悬浮液移除氟化物的方法；-从所述含有锌的溶液C通过所述用于锌的湿法冶金获取的装置进行锌的湿法冶金获取。此外，本专利技术涉及一种用于制备氟化氢或氢氟酸的方法，其中所述方法包括以下步骤：-进行根据本专利技术的用于从含有锌的溶液或悬浮液移除氟化物的方法；-用酸特别是硫酸处理包括稀土元素氟化物的所述固体，由此形成氟化氢(HF)和稀土元素的盐特别是硫酸盐的溶液；-通过例如沉淀将所述氟化氢(HF)从所述稀土元素的盐的溶液分离。本专利技术的实施方案的更多的任务和优点将通过以下详细描述明显化。专利技术详述在下文中描述本专利技术的更具体细节和更多实施方案。不过，本专利技术不限于以下详细描述，而该详细描述仅仅用于说明根据本专利技术的教导。要注意，与示例性实施方案或者示例性对象相关地描述的特征，可以与任何其他示例性实施方案或与任何其他示例性对象组合。尤其是，只要没有另作指出，与根据本专利技术的用于移除氟化物的方法的示例性实施方案相关地描述的特征可以与根据本专利技术的用于移除氟化物的方法的任何其他示例性实施方案以及与脱氟的硫酸锌溶液的任何示例性实施方案、其用途及根据本专利技术的用于制备锌和氟化氢或氢氟酸的方法的任何示例性实施方案组合，并且反之亦然。只要上下文没有明确限定，当用不定冠词或定冠词，例如“一个(ein)”、“一个(eine)”、“一个(eines)”、“那(der)”、“那(die)”、“那(das)”以单数描述概念时，该概念也涉及与一个一起的复数概念，并且反之亦然。表述“包括”，如其在本文中应用的，不仅仅涉及“含有”或者“包含”的含义，也可以意味着“由…组成”和“基本上由…组成”。在用于从含有锌的溶液或悬浮液移除氟化物的方法中，将在一个(第一)方法步骤(步骤(i))中提供含有锌的溶液或悬浮液A，其中所述含有锌的溶液或悬浮液A还含有氟离子。含有锌的溶液或悬浮液A的情况可以特别关于硫酸锌溶液。在一个示例性实施方案中，含有锌的溶液或悬浮液A通过含有氧化锌的组分特别是韦尔茨氧化物的至少部分溶解形成。换言之，可能的是，含有氧化锌的组分完全或部分溶解。在含有氧化锌的组分完全溶解的情况下，形成含有锌的溶液A，而在含有氧化锌的组分部分溶解的情况下，形成含有锌的悬浮液A。在一个示例性实施方案中，含有氧化锌的组分的情况关于含有氟化物的锌二次原料，如例如韦尔茨氧化物。在本申请的精神下，“韦尔茨氧化物”通常理解为韦尔茨工艺或韦尔茨方法的主要产物。“韦尔茨工艺”或“韦尔茨方法”通常理解为一种用于在旋转管式炉或转炉中加工含有锌的零料(如例如含有锌的钢厂粉尘或电炉炼钢过滤粉尘)的冶金方法。相应地，在本申请的精神下，韦尔茨氧化物含有氧化锌(ZnO)，特别是作为其主要成分。此外，韦尔茨氧化物通常还含有干扰杂质，如氟或氟化物、铅和其他杂质(也参见表1)。干扰的铅在脱氟之前或之后例如通过H2S沉积或者通过锌置换(auszementieren)。使用较少能量消耗的韦尔茨方法的进一步发展是SDHL-韦尔茨方法，其由专利技术者Saage、Dittrich本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于从含有锌的溶液或悬浮液特别是硫酸锌溶液移除氟化物的方法，其中所述方法包括以下步骤：/n(i)提供含有锌的溶液或悬浮液A，其中所述含有锌的溶液或悬浮液A还含有氟离子；/n(ii)向所述含有锌的溶液或悬浮液A加入溶液B，所述溶液B包含溶解的稀土元素的盐，由此形成固体和含有锌的溶液C，所述固体包括稀土元素氟化物；/n(iii)将所述固体与所述含有锌的溶液C分离，其中所述含有锌的溶液C具有比所述含有锌的溶液或悬浮液A低的氟离子浓度。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于从含有锌的溶液或悬浮液特别是硫酸锌溶液移除氟化物的方法，其中所述方法包括以下步骤：
(i)提供含有锌的溶液或悬浮液A，其中所述含有锌的溶液或悬浮液A还含有氟离子；
(ii)向所述含有锌的溶液或悬浮液A加入溶液B，所述溶液B包含溶解的稀土元素的盐，由此形成固体和含有锌的溶液C，所述固体包括稀土元素氟化物；
(iii)将所述固体与所述含有锌的溶液C分离，其中所述含有锌的溶液C具有比所述含有锌的溶液或悬浮液A低的氟离子浓度。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述含有锌的溶液或悬浮液A通过含有氧化锌的组分特别是韦尔茨氧化物的至少部分溶解形成，其中在所述含有锌的溶液或悬浮液A形成时优选通过酸特别是硫酸至少部分溶解所述含有氧化锌的组分。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述溶液B包含溶解的稀土元素的硫酸盐，特别是硫酸铈。


4.根据在前权利要求中任一项所述的方法，其中所述稀土元素选自由以下各项组成的组：镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)和钕(Nd)，其中所述稀土元素优选包括铈(Ce)。


5.根据在前权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤(ii)中，加入一定物质量的溶解的稀土元素的盐，所述物质量适应于估计的或预先计算的所述含有锌的溶液或悬浮液A中的氟离子的物质量。


6.根据在前权利要求中任一项所述的方法，其中在向所述含有锌的溶液或悬浮液A加入溶液B后，如此得到的特别是通过加入氧化锌(ZnO)得到的混合物的pH值在5.0至5.5的范围内。


7.根据在前权利要求中任一项所述的方法，其中所述将所述固体与所述含有锌的溶液C分离实施为使得最终所述含有锌的溶液C和所述固体都可以继续处理；和/或
其中所述将所述固体与所述含有锌的溶液C分离至少包括过滤过程。


8.根据在前权利要求中任一项所述的方法，其中所述含有锌的溶液或悬浮液A具有至少1...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗里茨·路德维希，斯特凡·施泰因勒希纳，于尔根·安特勒科维奇，
申请(专利权)人：莱奥本矿业大学，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT