含铝次氧化锌浸出液的净化方法及除铝方法技术

本申请涉及湿法炼锌领域，具体而言，涉及一种含铝次氧化锌浸出液的净化方法及除铝方法。去除铝离子的步骤包括：向浸出液中加入絮凝剂，使铝离子沉淀；絮凝剂为聚丙烯酰胺类物质。将浸出液的pH调节至4～5.5，能够避免锌离子析出，便于分离去除杂质元素，保证锌的回收率。但是杂质铝元素在pH值4～5.5时，会有一少部分水解为氢氧化铝絮状物质，这些絮状物质难以分离，且即使分离，也难以达到合格的净化脱除效果。本申请方案通过加入絮凝剂，使得铝离子絮凝吸附在絮凝剂上，达到共沉淀的效果，从而实现分离去除铝杂质。

Purification and dealumination of the leaching solution of secondary zinc oxide containing aluminum

【技术实现步骤摘要】
含铝次氧化锌浸出液的净化方法及除铝方法
本申请涉及湿法炼锌领域，具体而言，涉及一种含铝次氧化锌浸出液的净化方法及除铝方法。
技术介绍
目前，活性纳米氧化锌广泛应用于脱硫剂、橡胶、陶瓷、医疗、光催化、化妆品、饲料等行业。采用湿法制备的活性纳米氧化锌，具有优异的表面活性。湿法工艺中，采用次氧化锌为原料，在生产过程中，需要经过各种净化措施，才能得到生产高品质活性纳米氧化锌的合成原料液。一般来说，次氧化锌中基本不含铝或含铝量极低，以次氧化锌为原料生产电积锌或氧化锌时，其对工艺没有影响。但随着矿物原料开发应用范围越来越广，次氧化锌品位越来越低、成分越来越复杂，部分次氧化锌中含铝高达3％±，甚至以上。但是，现有的净化工艺无法将铝杂质净化脱除，导致活性纳米氧化锌产品的含量无法达到95％以上的要求，产品氧化锌含量基本在90％±，且产品表面活性大幅下降。现阶段，湿法炼锌工艺中，净化工序主要针对铁、锰、铜、镉、砷、钴、镍等杂质元素进行脱除，未有净化除铝的工艺。现有工艺中，低含量的铝离子在中浸过程中，因自身少量水解，形成胶体，由于其含量较低，在物料多次经过板框压滤机的工艺操作中，也会有少量脱除，基本不会对后续工艺产生影响。但当溶液中[Al3+]＞3g/L时，其在现有的工艺中无法脱除。在合成氧化锌前驱体前，硫酸锌溶液中含有铝杂质，其对后续生产将造成极大危害，在合成氧化锌前驱体时，铝的存在不仅会造成产品含量下降，还会包覆部分氧化锌前驱体，造成产品难以煅烧，燃气消耗剧增；由于其水解少量胶体，还能吸附部分可溶性杂质或形成矾，对洗涤工序造成压力，导致产品含量和品质进一步下降。
技术实现思路
本申请实施例的目的在于提供一种含铝次氧化锌浸出液的净化方法及除铝方法。第一方面，本申请提供一种含铝次氧化锌浸出液的净化方法，包括：调节含铝次氧化锌浸出液pH值4～5.5；然后去除浸出液中的铝离子；其中，去除铝离子的步骤包括：向浸出液中加入絮凝剂，使铝离子沉淀；絮凝剂为聚丙烯酰胺类物质。将浸出液的pH调节至4～5.5，能够避免锌离子析出，便于分离去除杂质元素，保证锌的回收率。但是杂质铝元素在pH值4～5.5时，会有一少部分水解为氢氧化铝絮状物质，这些絮状物质难以分离，且即使分离，也难以达到合格的净化脱除效果。本申请方案通过加入絮凝剂，使得铝离子絮凝吸附在絮凝剂上，达到共沉淀的效果，从而实现分离去除铝杂质。第二方面，本申请提供一种含铝次氧化锌浸出液的除铝方法，包括：调节含铝次氧化锌浸出液pH值4～5.5；然后，向浸出液中加入絮凝剂，使铝离子沉淀；絮凝剂为聚丙烯酰胺类物质。该方法能够有效地去除含铝次氧化锌浸出液中的铝杂质，且不会降低锌的回收率。具体实施方式本申请实施方式提供了一种含铝次氧化锌浸出液的净化方法，包括：调节含铝次氧化锌浸出液pH值4～5.5；然后去除浸出液中的铝离子；其中，去除铝离子的步骤包括：向浸出液中加入絮凝剂，使铝离子沉淀；絮凝剂为聚丙烯酰胺类物质。将浸出液的pH调节至4～5.5，能够避免锌离子析出，便于分离去除杂质元素，保证锌的回收率。但是浸出液在pH值4～5.5时，由于铝的化学性质和金属活性，会有一少部分水解为氢氧化铝絮状物质，这些絮状物质难以分离，且即使分离，也难以达到合格的净化脱除效果。本申请方案通过加入聚丙烯酰胺类物质的絮凝剂，使得铝离子絮凝吸附在絮凝剂上，达到共沉淀的效果，从而实现分离去除铝杂质。该方法，即使浸出液中[Al3+]＞3g/L，也能够有效地去除铝杂质，并且不降低锌的回收率，从而解决含铝次氧化锌无法作为湿法炼锌原料，上游化工企业含铝次氧化锌物料难以处理的问题。在本申请一些实施方式中，聚丙烯酰胺类物质包括：阴离子型聚丙烯酰胺、阴离子型聚丙烯酰胺与非离子型聚丙烯酰胺的混合物、阴离子型聚丙烯酰胺与聚合硫酸铁的混合物；或者两性离子聚丙烯酰胺。可选地，阴离子型聚丙烯酰胺与非离子型聚丙烯酰胺，按照质量比为2.5：1～1.5:1混合；进一步可选地，阴离子型聚丙烯酰胺与非离子型聚丙烯酰胺，按照质量比为2:1混合。聚丙烯酰胺类物质是水溶性的高分子聚合物，能以任意比例溶解于水且不溶于有机溶剂。其可加速悬浮液中粒子的沉降，有非常明显的加快溶液澄清，促进过滤等效果。而在pH值4～5.5时，锌完全以离子形态存在，聚丙烯酰胺对其没有絮凝沉降作用，不会对物料锌产生消耗。在此条件下，根据氢氧化铝的Ksp＝1.0×10-33，推出pH值＝3时，氢氧化铝开始沉淀，而根据北京大学出版社《简明分析化学手册》(常文保,李克安编)，氢氧化铝沉淀pH值在6～10，且氢氧化铝为絮状沉淀，反应不完全，为了保证锌利用率，保持pH值4～5.5，则仅存在极微量的氢氧化铝絮状物形成，形成的氢氧化铝由于极其微量，且为絮状物，即无法液固分离，也无法使铝沉淀净化完全。加入聚丙烯酰胺类物质的絮凝剂可以使氢氧化铝絮状物吸附沉淀，加速铝离子水解沉淀的动力学过程，促使反应正向进行，促进和加速氢氧化铝沉淀过程，以达去除铝杂质的目的。需要说明的是，该絮凝剂也可以达到部分脱除钙、镁、硅等杂质元素的作用，其原理与上述除铝类似。在本申请一些实施方式中，含铝次氧化锌浸出液中含有铁离子、铜离子和镉离子以及锰离子。该含铝次氧化锌浸出液的净化方法，按照以下步骤进行。步骤1、制备浸出液。采用酸将次氧化锌中的锌浸出进入到溶液中。但是，同时杂质元素也被酸溶解浸出进入到溶液中，所以，后续工艺必须对粗浸的溶液进行净化处理。进一步地，上述的酸选择浓硫酸。浸出时反应温度80～90℃，时间1～2小时。调节浸出液pH值4～5.5。进一步可选地，调节浸出液pH值小于等于4.5～5.2。示例性地，按重量计，将1份次氧化锌投入4～8份水中造浆后，搅拌，加0.9～1.3份浓硫酸，检测温度升至80～90℃，反应60～90min，调节pH＝5。步骤2、去除铁杂质。去除铁离子的步骤包括：向浸出液中加入第一强氧化剂，然后加入碳酸盐将铁离子沉淀。可选地，第一强氧化剂选择双氧水。可选地，碳酸盐选择碳酸钙。示例性地，加入双氧水、碳酸钙除铁，其原理如下：H2O2+2Fe2++2H+＝＝＝2Fe3++2H2O加碳酸钙水解沉铁：Fe3++3OH-＝＝＝Fe(OH)3↓步骤3、去除铝杂质。去除铝离子的步骤包括：向浸出液中加入絮凝剂，使铝离子沉淀。絮凝剂为前述的聚丙烯酰胺类物质。先采用絮凝剂去除铝离子，絮凝剂的絮凝沉降作用，能够同时吸附部分的铜离子和镉离子共同沉降，从而降低后续锌粉的使用量。由于锌粉的价格远远高于絮凝剂的价格，因此，先沉降铝离子后去除铜离子和镉离子能够降低成本，提高经济性。进一步地，加入絮凝剂时，将浸出液的温度控制在60～70℃。进一步可选地，加入絮凝剂时，将浸出液的温度控制在62～68℃。可选地，浸出液pH值4.5～5.2。进一步可选地，浸出液p本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含铝次氧化锌浸出液的净化方法，其特征在于，包括：/n调节含铝次氧化锌浸出液pH值4～5.5；然后去除所述浸出液中的铝离子；/n其中，去除铝离子的步骤包括：向所述浸出液中加入絮凝剂，使铝离子沉淀；所述絮凝剂为聚丙烯酰胺类物质。/n

【技术特征摘要】
1.一种含铝次氧化锌浸出液的净化方法，其特征在于，包括：
调节含铝次氧化锌浸出液pH值4～5.5；然后去除所述浸出液中的铝离子；
其中，去除铝离子的步骤包括：向所述浸出液中加入絮凝剂，使铝离子沉淀；所述絮凝剂为聚丙烯酰胺类物质。


2.根据权利要求1所述的含铝次氧化锌浸出液的净化方法，其特征在于，所述聚丙烯酰胺类物质包括：
阴离子型聚丙烯酰胺；
阴离子型聚丙烯酰胺与非离子型聚丙烯酰胺的混合物，可选地，所述阴离子型聚丙烯酰胺与非离子型聚丙烯酰胺，按照质量比为2.5：1～1.5:1混合；
阴离子型聚丙烯酰胺与聚合硫酸铁的混合物；或者
两性离子聚丙烯酰胺。


3.根据权利要求1或2所述的含铝次氧化锌浸出液的净化方法，其特征在于，
加入絮凝剂时，将所述浸出液的温度控制在60～70℃；
可选地，所述浸出液pH值4.5～5.2；
可选地，加入絮凝剂后，还进行搅拌，然后静置至少2.5h；
可选地，搅拌时间10～30min。


4.根据权利要求3所述的含铝次氧化锌浸出液的净化方法，其特征在于，
所述含铝次氧化锌浸出液中含有铁离子，去除铁离子的步骤包括：
向所述浸出液中加入第一强氧化剂，然后加入碳酸盐将铁离子沉淀；
可选地，所述第一强氧化剂选择双氧水；可选地，所述碳酸盐选择碳酸钙。


5.根据权利要求3所述的含铝次氧化锌浸出液的净化方法，其特征在于，
所述含铝次氧化锌浸出液中含有...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐磊，王东，王洋，石磊，
申请(专利权)人：济源市鲁泰纳米材料有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41