用活性氧化铝脱除硫酸锌溶液中氟的方法技术

一种用活性氧化铝脱除硫酸锌溶液中氟的方法，包括以下步骤：A.吸附除氟：在硫酸锌溶液中加活性氧化铝，吸附脱除大部分氟，使溶液中氟＜0.1g/L，过滤，氟含量低的硫酸锌溶液进入湿法炼锌，滤渣进入洗涤工序；B.洗涤：在步骤A滤渣中加水，洗涤，过滤，滤液进入沉锌工序，滤渣进入再生工序；C.再生：在步骤B滤渣中加水和烧碱，进行再生，过滤，滤液进入废水处理工序，滤渣进入吸附除氟工序，用于对下一批次硫酸锌溶液除氟；D.沉锌：在步骤B滤液中加沉锌剂，沉锌，过滤，滤液进入废水处理工序，滤渣进入湿法炼锌；E.废水处理：在步骤C和步骤D的滤液中加硫酸和水处理剂，达标后排放。它具有简单易行、成本低、环保、除氟效果好和经济效益显著等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有色金属冶金中的湿法冶金领域，具体涉及一种，它特别适合在高氟含锌原料生产电解锌过程中对高氟硫酸锌溶液进行脱氟处理。
技术介绍
我国是世界上最主要的金属锌生产国之一，产能增长速度远远超过世界平均水平，我国的金属锌基本上采用湿法炼锌工艺生产，这是因为湿法炼锌相较火法炼锌具有环保、成本低和回收率高等特点。但是，在湿法炼锌过程中，需要对电解溶液中氟含量进行严格控制，若氟含量过高(F— > 0. 1 g/L)时，会使电解产生的阴极锌与阴极铝板发生粘连，产生阴极锌难以剥离等生产故障，导致企业的生产能力减小，严重时甚至会导致生产陷入停顿，而且溶液中过高的氟含量还会严重腐蚀阴极铝板，使阴极板损坏加快，从而造成企业生产成本上升，这使得金属冶炼行业在湿法炼锌中难以直接处理高氟含锌原料，增加了企业生产成本，造成了资源浪费。目前，在湿法炼锌中处理高氟含锌原料常用方法为回转窑或多膛炉焙烧含锌原料，脱除原料中氟，然后应用于常规湿法炼锌工艺。该方法虽然工艺成熟，但存在单位能耗比高、脱除效果不理想和污染大等缺陷，在全球能源价格不断上涨和倡导节能减排的大环境下，该方法不是理想之举。为此，从高氟含锌原料浸出液中除氟的不同方法相继出现，如 减压蒸发方法挥发电解锌溶液中氟；以萃取剂TBP脱除硫酸锌溶液中氟；采用硅胶作吸附剂脱除电解锌溶液中氟；在硫酸锌溶液中生成针铁矿，吸附硫酸锌溶液中氟；以阴离子交换树脂D201脱除电解锌溶液中氟；生成Al2(PO3F)3沉淀物脱除硫酸锌溶液中氟；以K2SiF6 为沉淀物脱除硫酸锌溶液中氟；采用I^e2O3等含铁晶体吸附硫酸锌溶液中氟等。这些方法， 在处理氟含量低的硫酸锌溶液时效果较为明显，但对于处理氟含量高的硫酸锌溶液，这些方法技术操作难度大，生产成本偏高。综上所述，目前我国金属冶炼行业在湿法炼锌中深受氟离子超标的困扰，且缺乏良好的解决方法，现急需自主研发一种技术操作难度低、经济可行、实用性强和有针对性的在硫酸锌溶液中脱除氟的方法。
技术实现思路
本专利技术的技术目的在于针对上述现有技术的不足，自主研发一种，该方法具有技术操作难度低、经济可行、实用性和针对性强等特点，它特别适合在高氟含锌原料生产电解锌过程中对高氟硫酸锌溶液进行脱氟处理。为了实现上述技术目的，本专利技术采用活性氧化铝为除氟剂，进行吸附一解吸附一再吸附的循环工艺，脱除高氟硫酸锌溶液中的氟。具体设计原理为在偏酸性溶液中，F—与再生后活性氧化铝(Al2O3 · H+)络合，在碱性溶液中，吸附氟后活性氧化铝(Al2O3 · HF)解吸附，由于活性氧化铝耐磨性和耐腐蚀性强，解吸附的活性氧化铝可以循环重复利用。整个脱氟过程中所涉及的反应表示如下在偏酸性溶液中吸附氟过程 Al2Os · H+ +F- 一 Α1Λ · HF 在碱性溶液中解吸附过程Al2O3 -HF + 2Na0H 一 Al2O3 NaOH+NaF+Hs0 本专利技术具体采用的技术方案如下所述。—种，包括以下顺序步骤A.吸附除氟在硫酸锌溶液中加入活性氧化铝，硫酸锌溶液温度为45 55°C，硫酸锌溶液PH值为5. 0 5. 4，活性氧化铝与硫酸锌溶液中氟的质量比为300 500:1，吸附90 120分钟，通过活性氧化铝的吸附作用脱除硫酸锌溶液中大部分氟，使溶液中氟< 0. lg/L， 过滤，氟含量低的硫酸锌溶液进入常规湿法炼锌系统，滤渣进入洗涤工序；B.洗涤工序以液固质量比为3.0 5. 0:1. 0的比例在步骤A的滤渣中加入水，进行洗涤，在温度为40 60°C的条件下，洗涤10 30分钟，使滤渣中硫酸锌含量降低，过滤，滤液进入沉锌工序，滤渣进入再生工序；C.再生工序以液固质量比为3.0 5. 0:1. 0的比例在步骤B的滤渣中加入水，在温度为30 60°C的条件下，加入烧碱，终点pH值为9. 0 13. 0，解吸附90 120分钟，进行再生，使吸附在活性氧化铝中的氟解吸附，过滤，滤液进入废水处理工序，滤渣进入吸附除氟工序，用于对下一批次的硫酸锌溶液除氟；D.沉锌工序步骤B的滤液在温度为50 70°C的条件下加入沉锌剂，终点pH值为 6. 8 7. 2，搅拌反应15 30分钟，进行沉锌，过滤，滤液中锌含量< 1. Og/L,滤液进入废水处理工序，滤渣进入常规湿法炼锌系统；E.废水处理在步骤C和步骤D的滤液中加入硫酸，调节滤液pH值为6.5 7. 0，再加入水处理剂，达标后排放。步骤A中的活性氧化铝为再生活性氧化铝。步骤C中的烧碱为含氢氧化钠30%的液碱。步骤D中的沉锌剂为含NH3质量百分比浓度8 10%的氨水溶液、农用级碳酸氢铵和工业级碳酸钠中的任一种。步骤E中的水处理剂为离子沉淀吸附剂。步骤E中的硫酸为质量百分比浓度> 92%的工业硫酸。本专利技术具有以下主要优点1.作为除氟剂的活性氧化铝耐磨性和耐腐蚀性强，在整个工艺过程中氧化铝损耗低， 经过再生处理，可以反复循环利用，企业运行成本低；此外，沉锌剂、水处理剂以及再生活性氧化铝使用的烧碱均为廉价工业品，消耗量也少，使得企业运行成本进一步降低，经济效益显著；2.作为除氟剂的活性氧化铝加入量可以根据硫酸锌溶液中氟含量的高低而进行调节， 使高氟硫酸锌溶液中氟容易脱除至满足电解锌生产的技术要求，除氟效果好，锌锭回收率和质量均高，针对性和工业实用性强；3.整个除氟工艺过程所需设备为常规反应罐和过滤装置，简单易行，设备要求低，技术操作容易；并且，在整个除氟工艺过程中不增加废渣、废气、废水排放，无环境污染。附图说明图1为本专利技术的一种工艺流程示意图。 具体实施例方式参见图1，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的说明。实施例1一种，包括以下顺序步骤，A.吸附除氯60m3 高氟硫酸锌溶液，硫酸锌溶液的温度为50°C，pH值为5. 2，氟含量为0. 432g/L，在硫酸锌溶液中加入干重7780kg活性氧化铝，该活性氧化铝为再生好的活性氧化铝，活性氧化铝与硫酸锌溶液中氟的质量比为300 :1，吸附120分钟，通过活性氧化铝的吸附作用脱除硫酸锌溶液中大部分氟，使溶液中氟含量为0. 093g/L，过滤，氟含量低的滤液进入常规的湿法炼锌系统，滤渣进入水洗槽；B.洗涤工序步骤A的滤渣进入水洗槽，在水洗槽中加入约40m3水，使其液固质量比为5:1，进行洗涤，在温度为40°C的条件下，搅拌洗涤10分钟，使滤渣中硫酸锌含量降低，溶液中SiSO4含量为15. 56g/L，过滤，滤液进入沉锌槽，滤渣进入再生槽；C.再生工序步骤B的滤渣进入再生槽，在再生槽中加入约40m3水，使其液固质量比为5:1，在温度为35°C的条件下，加入烧碱，该烧碱为含氢氧化钠30%的液碱，调节pH值为10. 0，搅拌120分钟，使吸附在活性氧化铝中的氟解吸附，溶液中氟含量为0. 456g/L，过滤，滤液进入废水处理池，滤渣进入吸附除氟工序，用于对下一批次的硫酸锌溶液除氟；D.沉锌工序 步骤B的滤液进入沉锌槽，沉锌槽中溶液约为40m3，温度为50°C，加入NH3质量百分比浓度为8 10%的氨水溶液，调节pH值为6. 8，搅拌反应15分钟，进行沉锌，过滤，滤液中SiSO4 含量为0.82g/L，滤液进入废水处理池，滤渣进入常规湿法炼锌系统的中性浸出；E.废水处理步骤C和步骤D本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用活性氧化铝脱除硫酸锌溶液中氟的方法，包括以下顺序步骤：Ａ．　吸附除氟：在硫酸锌溶液中加入活性氧化铝，硫酸锌溶液温度为４５～５５℃，硫酸锌溶液ｐＨ值为５．０～５．４，活性氧化铝与硫酸锌溶液中氟的质量比为３００～５００：１，吸附９０～１２０分钟，通过活性氧化铝的吸附作用脱除硫酸锌溶液中大部分氟，使溶液中氟＜０．１ｇ／Ｌ，过滤，氟含量低的硫酸锌溶液进入常规湿法炼锌系统，滤渣进入洗涤工序；Ｂ．　洗涤工序：以液固质量比为３．０～５．０：１．０的比例在步骤Ａ的滤渣中加入水，进行洗涤，在温度为４０～６０℃的条件下，洗涤１０～３０分钟，使滤渣中硫酸锌含量降低，过滤，滤液进入沉锌工序，滤渣进入再生工序；Ｃ．　再生工序：以液固质量比为３．０～５．０：１．０的比例在步骤Ｂ的滤渣中加入水，在温度为３０～６０℃的条件下，加入烧碱，终点ｐＨ值为９．０～１３．０，解吸附９０～１２０分钟，进行再生，使吸附在活性氧化铝中的氟解吸附，过滤，滤液进入废水处理工序，滤渣进入吸附除氟工序，用于对下一批次的硫酸锌溶液除氟；Ｄ．　沉锌工序：步骤Ｂ的滤液在温度为５０～７０℃的条件下加入沉锌剂，终点ｐＨ值为６．８～７．２，搅拌反应１５～３０分钟，进行沉锌，过滤，滤液中锌含量≤１．０ｇ／Ｌ，滤液进入废水处理工序，滤渣进入常规湿法炼锌系统；Ｅ．　废水处理：在步骤Ｃ和步骤Ｄ的滤液中加入硫酸，调节滤液ｐＨ值为６．５～７．０，再加入水处理剂，达标后排放。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾勇，
申请(专利权)人：德阳市南邡再生资源有限公司，
类型：发明
国别省市：51