一種自制硅渣脫除硫酸鋅溶液中氟的方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于有色金屬冶金中的濕法冶金領域，具體涉及一種自制硅渣脫除硫酸鋅 溶液中氟的方法，特別適合對高氟硫酸鋅溶液進行脫氟處理。
【背景技術】
[0002] 目前，次氧化鋅生產電鋅基本上采用的都是傳統的酸性濕法煉鋅工藝生產，主要 是由于酸性濕法煉鋅工藝成熟，此工藝具有環保、成本低和回收率高等特點。但是，次氧化 鋅中常常含氟量比較高，浸出過程中氟大部分進入浸出液，造成硫酸鋅溶液中含氟比較高， 遠遠大于常規酸性濕法煉鋅系統對氟含量的要求。但是當鋅電積液氟含量過高時，會使電 積產生的陰極鋅與陰極鋁板發生粘連，產生陰極鋅難以剝離等生產故障，從而導致企業的 生產能力減小，嚴重時甚至會導致生產陷入停頓，而且溶液中過高的氟含量還會嚴重腐蝕 陰極鋁板，使陰極板損壞加快，從而造成企業生產成本上升，因此生產過程中必須增加除氟 工序。在工業生產過程中，在處理次氧化鋅物料時，往往首先增加一道堿洗工序，但這種方 法并沒有使得溶液中的氟離子含量達到生產要求的標準，往往需要額外增加一道除氟工 序，進一步降低溶液中氟離子的含量，從而達到生產的要求，額外增加工序相應的也會增加 生產成本的投入，因此尋找一種經濟合理的高效除氟劑勢在必行。
[0003] 為了達到上述目標，鋅冶煉的專家們進行了大量的研究，研究發現硅膠具有除氟 的能力，目前也有部分冶煉企業正在使用，硅膠主要是通過表面多孔結構的吸附作用，與酸 性溶液中的氟以氟化氫狀態與硅膠聚合，一般除氟率只能達到30~60%。同時還有部分研究 者采用以二氧化硅為主體的復合材料作為除氟劑，目前除氟效果都是一般，本發明主要是 針對目前硅膠除氟存在的問題進行了優化，通過研究制備了一種除氟效率高，循環利用強 的納米級硅渣，目前在本公司應用效果好，整個成本單耗低，適用于大規模工業應用。
【發明內容】
[0004] 本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，研發一種除氟效果好、處理成 本低、能夠循環使用和技術操作難度低的脫除硫酸鋅溶液中氟的方法，該方法的自制硅渣 通過水洗、堿解吸的方法提高硅渣除氟利用率，硅渣能夠循環利用吸附降低溶液中的氟離 子從而脫除高氟硫酸鋅溶液中的氟。
[0005] 為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為： 一種自制硅渣脫除硫酸鋅溶液中氟的方法，包括如下步驟： a、 制備硅渣：向硫酸鹽介質溶液中反復添加稀釋的水玻璃溶液和稀硫酸溶液，控制其 反應溫度在40~90°C之間，PH為7~10之間，沉淀得到的納米級硅渣后焙燒； b、 沉淀除氟:將經步驟a得到的焙燒硅渣加入至pH< 5.0的含氟硫酸鋅溶液中，使得焙 燒硅渣中的Si02吸附溶液中的氟離子，攪拌反應1~2h，抽濾得到沉淀硅渣； c、 沉淀水洗硅渣:將步驟b得到的沉淀硅渣用清水清洗0.5-lh后，沉淀硅渣內的鋅進入 水溶液中，抽濾得到水洗硅渣； d、水洗硅渣堿洗:將步驟c得到的水洗硅渣加入PH值為8~10的堿液中，其水洗硅渣按 照液固質量比4~5:1在堿液中堿洗，解析水洗硅渣中的氟離子，堿洗后，抽濾得到可重復除 氟的堿洗硅渣，堿洗硅渣循環進入步驟b除氟。
[0006] 步驟a中，沉淀得到納米級硅渣后在300~900°C溫度下焙燒得到焙燒硅渣。
[0007]步驟b中，加入的焙燒硅渣與硫酸鋅溶液中氟質量比為20~80:1。
[0008] 步驟c中，沉淀硅渣在清水中水洗的PH 2 4。
[0009] 步驟d中，得到堿洗硅渣后，進入步驟b反復循環5-10次。
[0010] 步驟d中的堿洗硅渣進入步驟b沉淀除氟5次后，抽濾的濾液進入積電系統。
[0011] 與現有技術相比，本發明的優點在于： 本發明提供的自制硅渣脫除硫酸鋅溶液中氟的方法，通過制備硅渣-沉淀除氟-沉淀硅 渣-水洗沉淀硅渣-抽濾得到水洗硅渣-水洗硅渣堿洗，恢復除氟能力-循環繼續除氟，本發 明使得硅渣可循環除氟，具有自制硅渣操作簡單，除氟效果好，處理成本低等優點。
[0012] 本發明中自制硅渣除氟方法簡單，硅渣可循環除氟，除氟效果好，成品價格低廉， 可以使高氟硫酸鋅溶液中的氟降低到滿足鋅電積生產的標準，陰極板損失率低，使得鋅生 產成本低。
[0013]本發明中自制硅渣吸氟容量大，每次投入量物料少;除氟過程中直接加入，同時反 應過程不需要升溫等，使得操作簡單，易于操作。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本發明的原理結構圖。
【具體實施方式】
[0015] 以下結合說明書附圖和具體優選的實施例對本發明作進一步描述，但并不因此而 限制本發明的保護范圍。
[0016] 結合附圖所示的一種自制硅渣脫除硫酸鋅溶液中氟的方法，包括以下順序步驟： a、 硅渣制備:硫酸鹽介質溶液中添加稀釋的水玻璃溶液，利用稀硫酸溶液中和沉淀制 備納米級硅渣，溫度為40~90°C，PH為7~10之間，沉淀得到納米級硅渣后焙燒； b、 沉淀除氟:將步驟a得到的焙燒硅渣加入到pH為pH < 5.0的硫酸鋅溶液中，加入硅渣 的量與硫酸鋅溶液中氟質量比為20~80:1，反應溫度為常溫，攪拌反應時間1~2h，使得自 制硅渣中的Si02吸附溶液中的氟離子沉淀，抽濾，得到沉淀硅渣，從而使得濾液中氟離子濃 度降低60~80%。
[0017] c、沉淀水洗硅渣:將步驟b得到的沉淀硅渣按液固比4~5:1用清水清洗lh，使渣中 的鋅進入水溶液回收鋅，抽濾，得到水洗硅渣，進入步驟d，其濾液進入污水站處理； d、水洗渣硅渣:將步驟c得到的水洗硅渣按液固比4:1的pH為8~10的堿液進行堿洗，解 吸硅渣吸附的氟離子，使得硅渣重新具有吸附能力，抽濾，得到的堿洗硅渣繼續進入步驟b 除氟，循環次數可以達到10次以上，其得到的濾液進入污水站處理。
[0018] 具體結合實驗數據示例： 實施例1 一種自制硅渣脫除硫酸鋅溶液中氟的方法，包括以下步驟： a. 硅渣制備：10%硫酸鈉介質溶液中添加稀釋的20%水玻璃溶液，利用lmol/L稀硫酸溶 液中和沉淀制備納米級硅渣，溫度為90°C，焙燒制得硅渣560kg; b. 沉淀除氟:將560kg焙燒硅渣加入到裝有50m3含氟0.28g/L的廢電