本發(fā)明屬于鋅濕法冶金領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種采用鋁酸鈉在鋅溶液中除氟的新方法。

背景技術(shù)：

在濕法煉鋅過(guò)程中，氟含量積累達(dá)一定值后會(huì)加大電解陰陽(yáng)極消耗，使作業(yè)環(huán)境惡化。特別是在硫酸鋅電積過(guò)程中，氟離子能破壞陰極鋁板表面的氧化鋁膜，使析出鋅與鋁板新鮮表面形成鋅鋁合金，導(dǎo)致鋅皮難于剝離，陰極鋁板消耗增加，質(zhì)量下降，使得后續(xù)電解過(guò)程無(wú)法正常進(jìn)行。因此國(guó)內(nèi)外對(duì)硫酸鋅電解液中的氟含量要求小于50 mg/L。目前常用的除氟方法主要有吸附法、化學(xué)沉淀法和離子交換法等。

吸附法是目前水溶液除氟應(yīng)用最廣泛的方法，主要應(yīng)用于低濃度含氟溶液。近年來(lái)，逐漸應(yīng)用到硫酸鋅溶液中氟的脫除。目前應(yīng)用較廣的吸附劑種類有活性金屬氧化物類、硅膠、稀土類、泥土類和工業(yè)廢棄物類等。采用吸附法脫除硫酸鋅溶液中的氟離子時(shí)，一次脫除率僅有8%～20%，效果不穩(wěn)定，而且吸附劑損失率較高，因此該法仍處于研究階段，尚未有工業(yè)應(yīng)用。

化學(xué)沉淀法是在高濃度含氟溶液預(yù)處理中應(yīng)用尤為普遍。沉淀法系加化學(xué)品處理，形成氟化物沉淀物或氟化物在生成的沉淀物上共沉淀，其處理效率取決于固液分離的效果。常用的化學(xué)品有石灰、電石渣、磷酸鈣鹽、白云石或明礬等。但鋅冶煉廠過(guò)濾氟化鈣沉淀一般是采用板框或箱式壓濾機(jī)，過(guò)濾效果較差，并且濕法系統(tǒng)溶液呈酸性，不利于氟化鈣沉淀的生成及過(guò)濾

國(guó)內(nèi)曾進(jìn)行過(guò)201#和291#樹脂的脫氟試驗(yàn)，但交換能力弱，再生費(fèi)用大，尚未有工業(yè)化實(shí)例。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服背景技術(shù)中的技術(shù)不足，本發(fā)明提出了一種采用鋁酸鈉在鋅溶液中除氟的新方法，采用化學(xué)試劑鋁酸鈉，在相對(duì)溫和條件下，即可將溶液氟含量降到50 mg/L以下，實(shí)現(xiàn)鋅溶液中氟的深度凈化，從而有效簡(jiǎn)化了工藝并降低生產(chǎn)成本，是一種經(jīng)濟(jì)且簡(jiǎn)便的從鋅溶液中除氟的方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是按如下技術(shù)方案實(shí)施的：

一種采用鋁酸鈉在鋅溶液中除氟的新方法，具體的操作步驟如下：

1）將工業(yè)級(jí)鋁酸鈉粉末與水混合，配制成混合溶液后，充分?jǐn)嚢璐茫?/p>

2）將鋁酸鈉溶液逐漸加入含氟鋅溶液中，充分?jǐn)嚢瑁M(jìn)行除氟；

3）步驟2）反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)固液分離得到除氟后鋅溶液和除氟渣。

進(jìn)一步地，步驟1）中，所述的混合溶液濃度為5%～50%。

進(jìn)一步地，步驟1）中，充分?jǐn)嚢韬?，混合溶液無(wú)明顯團(tuán)聚現(xiàn)象。

進(jìn)一步地，步驟2）中，除氟的溫度控制在15℃～50℃。

進(jìn)一步地，步驟2）中，除氟的時(shí)間為0.5～2h。

進(jìn)一步地，步驟2）中，所述的含氟鋅溶液中的含氟量為100～600 mg/L。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明首次采用工業(yè)級(jí)鋁酸鈉粉末應(yīng)用于鋅溶液除氟工藝；降低了除氟渣量，改善了除氟后液的過(guò)濾性能；工業(yè)級(jí)鋁酸鈉粉末，原料易得，凈化溫度低，時(shí)間短，簡(jiǎn)化了除氟工藝，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

具體實(shí)施方式

一種采用鋁酸鈉在鋅溶液中除氟的新方法，具體的操作步驟如下：1）將工業(yè)級(jí)鋁酸鈉粉末與水混合，配制成混合溶液，濃度為5%～50%，充分?jǐn)嚢璐茫浞謹(jǐn)嚢韬螅旌先芤簾o(wú)明顯團(tuán)聚現(xiàn)象；2）將鋁酸鈉溶液逐漸加入含氟鋅溶液（含氟量為100～600 mg/L）中，充分?jǐn)嚢?，進(jìn)行除氟，除氟的溫度控制在15℃～50℃，除氟的時(shí)間為0.5～2h；3）步驟2）反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)固液分離得到除氟后鋅溶液和除氟渣。

原理：鋁酸鈉除氟的原理就是利用鋅電解液中氟離子與鋁酸鈉反應(yīng)，生成微溶于水的冰晶石，也就是六氟鋁酸鈉（Na₃AlF₆），從而達(dá)到深度凈化除氟的目的。反應(yīng)式如下：

6F^-+6H⁺+ Na₃AlO₃= Na₃AlF₆↓+3H₂O

實(shí)施例1

取鋅溶液1L（溶液pH值5.24，Zn²⁺： 132.94 g/L，Cu²⁺<0.1 mg/L，Cd²⁺ ：1.5mg/L，Co²⁺<0.5 mg/L，Ni²⁺<0.5 mg/L，F(xiàn)^- ：104.9 mg/L，Cl^- ：649.4mg/L），取10g鋁酸鈉，配成濃度50%的礦漿，緩慢加入鋅溶液中，控制反應(yīng)溫度為30℃，攪拌速度350 r/min，反應(yīng)60min后，取樣過(guò)濾，得到除氟后鋅溶液（溶液pH值5.52，Zn²⁺ ：130.23 g/L，Cu²⁺<0.1 mg/L，Cd²⁺<0.1 mg/L，Co²⁺<0.5 mg/L，Ni²⁺<0.5 mg/L，F(xiàn)^- ：42.4 mg/L，Cl^- ：584.7 mg/L），除氟率達(dá)到59.58%，完全達(dá)到了鋅溶液對(duì)氟離子的要求。

實(shí)施例2

取鋅溶液1L（溶液pH值5.24，Zn²⁺ ：132.94 g/L，Cu²⁺<0.1 mg/L，Cd²⁺1.5 mg/L，Co²⁺<0.5 mg/L，Ni²⁺<0.5 mg/L，F(xiàn)^-：104.9 mg/L，Cl^-：649.4 mg/L），取15g鋁酸鈉，配成濃度50%的礦漿，緩慢加入鋅溶液中，控制反應(yīng)溫度為50℃，攪拌速度350 r/min，反應(yīng)90min后，取樣過(guò)濾，得到除氟后鋅溶液（溶液pH值5.69，Zn²⁺ ：128.14 g/L，Cu²⁺<0.1 mg/L，Cd²⁺<0.1 mg/L，Co²⁺<0.5 mg/L，Ni²⁺<0.1 mg/L，F(xiàn)^- ：21.13 mg/L，Cl^- ：579.2 mg/L），除氟率達(dá)到79.86%，完全達(dá)到了鋅溶液對(duì)氟離子的要求。

實(shí)施例3

取鋅溶液1L（溶液pH值5.24，Zn²⁺ ：132.94g/L，Cu²⁺<0.1 mg/L，Cd²⁺1.5 mg/L，Co²⁺<0.5 mg/L，Ni²⁺<0.5 mg/L，F(xiàn)^- ：104.9 mg/L，Cl^- ：649.4 mg/L），取20g鋁酸鈉，配成濃度50%的礦漿，緩慢加入鋅溶液中，控制反應(yīng)溫度為70℃，攪拌速度350 r/min，反應(yīng)30min后，取樣過(guò)濾，得到除氟后鋅溶液（溶液pH值5.78，Zn²⁺ ：125.14 g/L，Cu²⁺<0.1 mg/L，Cd²⁺<0.1 mg/L，Co²⁺<0.5 mg/L，Ni²⁺<0.1 mg/L，F(xiàn)^- ：25.7 mg/L，Cl^- ：572.4 mg/L），除氟率達(dá)到75.5%，完全達(dá)到了鋅溶液對(duì)氟離子的要求。

實(shí)施例4

取鋅溶液1L（溶液pH值5.24，Zn²⁺ ：132.94 g/L，Cu²⁺<0.1 mg/L，Cd²⁺1.5 mg/L，Co²⁺<0.5 mg/L，Ni²⁺<0.5 mg/L，F(xiàn)^- ：104.9 mg/L，Cl^- ：649.4 mg/L），取15g鋁酸鈉，配成濃度50%的礦漿，緩慢加入鋅溶液中，控制反應(yīng)溫度為60℃，攪拌速度350 r/min，反應(yīng)120min后，取樣過(guò)濾，得到除氟后鋅溶液（溶液pH值5.82，Zn²⁺：126.34 g/L，Cu²⁺<0.1 mg/L，Cd²⁺<0.1 mg/L，Co²⁺<0.5 mg/L，Ni²⁺<0.1 mg/L，F(xiàn)^-：18.4 mg/L，Cl^-：561.7 mg/L），除氟率達(dá)到82.46%，完全達(dá)到了鋅溶液對(duì)氟離子的要求。

實(shí)施例5

取鋅溶液1L（溶液pH值5.24，Zn²⁺：132.94 g/L，Cu²⁺<0.1 mg/L，Cd²⁺1.5 mg/L，Co²⁺<0.5 mg/L，Ni²⁺<0.5 mg/L，F(xiàn)^-：104.9 mg/L，Cl^-：649.4 mg/L），取25g鋁酸鈉，配成濃度50%的礦漿，緩慢加入鋅溶液中，控制反應(yīng)溫度為60℃，攪拌速度350 r/min，反應(yīng)120min后，取樣過(guò)濾，得到除氟后鋅溶液（溶液pH值5.71，Zn²⁺：126.34 g/L，Cu²⁺<0.1 mg/L，Cd²⁺<0.1 mg/L，Co²⁺<0.5 mg/L，Ni²⁺<0.1 mg/L，F(xiàn)^-：11.3 mg/L，Cl^-：576.4 mg/L），除氟率達(dá)到89.23%，完全達(dá)到了鋅溶液對(duì)氟離子的要求。

本發(fā)明首次采用工業(yè)級(jí)鋁酸鈉粉末應(yīng)用于鋅溶液除氟工藝；降低了除氟渣量，改善了除氟后液的過(guò)濾性能；工業(yè)級(jí)鋁酸鈉粉末，原料易得，凈化溫度低，時(shí)間短，簡(jiǎn)化了除氟工藝，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

最后說(shuō)明的是，以上優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。