专利名称：湿法炼锌工业化离子交换法除氟氯技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及湿法炼锌中硫酸锌液的净化技术，尤其是一种湿法炼锌工业化离子 交换法除氟氯技术。
背景技术：
日前，我国有75%以上的锌是采用湿法炼锌工艺生产出来的，在湿法炼锌过程 中，硫酸锌浸出液的净化是至关重要的，浸出液中的铜、镉、钴、镍、氟、氯等有 害杂质必须净化至允许含量之下，这样电积锌过程才能顺利进行，且电积锌片才会 合格。
硫酸锌浸出液中氯的含量超过250毫克/升、氟的含量150毫克/升以后会致电 解过程中出现阳极板溶解的"烧板"现象，电流效率下降，电锌产品杂质铅的升高， 贵重的阳极板损害严重，设备腐蚀，这些影响随氯含量的增加而加剧，进而会导致 整个电解过程瘫痪。申请人试点的一个5000吨电锌厂前期就因为电解液中氯离子 浓度高达2000毫克/升和体积膨胀而被迫停产半年多。
硫酸锌浸出液中的氟氯来自浸出所用的原料。用焙烧锌精矿则不含或很少含 氯，电解液的净化可取消除氟氯工序；如果用氧化锌粉为原料炼锌生产的硫酸锌浸 出液则含有相当数量的氟氯，则必须要有除氯的措施。另外，从焙烧锌精矿和氧化 锌粉高约1000元/吨，按现在市场计算用焙烧锌精矿生产电锌的价值就必须脱除其 电解液中含的氟氯，研究电解液中脱氟氯的工艺就具有十分重要的经济意义。
当前实际生产中使用的锌电解液脱氟氯工艺情况分析如下
一、 对含氟氯的氧化锌原料在浸出前高温焙烧脱氯处理，将氟氯在氧化锌粉浸 出前脱除，常见的实际生产上采用过的有多膛炉焙烧和回转窑焙烧脱氟氯装置及工 艺，它的原理是高温焙烧把氟氯从烟气中带出而排除之，根据现有的资料报道各地 用的效果参差不齐，且需要清洁的价格高的燃料粉煤或煤气或天然气加热，运行成 本高设备投资很大，烟气还会带走部分锌而造成氧化锌原料利用率降低。
二、 浸出电解液中脱除氟氯的工艺1、 离子交换法它的原理是用离子交换树脂吸附除去电解液中的氟氯，由于离子交换树脂选型和工艺参数不当，造成除氯效率不高，锌损失率大，达15%而使运行成本增高，实际生产中采用较少。
2、 铜渣除氟氯法它的原理是基于加铜及铜离子与电解液中的氯离子相互作用，形成难溶的氯化亚铜沉淀，但该方法的除氟氯效率不高，工艺条件难于掌握，生产成本高，实际生产中采用较少。
3、 银渣除氟氯法它的原理是基于银离子与电解液中的氯离子相互作用，形成难溶的氯化银沉淀，但该方法的除氟氯效率不高，工艺条件难于掌握，生产成本高，生产不好管理，实际生产中采用较少。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提出一种湿法炼锌工业化离子交换法除氟氯技术，其工艺流程短，易于操作，除氯率高，锌损失率小，运营成本低。
为达到上述目的，本发明的实施方案是 一种湿法炼锌工业化离子交换法除氟氯技术，包括
(1) 、硫酸锌净化液放入离子交换柱进行离子交换树脂吸附氟氯过程，吸附时
间5 15小时，离子交换树脂为阴离子树脂D201;
(2) 、用解吸剂去解吸含氟氯饱和的树脂，解吸剂为浓度为5 10%的硫酸溶液，解吸时间3 6小时。
步骤(1)中，硫酸锌净化液PH值为2. 5 5.5;
步骤(2)中，解吸剂的最合适浓度为10%的硫酸溶液。
本发明的工艺流程为含氟氯高的硫酸锌溶液进入离子交换柱，氟氯离子被树脂吸附，树脂经过一段时间吸附后，达到饱和状态，处理后的低氟氯硫酸锌溶液进入锌系统，吸附饱和的树脂，通入解吸剂，树脂经过一段时间解吸后，把树脂吸附的氟氯离子解吸进入解吸后液。解吸后的树脂进入下一个工作周期。在循环使用中适时加离子交换树脂补充其损耗。
本发明的原理是用离子交换树脂吸附除去电解液中的氟氯离子，反应式为
R2S04+2a_=2RCL+S042—和R2S04+2F_=2RF+S042—。从上式说明，溶液中的氟氯离子被吸附除去，硫酸根型离子交换树脂作为溶液中氟氯的脱除剂，而吸咐氟氯的离子交换树脂经过解吸再生重新变成硫酸根型离子交换树脂，可再用于吸附脱除溶液中的氟氯离子，这就相当于离子交换树脂被反复循环使用，只需定时补充它的损耗。本发明的技术经检索资料表明湿法炼锌工业化离子交换法除氟氯技术在国内外均属于首创。该技术的一大特点，是通过控制各操作工艺参数，使本净化除氟氯工序中锌的损耗降至0.5%以下，大大降低了运行成本；另一大特点，是本工艺选用的离子交换树脂适应于温度5 85°C，且可保持较大的交换容量，可以适应湿法炼锌各溶液温度，同时也减少了树脂的损耗。
附图为本发明的工艺流程示意图。
具体实施例方式
含有氟氯离子的硫酸锌浸出液经过常规的三段锌粉净化合格后，在PH值为2.5 5.5的酸性条件下，放入装有阴离子树脂D201的离子交换柱，开启交换柱底部闸阀，调节一定的流量，经过5 15个小时后，取样分析溶液中剩余氟氯含量，控制溶液剩余氟氯含量在100 700毫克/升合格后将溶液送电解车间电积锌。吸附有氟氯离子的树脂，按一定的流量放入一定的浓度为5 10%的硫酸溶液作为解吸液，使树脂由氟氯型再生为硫酸根型，这样树脂在本工艺过程中达到了循环使用的效果。
申请人试点的5000吨电解锌厂每天、每班、每柱的硫酸锌液都按上述工艺进行脱氟氯处理，因为电解锌所使用原料锌液含氟最高在300至700毫克/升，锌液经处理后氟含量在150毫克/升以下，符合后序电解要求，而锌液中氯因为原料不同含量变化大，因此专门取部分除氯结果如下表1所示
柱硫酸锌净化液树脂量脱氯前溶液中氯含量脱氯后溶液中氯含量
号3 mt毫克/升毫克/升
1503■120
25031400200
35031240200
45031280230
5503■100
6503930170
75031000200
585031200240
95031000200
105031170200
115031100200
12503950170
13503950120
1450389090
15503930200
165031200210
175031500200
185031600240
195031800240
205032200250
上表中的数据仅是实际生产中成百上千数据中的一部分，因为每一柱溶液都要作分析测试，脱氯合格的溶液才能进入下一个工序电解，若不合格则要返回。这些
数据表明离子交换法除氯率基本上大于80%，而且除氟效果也达50%以上，锌损失量低于0.5%，整个工序运行成本低于200元/吨析出锌，工艺操作简单，除氯的效果理想。需要强调的是含氯量在小于3500毫克/升时也可以按本工艺进行除氯作业。之所以要有意识的剩余一些，控制在250毫克/升以下，是考虑到实际生产操作中最大限度利用离子交换树脂的脱氯效果，避免离子交换树脂量过大，增加投资额，再则氯含量在250毫克/升以下含氯量时电解已能正常进行。
权利要求
1、湿法炼锌工业化离子交换法除氯技术，其特征在于，包括(1)、硫酸锌净化液放入离子交换柱进行离子交换树脂吸附氟氯过程，吸附时间5～15小时，离子交换树脂为阴离子树脂D201；(2)、用解吸剂去解吸含氟氯饱和的树脂，解吸剂为浓度为5～10％的硫酸溶液，解吸时间3～6小时。
2、 根据权利要求1所述的湿法炼锌工业化离子交换法除氯技术，其特征在于， 步骤(1)中，硫酸锌净化液ra值为2. 5 5. 5。
3、 根据权利要求1所述的湿法炼锌工业化离子交换法除氯技术，其特征在于， 步骤(2)中，解吸剂为浓度为10%的硫酸溶液。
全文摘要
湿法炼锌工业化离子交换法除氟氯技术，属于在湿法炼锌中脱除硫酸锌溶液中氟氯的方法。本技术是在pH值为2.5～5.5的酸性条件下，使硫酸锌溶液流过离子交换树脂，树脂吸附氟氯离子而使氟氯从溶液中除去。本发明工艺流程短，易于操作，除氯率高，锌损失率小，运营成本低。
文档编号C22B3/42GK101492772SQ200910042770
公开日2009年7月29日 申请日期2009年2月27日 优先权日2009年2月27日
发明者宋志红 申请人:宋志红