一种自制硅渣脱除硫酸锌溶液中氟的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于有色金属冶金中的湿法冶金领域，具体涉及一种自制硅渣脱除硫酸锌 溶液中氟的方法，特别适合对高氟硫酸锌溶液进行脱氟处理。
【背景技术】
[0002] 目前，次氧化锌生产电锌基本上采用的都是传统的酸性湿法炼锌工艺生产，主要 是由于酸性湿法炼锌工艺成熟，此工艺具有环保、成本低和回收率高等特点。但是，次氧化 锌中常常含氟量比较高，浸出过程中氟大部分进入浸出液，造成硫酸锌溶液中含氟比较高， 远远大于常规酸性湿法炼锌系统对氟含量的要求。但是当锌电积液氟含量过高时，会使电 积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，从而导致企业的 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，因此生产过程中必须增加除氟 工序。在工业生产过程中，在处理次氧化锌物料时，往往首先增加一道碱洗工序，但这种方 法并没有使得溶液中的氟离子含量达到生产要求的标准，往往需要额外增加一道除氟工 序，进一步降低溶液中氟离子的含量，从而达到生产的要求，额外增加工序相应的也会增加 生产成本的投入，因此寻找一种经济合理的高效除氟剂势在必行。
[0003] 为了达到上述目标，锌冶炼的专家们进行了大量的研究，研究发现硅胶具有除氟 的能力，目前也有部分冶炼企业正在使用，硅胶主要是通过表面多孔结构的吸附作用，与酸 性溶液中的氟以氟化氢状态与硅胶聚合，一般除氟率只能达到30~60%。同时还有部分研究 者采用以二氧化硅为主体的复合材料作为除氟剂，目前除氟效果都是一般，本发明主要是 针对目前硅胶除氟存在的问题进行了优化，通过研究制备了一种除氟效率高，循环利用强 的纳米级硅渣，目前在本公司应用效果好，整个成本单耗低，适用于大规模工业应用。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，研发一种除氟效果好、处理成 本低、能够循环使用和技术操作难度低的脱除硫酸锌溶液中氟的方法，该方法的自制硅渣 通过水洗、碱解吸的方法提高硅渣除氟利用率，硅渣能够循环利用吸附降低溶液中的氟离 子从而脱除高氟硫酸锌溶液中的氟。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为： 一种自制硅渣脱除硫酸锌溶液中氟的方法，包括如下步骤： a、 制备硅渣：向硫酸盐介质溶液中反复添加稀释的水玻璃溶液和稀硫酸溶液，控制其 反应温度在40~90°C之间，PH为7~10之间，沉淀得到的纳米级硅渣后焙烧； b、 沉淀除氟:将经步骤a得到的焙烧硅渣加入至pH< 5.0的含氟硫酸锌溶液中，使得焙 烧硅渣中的Si02吸附溶液中的氟离子，搅拌反应1~2h，抽滤得到沉淀硅渣； c、 沉淀水洗硅渣:将步骤b得到的沉淀硅渣用清水清洗0.5-lh后，沉淀硅渣内的锌进入 水溶液中，抽滤得到水洗硅渣； d、水洗硅渣碱洗:将步骤c得到的水洗硅渣加入PH值为8~10的碱液中，其水洗硅渣按 照液固质量比4~5:1在碱液中碱洗，解析水洗硅渣中的氟离子，碱洗后，抽滤得到可重复除 氟的碱洗硅渣，碱洗硅渣循环进入步骤b除氟。
[0006] 步骤a中，沉淀得到纳米级硅渣后在300~900°C温度下焙烧得到焙烧硅渣。
[0007]步骤b中，加入的焙烧硅渣与硫酸锌溶液中氟质量比为20~80:1。
[0008] 步骤c中，沉淀硅渣在清水中水洗的PH 2 4。
[0009] 步骤d中，得到碱洗硅渣后，进入步骤b反复循环5-10次。
[0010] 步骤d中的碱洗硅渣进入步骤b沉淀除氟5次后，抽滤的滤液进入积电系统。
[0011] 与现有技术相比，本发明的优点在于： 本发明提供的自制硅渣脱除硫酸锌溶液中氟的方法，通过制备硅渣-沉淀除氟-沉淀硅 渣-水洗沉淀硅渣-抽滤得到水洗硅渣-水洗硅渣碱洗，恢复除氟能力-循环继续除氟，本发 明使得硅渣可循环除氟，具有自制硅渣操作简单，除氟效果好，处理成本低等优点。
[0012] 本发明中自制硅渣除氟方法简单，硅渣可循环除氟，除氟效果好，成品价格低廉， 可以使高氟硫酸锌溶液中的氟降低到满足锌电积生产的标准，阴极板损失率低，使得锌生 产成本低。
[0013]本发明中自制硅渣吸氟容量大，每次投入量物料少;除氟过程中直接加入，同时反 应过程不需要升温等，使得操作简单，易于操作。
【附图说明】
[0014] 图1是本发明的原理结构图。
【具体实施方式】
[0015] 以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而 限制本发明的保护范围。
[0016] 结合附图所示的一种自制硅渣脱除硫酸锌溶液中氟的方法，包括以下顺序步骤： a、 硅渣制备:硫酸盐介质溶液中添加稀释的水玻璃溶液，利用稀硫酸溶液中和沉淀制 备纳米级硅渣，温度为40~90°C，PH为7~10之间，沉淀得到纳米级硅渣后焙烧； b、 沉淀除氟:将步骤a得到的焙烧硅渣加入到pH为pH < 5.0的硫酸锌溶液中，加入硅渣 的量与硫酸锌溶液中氟质量比为20~80:1，反应温度为常温，搅拌反应时间1~2h，使得自 制硅渣中的Si02吸附溶液中的氟离子沉淀，抽滤，得到沉淀硅渣，从而使得滤液中氟离子浓 度降低60~80%。
[0017] c、沉淀水洗硅渣:将步骤b得到的沉淀硅渣按液固比4~5:1用清水清洗lh，使渣中 的锌进入水溶液回收锌，抽滤，得到水洗硅渣，进入步骤d，其滤液进入污水站处理； d、水洗渣硅渣:将步骤c得到的水洗硅渣按液固比4:1的pH为8~10的碱液进行碱洗，解 吸硅渣吸附的氟离子，使得硅渣重新具有吸附能力，抽滤，得到的碱洗硅渣继续进入步骤b 除氟，循环次数可以达到10次以上，其得到的滤液进入污水站处理。
[0018] 具体结合实验数据示例： 实施例1 一种自制硅渣脱除硫酸锌溶液中氟的方法，包括以下步骤： a. 硅渣制备：10%硫酸钠介质溶液中添加稀释的20%水玻璃溶液，利用lmol/L稀硫酸溶 液中和沉淀制备纳米级硅渣，温度为90°C，焙烧制得硅渣560kg; b. 沉淀除氟:将560kg焙烧硅渣加入到装有50m3含氟0.28g/L的废电