专利名称：硫酸锌溶液除氟工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于在湿法炼锌中，脱出中性浸出上清液中的氟的方法。
背景技术：
湿法炼锌中，氟的主要来源是在处理含氟的氧化锌矿和升华物烟尘(以下简称含氟物料)时，被带入到浸出液的。为此，处理含氟物料时，氟的脱除方法一般可分为两类一类为从浸出前的物料中脱氟，另一类为从物料浸出后的溶液中脱氟。
浸出前物料的脱氟又有火法和湿法碱洗两种。火法如株冶的多膛炉焙烧和澳大利亚皮里港的回转窑焙烧，该方法设备庞大，投资高，能耗高，运行费用高；湿法碱洗则消耗相当的碱和产生大量废水，难以治理，运营成本高，且不利于环保。
从物料浸出后的锌溶液中脱氟，目前主要有以下几种方法1、利用稀土金属的盐类从溶液中除氟。其原理是氟与稀土金属形成难溶的化合物沉淀除去。但稀土金属盐价格昂贵，工业上不宜采用；2、在浸出过程中加入少量的石灰乳除氟。其原理是氟与钙生成难溶的化合物CaF2。但是净化作业过程在中性溶液中进行，溶液中的氟将与硫酸锌、硫酸锰作用，生成ZnF+与MnF+型的配离子，使之无法达到除氟的目的。反应式为
3、硅胶除氟。硅胶除氟的基本原理是在酸性溶液中，氟以氢氟酸(HF)分子状态与硅酸聚合，并吸附在硅酸胶体上；而在中性或碱性溶液中，氢氟酸则不参加硅酸的组成，经水淋洗后，即可脱氟，而硅胶可再生。硅胶除氟率可达26.6％～53.8％。但该方法由于硅胶对电解液中的阳离子、阴离子、化合物、络合物均不会产生选择性或排斥性，仅是简单的物理吸附，因此在采用硅胶除氟的过程中，锌、酸损失较大，同时产出大量含氟、氯、酸、锌的废水，难以治理，有价金属的回收困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是创造一种投资少，流程简单，易于操作，除氟率高，有价元素损失较少，运营成本低的除氟新工艺。
解决本发明的技术问题所采用的方案是在PH值为？的酸性条件下，向含氟的湿法炼锌中性浸出上清液中加入Al3+和PO43-，反应产生沉淀而使F-从溶液中除去。
在上述的过程中，Al3+与F-的质量比为6∶1，PO43-与F-的质量比为10∶1。反应过程的温度控制在40℃～70℃，时间为30分钟～120分钟。
为了辅料易购且价格便宜的目的，上述的Al3+采用Al2(SO4)3·12H2O，PO43-采用Na3PO4·12H2O。
本发明所述脱氟技术的基本原理为在中性浸出液中F-对Al3+有较好的络合作用(lgβ＝19.87)，在有PO43-存在的条件下，生成氟代磷酸铝沉淀而使F-除去。其反应机理用方程式表示为
本发明与现有其他工艺相比较有以下特点(1)除氟率高(≥55％)，溶液中残余氟离子因被充分络合而不影响锌的电积；(2)有价元素(锌、酸等)损失较少，无有害废弃物产生；(3)除氟不需要特殊装置，设备投资少；(4)工艺流程短，节省时间，而且易于操作；(5)使用辅料易购且价格便宜，运营成本低。
具体实施例方式
实施例1取某中性浸出液3000mL，其中含F-为274.6mg/L，含Zn2+为91.6g/L，加温至50℃，先加入Al2(SO4)3·12H2O，待溶解后，再加入以少量水溶解的Na3PO4·12H2O，Al3+与F-的质量比为6∶1，PO43-与F-的质量比为10∶1，控制过程PH≈5.0，作用30分钟后，使F-产生沉淀，真空抽滤，滤渣弃去，得到脱氟后液3100mL，其中含F-118.4mg/L，含Zn2+71.3g/L，脱氟率为55.4％，锌损失率为19.6％。
实施例2取某中性浸出液4000mL，其中含F-为274.6mg/L，含Zn2+为91.6g/L，加温至60℃，先加入Al2(SO4)3·12H2O，待溶解后，再加入以少量水溶解的Na3PO4·12H2O，Al3+与F-的质量比为6∶1，PO43-与F-的质量比为10∶1，控制过程PH≈5，作用70分钟后，使F-产生沉淀，真空抽滤，滤渣弃去，得到脱氟后液4080mL，其中含F-105.0mg/L，含Zn2+75.0g/L，脱氟率为61％，锌损失率为16.48％。
实施例3取某中性浸出液5000mL，其中含F-为274.6mg/L，含Zn2+为91.6g/L，加温至70℃，先加入Al2(SO4)3·12H2O，待溶解后，再加入以少量水溶解的Na3PO4·12H2O，Al3+与F-的质量比为6∶1，PO43-与F-的质量比为10∶1，控制过程PH≈5.0，作用100分钟后，使F-产生沉淀，真空抽滤，滤渣弃去，得到脱氟后液5120mL，其中含F-107.2mg/L，含Zn2+78.5g/L，脱氟率为60.0％，锌损失率为12.24％。
权利要求
1.一种硫酸锌溶液除氟工艺，其特征在于在PH值为5.0的酸性条件下，在含氟的湿法炼锌中性浸出上清液中加入Al3+和PO43-，产生沉淀而使F-从溶液中除去。
2.按权利要求1所述的硫酸锌溶液除氟工艺，其特征在于Al3+与F-的质量比为6∶1，PO43-与F-的质量比为10∶1。
3.按权利要求2所述的硫酸锌溶液除氟工艺，其特征在于反应过程的温度控制在40℃～70℃，时间为30分钟～120分钟。
4.按权利要求2所述的硫酸锌溶液除氟工艺，其特征在于Al3+采用Al2(SO4)3·12H2O，PO43-采用Na3PO4·12H2O。
全文摘要
硫酸锌溶液除氟工艺。本发明属于在湿法炼锌中，脱出中性浸出上清液中的氟的方法。本工艺是在pH值为5.0的酸性条件下，向含氟的湿法炼锌中性浸出上清液中加入Al
文档编号C01G9/06GK1966407SQ200510048630
公开日2007年5月23日 申请日期2005年11月17日 优先权日2005年11月17日
发明者舒毓璋, 雷洪云 申请人:祥云县飞龙实业有限责任公司