[发明专利]一种锌电解液脱氟氯的方法和设备

说明书

技术领域

本发明属于湿法炼锌领域，具体涉及一种锌电解液脱氟氯的方法和设备。

背景技术

我国有75%以上的锌是通过湿法炼锌工艺生产得到。在湿法炼锌过程中，硫酸锌浸出液的净化是至关重要的，浸出液中含有大量铜、镉、钴、镍、氟、氯等有害杂质。为保证电解锌过程顺利进行，湿法炼锌过程中必须先对硫酸锌浸出液进行净化处理，使杂质在允许含量范围之内，此时得到的体系即为含氟氯硫酸锌溶液。一般情况下，含氟氯硫酸锌溶液中氟氯含量较高(F^->50mg/L Cl^->300mg/L)，若直接进行电解工序，会出现阳极板溶解的“烧板”现象、阴极板腐蚀、生产现场出现刺激性气味，电流效率下降，电锌产品杂质铅等升高，贵重的阳极板损害严重，设备腐蚀，生产现场环境恶化。且这些影响随氟、氯含量的增加而加剧，进而会导致整个电解过程瘫痪。因此在将含氟氯硫酸锌溶液送电解工序之前，必须除去溶液中大部分的氟氯。

当前湿法炼锌生产过程中采用的脱氟氯工艺主要有对氧化锌烟尘直接脱氟氯和含硫酸锌溶液体系脱氟氯两类。其中，对氧化锌烟尘直接脱氟氯的方法主要有：（1）高温焙烧脱氟氯：氧化锌原料在浸出前进行高温焙烧，例如采用多膛炉焙烧、回转窑焙烧或微波焙烧，多膛炉和回转窑焙烧时一般采用煤气或天然气加热，微波焙烧时需调整微波频率升温速率，且需进行抽气处理，运行成本高、设备投资大，同时焙烧过程中还会带走部分锌导致氧化锌原料利用率降低。（2）碱洗或水洗脱氯：CN102108445A（即CN200910226711.X）中公开了一种采用Na₂CO₃和NaOH直接对氧化锌烟尘进行碱洗的方法，将氧化锌烟尘溶解使锌转化为ZnCO₃沉淀过滤回收，而氟、氯则以钠盐形式仍存在于溶液中。该方法用水量大，且废水难以处理。

而对含硫酸锌溶液体系脱氟氯的方法主要有：（1）离子交换法：CN101492772A（即CN200910042770.1）中公开了一种湿法炼锌工业化离子交换法除氟氯技术，但由于离子交换法对所采用的离子交换树脂选型和工艺参数要求较高，导致除氯效率和锌损失率难以控制，并且树脂再生时产生大量的废水需要处理，实际生产中采用较少。（2）铜渣、银渣脱氯法：CN101113015A（即CN200710035354.X）中公开了一种采用单质铜、Cu²⁺和硫酸锌溶液中的氯离子反应产生CuCl沉淀，从而除去体系中的氯离子的方法；类似地，银渣脱氯法通过采用Ag²⁺与氯离子反应产生AgCl沉淀，除去体系中的氯离子；这类方法不能除氟氯效率不高，且单质铜、银渣价格高，工艺条件难于掌握，实际生产中采用较少。（3）萃取反萃法：CN102021336A（即CN201010584552.3）公开了一种采用锌粉、氧化钙对硫酸锌溶液预处理，然后采用二-（2-乙基己基）磷酸萃取使锌浸入有机相，而氟氯离子留在水洗那个中，实现锌与氟氯分离，然后采用硫酸溶液对含锌负载有机相进行反萃；该方法能够保证锌与氟、氯分离效率大于95%，但反萃后得到的硫酸锌溶液中会带入部分有机相，电解过程中易出现烧板。

发明内容

本发明解决了现有技术中对含硫酸锌溶液体系进行脱氟氯工艺过程中存在的工艺要求高、除氟氯效果效率低导致实际生产过程中难以广泛采用以及脱氟氯设备投资成本高昂的技术问题。

本发明提供了一种锌电解液脱氟氯的方法，包括以下步骤：将锌电解工序电解槽中的锌电解液开路一部分与热风接触，得到脱除氟氯的硫酸锌溶液和气体，所述硫酸锌溶液返回锌电解工序，气体用碱液吸收；所述锌电解液为湿法炼锌过程中锌电解工序中的含氟氯硫酸锌溶液。

本发明还提供了一种锌电解液脱氟氯的设备，所述设备包括：

第一贮罐，所述第一贮罐用于贮存从电解槽中开路出来的锌电解液；

反应塔，所述反应塔的顶部设有气体出口，底部设有硫酸锌溶液出口和热风入口；所述反应塔上还设有锌电解液入口，所述锌电解液入口通过第一管道与第一贮罐连通；

热风输出端，所述热风输出端与反应塔的热风入口连通；

第二贮罐，所述第二贮罐通过第二管道与反应塔的硫酸锌溶液出口连通，第二贮罐还设有脱氟氯锌液出口，所述脱氟氯锌液出口用于与电解槽连通；

吸收塔，所述吸收塔的底部通过第三管道与反应塔的气体出口连通，吸收塔上还设有碱液入口和吸收液出口；

第三贮罐，所述第三贮罐通过第四管道与吸收塔的吸收液出口连通；