[发明专利]一种制备硫酸锌溶液脱氟剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及有色金属冶炼领域，特别是一种制备硫酸锌溶液脱氟剂的方法。

背景技术

在湿法锌冶炼过程中，当硫酸锌电解溶液中的氟离子杂质较高时，会严重腐蚀阴极板，造成锌片难剥离。脱除溶液中的氟离子，有钙盐沉淀法、针铁矿共沉淀法、特质活性氧化铝吸附法、硅胶吸附法、阴离子树脂交换法、有机高分子吸附法、稀土吸附法等。

钙盐沉淀法，利用钙离子与氟离子反应，生成溶解度很小且稳定性很好的氟化钙沉淀物，该方法具有操作简单、脱氟产物稳定的优点，其缺点是脱氟效果波动大，试剂使用量大，在工业生产中应用时，脱氟深度低，特别是处理含氟低于150mg/L的溶液时，脱氟效率大幅度下降，不宜处理含氟较低的溶液。

针铁矿共沉淀法，利用溶液沉铁过程中，生成针铁矿沉淀物时，部分氟离子置换并替代针铁矿分子中的氢氧根离子，并与针铁矿一起，形成共沉淀，该方法具有生产成本较低、产物稳定的优点，适合处理含铁高且含氟较低的溶液，其缺点是所处理的溶液需要较高的铁含量，且脱氟效率不高，不宜处理低含铁量溶液。

特质活性氧化铝吸附法，同时利用氧化铝的反应性能和吸附性能，氧化铝与溶液中的氟离子反应，生成六氟合铝聚合离子，降低了溶液中氟离子的活性，同时六氟合铝聚合离子被未反应的氧化铝吸附，这样，溶液中的部分氟离子转移到氧化铝表面或间隙中，初步达到溶液脱氟的目的；该方法具有反应速度快，脱氟效率高的优点，其缺点是，特质活性氧化铝吸附容量小，消耗的量大，造成生产成本高，因此，无法大规模推广应用。

硅胶吸附法：其原理与特质活性氧化铝吸附法类似，同时利用氧化硅的反应性能和吸附性能，氧化硅与溶液中的氟离子反应，生成六氟合硅聚合离子，降低了溶液中氟离子的活性，同时六氟合硅聚合离子被未反应的氧化硅吸附，这样，溶液中的部分氟离子转移到氧化硅表面或间隙中，初步达到溶液脱氟的目的；该方法具有生产成本较低的优点，但其反应速度慢，吸附容量小，导致脱氟效率低，脱氟很难达到50%，因此，工业化推广应用程度比特质活性氧化铝吸附法还小。

阴离子树脂交换法，该方法是利用强碱性树脂或改性强碱性树脂上的特定功能团结构对氟离子较硫酸根离子具有优先吸附的特性，当溶液流经树脂时，溶液中的氟离子吸附到树脂上，达到脱除氟离子的目的，该方法具有生产成本较低、处理能力大的优点，其缺点是锌金属损失大、淋洗液处理困难、产出废水，且该方法容易受溶液中氯离子的影响，溶液氯离子存在时，也会被树脂吸附，导致脱氟效率进一步降低。

有机高分子吸附法，利用有机高分子上的特定功能团结构对氟离子具有络合特性，在搅拌设施的作用下，溶液中的氟离子络合或取代到有机高分子内，达到脱除氟离子的目的，该方法具有脱氟效率高、处理能力大、金属损失小的优点，其缺点是有机高分子价格昂贵、脱氟成本高，且微溶解于水的有机高分子物质对后续的电解存在负面影响。

稀土吸附法，其原理与特质活性氧化铝吸附法类似，同时利用稀土的反应性能和吸附性能，稀土与溶液中的氟离子反应，生成氟化物沉淀或六氟聚合碱金属离子，降低了溶液中氟离子的活性，同时氟化物沉淀和六氟聚合碱金属离子被未反应的稀土吸附，这样，溶液中的部分氟离子转移到稀土表面或间隙中，初步达到溶液脱氟的目的；该方法具有脱氟速度快、脱氟效率高的优点，其缺点是稀土价格昂贵、脱氟成本高，目前，尚未得到工业化推广应用。

在理论上，氟离子能够与钙离子反应，生成稳定性好、溶解小的氟化钙，但在工业生产中应用时，其反应速度和反应程度要比理论小，特别是用钙离子沉淀含氟低于150mg/L的溶液时，脱氟效率大幅度下降。通过初步分析，造成实践与理论差距的主要原因是，反应试剂受溶液中锌离子、硫酸根干扰大，锌离子、硫酸根离子在溶液中的运动，改变了钙离子的运动规律，导致钙离子活性低。因此，要提高钙离子与氟离子反应速度，提高脱氟效率，必须提高试剂中钙离子的活性。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备硫酸锌溶液脱氟剂的方法，所得到的脱氟剂中的可溶解钙元素含量高，能够直接与溶液中的氟离子反应，生成溶解度小、稳定性好的氟化钙沉淀物。具有脱氟速度快，脱氟效率高，脱氟容量大，使用量少，生产成本低的优点，且对溶液后续的电解不存在负面影响。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：一种制备硫酸锌溶液脱氟剂的方法，包括如下步骤：

（1）制取醋酸钙：将含量99%的冰醋酸，在20～35℃下，与浓度为20～40%的石灰浆反应，生成醋酸钙溶液，醋酸钙溶液蒸发浓缩得到一水醋酸钙，一水醋酸钙在80～100℃干燥8h，得到无水醋酸钙；