[发明专利]一种锌电解液除氟剂的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于环保和化工技术领域，具体涉及一种锌电解液除氟剂的制备方法及应用。

背景技术

湿法炼锌生产过程中,锌电解液中的氟主要来源于各种含氟再生氧化锌烟尘和长期使用低氟原料积累而来的。为此，在原料进入湿法系统以前，行业内普遍采取对原料进行火法(比如多膛炉、沸腾炉、回转窑)焙烧脱氟或湿法碱洗除氟，但都存在着投资大、处理成本高、除氟氯不彻底等不足，致使锌电解液中的氟在生产中不断富集，最终严重影响锌电解生产。

随着科技的进步，从锌电解液中脱除氟的工艺发展很快，目前主要有磷酸铝共沉淀法、石灰法、离子交换（除氟型）法和硅胶法等等。这些方法仅见诸于报道，真正应用于大规模生产的并不多，主要原因是锌电解液成分复杂，微酸性水溶液，技术条件要求苛刻，除氟效果不稳定，锌损失多，同时产生的废渣量大，难以综合治理等等。

发明内容

本发明的目的就在于为解决现有技术的不足而提供一种锌电解液除氟剂的制备方法及应用。

本发明的目的是以下述技术方案实现的：

一种锌电解液除氟剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

①将偏铝酸钠固体或偏铝酸钠溶液配制成含Al5~10%的水溶液；

②将至少一种镧系稀土金属碳酸化合物，按照铝离子与镧系金属离子摩尔比1∶(0.05~0.20)，加入溶液①中，搅拌均匀；

③向步骤②得到的混合溶液中通入二氧化碳气体，并搅拌至pH值8~9；过滤取沉淀；

④将步骤③所得沉淀烘干、粉碎得成品除氟剂。

所述镧系金属碳酸化合物的镧系金属为镧、铈、镨、钕的任一种或两种以上组合。

所述步骤④中烘干温度为95～110℃，时间为1.5-2.5h；粉碎目数为120～325目。

步骤④中用雷蒙磨粉碎。

所述步骤④沉淀烘干之前，还包括用水洗涤的步骤。

一种锌电解液除氟剂，为采用上述制备方法获得。

上述除氟剂应用条件为pH值4.5-5.4、温度30-75℃、反应时间0.5-2h，除氟剂的加入量为锌电解液氟离子质量浓度的10-20倍。

反应在搅拌条件下进行，搅拌强度60-85r/min。

本发明利用偏铝酸钠生成的氢氧化铝和镧系稀土化合物一起制作得到一种可在酸性条件下工作的除氟剂，制备过程简单，该除氟剂能有效除去锌电解液中的氟，除氟率可以达到75%以上，工艺条件控制简单、设备投资少，使用方便，渣量小，锌损失少，成本低。

具体实施方式

实施例1

一种锌电解液除氟剂的制备方法，包括以下步骤：

①将偏铝酸钠固体或偏铝酸钠溶液配制成含Al离子5~10%的水溶液；

②将至少一种镧系金属碳酸化合物，按照铝离子与镧系金属离子摩尔比1∶(0.05~0.20)加入溶液①中，搅拌均匀，得到一种浑浊溶液；所述镧系金属碳酸化合物的镧系金属为镧、铈、镨、钕的任一种或两种以上组合，如碳酸镧铈、碳酸镧铈钕等；

③往步骤②中得到的溶液中缓慢通入二氧化碳气体并搅拌至pH值8~9，将溶液过滤取沉淀，用清水洗涤；

④将步骤③所得沉淀烘干，烘干温度为95～110℃，时间为1.5-2.5h；用雷蒙磨粉碎至120～325目得成品除氟剂。

一种锌电解液除氟剂，它为采用上述制备方法获得；除氟原理如下（以碳酸镧为例）：

在含氟锌电解硫酸锌溶液的弱酸性条件下，Al³⁺离子与F^-离子有很好的络合作用，在镧系稀土作用下共同生成氟化物沉淀而使F^-从溶液中除去，稀土起到活化Al³⁺离子和与F^-离子络合的双重作用，反应式如下：

Al(OH)₃＋3F^-=AlF₃＋3OH^-

La₂(CO₃)₃＋6F^-=2LaF₃＋3CO₃^2-。

此除氟剂的应用条件为除氟剂的加入量为锌电解液氟离子质量浓度的10-25倍，pH值4.5-5.4、温度30-75℃、反应时间0.5-2h，反应在搅拌条件下进行，搅拌强度60-85r/min。