[发明专利]一种脱氟氯剂及其制备和使用其脱除氟氯的方法

说明书

本发明公开了一种脱氟氯剂及其制备和使用其脱除氟氯的方法，属于湿法炼锌技术领域，脱氟氯剂包括硝酸铋、硝酸铝和硅酸钠，硝酸铋、硝酸铝和硅酸钠的质量比为5‑30:2‑11:1‑9；其制备方法包括加热反应和降温粉碎；使用其脱除氟氯的方法包括浆化除氟氯、含氟氯渣洗、水洗渣碱洗、碱洗渣洗涤和废液回收。本发明可以实现湿法炼锌系统一步脱氟氯，工艺流程短，操作简单，试剂可重复使用，投资少，环保经济，成本低，氟氯脱除效率高。

技术领域

本发明属于湿法炼锌技术领域，具体涉及一种脱氟氯剂及其制备和使用其脱除氟氯的方法。

背景技术

全球精锌产量约为1400万吨，其中约80%由湿法冶炼技术生产。随着锌冶炼工业的飞速发展，锌精矿资源日趋短缺，锌精矿价格逐年攀升，多数锌冶炼企业逐渐采用成分更加复杂、价格更为便宜的含锌氧化物料进行电锌生产。大多数锌冶炼厂采用的含锌氧化物料主要来自于自产两渣（铁矾渣和铅银渣）经综合利用及无害化处理后得到的氧化锌和外购氧化锌物料，相较于锌精矿焙砂，其含有较高的氟和氯，氟和氯随着含锌氧化物料一起进入湿法炼锌系统。

含锌氧化物料中的氟和氯对湿法炼锌冶炼系统和制酸系统会造成巨大的破坏，随着锌冶炼工艺的不断推进，含锌氧化物料中的一部分氟和氯会跟随着烟气进入制酸系统，另一部分直接进入湿法炼锌冶炼系统。进入硫酸系统的氟和氯造成制酸系统空塔、填料塔、干燥塔等设备的出酸管腐蚀更加严重，使得喷淋酸分布极不均匀，影响净化、干燥和吸收效果，同时腐蚀风机、泵、阀组等设备，还不同程度地对各个塔内的瓷填料产生了腐蚀引起触媒粉化，最终导致锌冶炼制酸系统瘫痪。另一部分氟和氯则随着氧化锌料一起进入湿法炼锌冶炼系统，在累积效应的作用下，含量逐渐升高，不仅会造成整个湿法炼锌系统设备的严重腐蚀，加快老化，若在浸出和净化过程中未采取有效去除措施，氟和氯会随着系统溶液的流动进入电积系统，电解液中较高的氟和氯会对锌冶炼电积工艺造成严重的破坏，溶液中氟和氯超过一定浓度后会使阴极铝和阳极铅板上生成的钝化层受到破坏，在电积过程中锌与阴极铝板发生粘连无法剥离，甚至会导致阴极铝板发生断裂而进入电解槽，当浓度过高时，大量的铅和铝进入电解液中并在阴极析出，降低电流效率和电锌产品质量，最终导致整个湿法炼锌系统瘫痪。此外，随着氟、氯浓度的升高，整个湿法炼锌过程中会有大量的HCl、HF和Cl₂等气体溢出，恶化操作环境，对生产人员造成不可恢复的伤害。为此，国内外锌冶炼企业对电积液中的氟、氯含量都提出了严格限定，一般要求氟离子小于50 mg/L，氯离子小于200 mg/L。

当前从硫酸锌溶液体系中脱除氟氯的方法主要有沉淀法、离子交换法、萃取法、开路热分接触法等。其中沉淀法主要是通过向硫酸锌电解液中加入与氟氯离子能生成沉淀的Cu¹⁺、Ca²⁺或者阴离子，将氟氯从溶液中去除。该方法的除氯剂主要为含铜渣、石灰，虽然对硫酸锌溶液中的氯有一定的去除效果，但是除氯效率不高，锌损失大，且单质铜、银渣价格高，工艺条件控制困难，实际生产中采用较少。离子交换法对硫酸锌溶液中氟氯离子具有较高的去除率，但是，该方法在除氯过程中对交换树脂的选型和生产参数条件要求较高，且在树脂再生过程中会产生大量的废水，限制其的应用推广。萃取法是采用锌萃取剂，将硫酸锌溶液中的锌进入有机相，氟氯留在水相中，进而达到除氟氯的目的，该方法可实现锌和氟氯95%以上的分离率，但是在锌反萃过程中，会有有机相进入电解液中，影响锌电解过程。开路热分接触法是通过将硫酸锌溶解与热风接触，形成除氟氯的硫酸锌溶液和含氟氯的气体，进而达到去除硫酸锌溶液中氟氯的目的，该方法操作虽然简单，但是过程会消耗大量的热能，导致生产能耗大幅提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种脱氟氯剂及其制备和使用其脱除氟氯的方法，以解决现有技术除氯效率不高，锌损失大，成本高，工艺条件难以控制，产生废水量大，影响锌电解及生产能耗过大的问题。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种脱氟氯剂，包括硝酸铋、硝酸铝和硅酸钠，硝酸铋、硝酸铝和硅酸钠的质量比为5-30:2-11:1-9。