[發明專利]一種鋅電解液脫氟氯的方法和設備

有效

• 申請號: 201210009592.4
• 申請日: 2012-01-13
• 公開（公告）號: CN102517609A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 李劍勝
• 申請（專利權）人: 株洲圣達資源循環科技有限公司
• 主分類號: C25C1/16
• 分類號: C25C1/16;C25C7/06
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所 31251
• 代理人: 王法男

技術領域

本發明屬于濕法煉鋅領域，具體涉及一種鋅電解液脫氟氯的方法和設備。

背景技術

我國有75%以上的鋅是通過濕法煉鋅工藝生產得到。在濕法煉鋅過程中，硫酸鋅浸出液的凈化是至關重要的，浸出液中含有大量銅、鎘、鈷、鎳、氟、氯等有害雜質。為保證電解鋅過程順利進行，濕法煉鋅過程中必須先對硫酸鋅浸出液進行凈化處理，使雜質在允許含量范圍之內，此時得到的體系即為含氟氯硫酸鋅溶液。一般情況下，含氟氯硫酸鋅溶液中氟氯含量較高(F^->50mg/L?Cl^->300mg/L)，若直接進行電解工序，會出現陽極板溶解的“燒板”現象、陰極板腐蝕、生產現場出現刺激性氣味，電流效率下降，電鋅產品雜質鉛等升高，貴重的陽極板損害嚴重，設備腐蝕，生產現場環境惡化。且這些影響隨氟、氯含量的增加而加劇，進而會導致整個電解過程癱瘓。因此在將含氟氯硫酸鋅溶液送電解工序之前，必須除去溶液中大部分的氟氯。

當前濕法煉鋅生產過程中采用的脫氟氯工藝主要有對氧化鋅煙塵直接脫氟氯和含硫酸鋅溶液體系脫氟氯兩類。其中，對氧化鋅煙塵直接脫氟氯的方法主要有：（1）高溫焙燒脫氟氯：氧化鋅原料在浸出前進行高溫焙燒，例如采用多膛爐焙燒、回轉窯焙燒或微波焙燒，多膛爐和回轉窯焙燒時一般采用煤氣或天然氣加熱，微波焙燒時需調整微波頻率升溫速率，且需進行抽氣處理，運行成本高、設備投資大，同時焙燒過程中還會帶走部分鋅導致氧化鋅原料利用率降低。（2）堿洗或水洗脫氯：CN102108445A（即CN200910226711.X）中公開了一種采用Na₂CO₃和NaOH直接對氧化鋅煙塵進行堿洗的方法，將氧化鋅煙塵溶解使鋅轉化為ZnCO₃沉淀過濾回收，而氟、氯則以鈉鹽形式仍存在于溶液中。該方法用水量大，且廢水難以處理。

而對含硫酸鋅溶液體系脫氟氯的方法主要有：（1）離子交換法：CN101492772A（即CN200910042770.1）中公開了一種濕法煉鋅工業化離子交換法除氟氯技術，但由于離子交換法對所采用的離子交換樹脂選型和工藝參數要求較高，導致除氯效率和鋅損失率難以控制，并且樹脂再生時產生大量的廢水需要處理，實際生產中采用較少。（2）銅渣、銀渣脫氯法：CN101113015A（即CN200710035354.X）中公開了一種采用單質銅、Cu²⁺和硫酸鋅溶液中的氯離子反應產生CuCl沉淀，從而除去體系中的氯離子的方法；類似地，銀渣脫氯法通過采用Ag²⁺與氯離子反應產生AgCl沉淀，除去體系中的氯離子；這類方法不能除氟氯效率不高，且單質銅、銀渣價格高，工藝條件難于掌握，實際生產中采用較少。（3）萃取反萃法：CN102021336A（即CN201010584552.3）公開了一種采用鋅粉、氧化鈣對硫酸鋅溶液預處理，然后采用二-（2-乙基己基）磷酸萃取使鋅浸入有機相，而氟氯離子留在水洗那個中，實現鋅與氟氯分離，然后采用硫酸溶液對含鋅負載有機相進行反萃；該方法能夠保證鋅與氟、氯分離效率大于95%，但反萃后得到的硫酸鋅溶液中會帶入部分有機相，電解過程中易出現燒板。

發明內容

本發明解決了現有技術中對含硫酸鋅溶液體系進行脫氟氯工藝過程中存在的工藝要求高、除氟氯效果效率低導致實際生產過程中難以廣泛采用以及脫氟氯設備投資成本高昂的技術問題。

本發明提供了一種鋅電解液脫氟氯的方法，包括以下步驟：將鋅電解工序電解槽中的鋅電解液開路一部分與熱風接觸，得到脫除氟氯的硫酸鋅溶液和氣體，所述硫酸鋅溶液返回鋅電解工序，氣體用堿液吸收；所述鋅電解液為濕法煉鋅過程中鋅電解工序中的含氟氯硫酸鋅溶液。

本發明還提供了一種鋅電解液脫氟氯的設備，所述設備包括：

第一貯罐，所述第一貯罐用于貯存從電解槽中開路出來的鋅電解液；

反應塔，所述反應塔的頂部設有氣體出口，底部設有硫酸鋅溶液出口和熱風入口；所述反應塔上還設有鋅電解液入口，所述鋅電解液入口通過第一管道與第一貯罐連通；

熱風輸出端，所述熱風輸出端與反應塔的熱風入口連通；

第二貯罐，所述第二貯罐通過第二管道與反應塔的硫酸鋅溶液出口連通，第二貯罐還設有脫氟氯鋅液出口，所述脫氟氯鋅液出口用于與電解槽連通；

吸收塔，所述吸收塔的底部通過第三管道與反應塔的氣體出口連通，吸收塔上還設有堿液入口和吸收液出口；

第三貯罐，所述第三貯罐通過第四管道與吸收塔的吸收液出口連通；