[發明專利]一種萃取脫除氟、氯的濕法煉鋅方法

有效

• 申請號: 201210159097.1
• 申請日: 2012-05-21
• 公開（公告）號: CN102732722A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 王志斌;韋國龍;余坦;李世平;倪常凱
• 申請（專利權）人: 貴州頂效開發區宏達金屬綜合回收有限公司
• 主分類號: C22B3/28
• 分類號: C22B3/28;C25C1/16
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王朋飛;王加嶺

技術領域

本發明涉及一種濕法煉鋅方法，尤其是涉及一種同時從濕法煉鋅溶液中脫除氟、氯的方法。

背景技術

在濕法煉鋅的電解生產中，氯離子將腐蝕鉛合金陽極，使鉛以二氯化鉛形式進入電解液并在陰極鋅中析出，從而使陰極鋅含鉛高，嚴重時，會導致鉛陽極壽命短，陰極鋅質量不合格，另外，氯離子含量過高還會對不銹鋼攪拌槳和加熱器造成腐蝕；氟離子除了腐蝕鋁陰極板，造成剝鋅困難外，其含量過高時與氯離子共同作用，加速鉛陽極的腐蝕，同時還會損壞浸出罐的瓷磚防腐層。氟氯離子在生產溶液中還不斷富集，不易除去，嚴重造成電解鋅生產危害。

人們為了解決電解鋅生產中氟氯的問題，進行了各種研究和嘗試，常見的氟、氯脫除方法有火法和濕法。火法主要有沸騰焙燒法或多膛爐焙燒法，雖然脫氟氯效果較好，但設備投資大、能耗高、污染大，產生的焙燒煙塵含鋅高達40％，含氟氯高達10％以上，不易處理，所以主要還是采用濕法。濕法脫氟氯主要有金屬鹽沉淀法、堿洗脫氟氯、輔助電積法、萃取法脫除氟、氯。

金屬鹽沉淀法是利用氯化亞銅、氯化銀、氯化汞等金屬進行沉淀，但脫氟氯成本高，有價金屬存在第二次回收問題；堿洗脫氟氯是目前普遍采用的主要方法，其通過PH值為10左右的弱堿液在溫度40℃以上洗滌含氟氯的原料，洗滌后過濾再進行中性、酸性浸出，堿洗脫氟氯雖然成本低，但脫氟氯不徹底，廢水處理量大，而且對于在生產過程中富集氟氯的含鋅物料，由于其含鋅量高、含酸高，用堿洗法顯然是不合理的。因此，堿洗脫氟氯只適合處理初始原材料。

輔助電積法是在鈦板或其它金屬板材上電鍍二氧化鉛，二氧化錳或涂釕等代替鉛合金陽極等，以期在電解過程中抵抗氟氯離子的腐蝕。二氧化鉛或二氧化錳陽極可成功抗氟氯離子腐蝕，并且二氧化錳陽極上有60％左右的氯離子放電生成氯氣排空，形成氯離子的開路，但各種電鍍陽極或涂層陽極在生產中大量使用都不成功，而且制作費用高，壽命短。二氧化錳陽極槽電壓高，能耗大。

萃取法脫除氟、氯，又分為兩類，一類是萃取鋅，氟、氯存留于萃殘液中。如CN10886170A、CN102021336A等專利文獻均公開了萃取鋅，將氟氯離子留在水相中，由于濕法煉鋅溶液含鋅高，萃取鋅負擔重，往往不能完全萃取鋅而損失，萃殘液含氟氯離子低而不好回收。

另一類是萃取氟、氯，鋅存留于萃殘液中。

如《有色金屬(冶煉部分)》雜志，1977年第02期，《用萃取法脫除鋅溶液中的氯離子》，52頁。公開了用N₂₃₅從含鋅158g/L、氯離子4.43g/L、硫酸13g/L的溶液中萃取脫氯，用質量分數為2％～3％的碳酸鈉溶液反萃，再從堿反萃液中以堿式碳酸鋅沉淀鋅的實驗室研究。該方法雖然取得了較好的脫氯效果，但存在如下問題：未涉及脫除氟問題，N₂₃₅是一種陰離子萃取劑，在酸性溶液中氟離子主要以H2F+正離子存在，而N₂₃₅不能在此情況下萃取氟離子；工業生產是連續不斷進行的，有機相萃取鋅及其機械夾帶鋅不斷進入反萃液中累積，使反萃液含鋅高，質量分數僅為2％～3％的碳酸鈉溶液由于堿度不夠，不能將反萃液中的高含量的鋅都轉化可溶的鋅酸鈉，而大量的鋅以氫氧化鋅水解狀態存在，從而帶來了有機相與水相的分相困難的問題，使反萃工序難以正常進行；堿反萃不進行多次循環使用，將造成反萃液產生量大含氯低，不利于廢水處理和綜合回收氯化鈉。

又如名稱為“一種從硫酸鋅溶液中脫除氯的方法”，公開于2010年9月1日的CN101818262A號專利文獻。公開了采用三正丁胺做萃取劑、煤油或仲辛醇做稀釋劑萃取氯離子，用氨水或氫氧化鈉溶液作反萃劑進行反萃，用氫氧化鈉溶液再生有機相的方法來脫除硫酸鋅溶液中的氯離子。該專利申請文獻只提出對PH≤5的含氯硫酸鋅溶液的萃取，同樣未涉及脫除氟問題；而且對雜質影響，特別是Fe³⁺、SiO₂的含量沒有涉及，胺類萃取劑進行萃取時最懼怕的雜質之一是SiO₂，其在300mg/L以上將造成萃取劑乳化，嚴重時使萃取不能進行；另一個雜質Fe³⁺，應盡可能降低，因為胺類萃取劑要優先萃取Fe³⁺，而降低對氯的萃取，嚴重時將不萃氯而只萃Fe³⁺。

再如名稱為“一種有效脫除中性或酸性溶液中氯離子的方法”，公開于2007年2月28日的CN1920070A專利文獻。公開了采用煤油做稀釋劑配制叔胺溶液作萃取劑萃取氯離子，用氨水或碳酸鈉水溶液作反萃劑進行反萃的方法來脫除中性或酸性溶液中的氯離子，脫氯率為80％以上。該方法也同樣未涉及脫除氟和雜質影響萃取的問題。