專(zhuān)利名稱(chēng)：含氟、氯硫酸鋅溶液中鋅與氟氯分離的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含氟、氯硫酸鋅溶液中鋅與氟、氯分離的方法，特別是一種含 氟、氯二次鋅資源硫酸浸出液中鋅與氟、氯分離的方法。
背景技術(shù)：
目前，次氧化鋅粉(鋅煙塵)、鋅鑄型浮渣，高爐和電爐含鋅粉塵、鍍鋅渣、 Zn-MnO2廢干電池等二次資源已成為生產(chǎn)鋅和硫酸鋅的重要原料。但此類(lèi)資源中含有大 量氟、氯等有害雜質(zhì)，在采用濕法浸出時(shí)，氟、氯進(jìn)入硫酸鋅溶液中。在制備硫酸鋅溶 液時(shí)，導(dǎo)致氟氯雜質(zhì)過(guò)量，特別是在鋅電積時(shí)氟離子存在導(dǎo)致鋅片難于剝離，氯離子對(duì) 電極產(chǎn)生很大腐蝕，降低電鋅質(zhì)量。所以利用此類(lèi)資源回收鋅的關(guān)鍵在于鋅與氟、氯的 分離，制得純凈的硫酸鋅溶液。目前研究或采用的分離氯方法主要有硫酸銀沉淀法、 銅渣法、離子交換法。硫酸銀沉淀除氯采用硫酸銀與氯鹽作用，生成難溶的氯化銀沉 淀，該方法除氯效果好，操作簡(jiǎn)單，但銀鹽價(jià)格貴，銀再生困難。銅渣除氯法利用銅及 銅離子與氯離子相互作用，形成難溶的氯化亞銅沉淀。該方法除氯效果好，但對(duì)于高濃 度氯的硫酸鋅溶液，存在銅渣產(chǎn)量大及銅渣處理復(fù)雜等問(wèn)題。離子交換樹(shù)脂除氯，脫氯 率低，對(duì)高氯物料適應(yīng)性差。從硫酸鋅溶液中分離氟的方法主要有氫氧化鈣、鋁鹽、 釷鹽、硫酸鎂、硅膠和通氣等幾種方法。但這幾種方法除氟效果較差，應(yīng)用效果不理想。
文獻(xiàn)《針鐵礦法從氧化鋅煙塵浸出液中除氟氯的研究》公開(kāi)了一種采用針鐵礦 法從溶液中除去氟、氯的方法，但氟、氯除去效率受溶液中鐵離子濃度限制，過(guò)程難以 控制。專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?00710035354.X《一種脫除硫酸鋅溶液中氯的方法》公開(kāi)了一種 利用銅渣與溶液中的氯離子反應(yīng)生成氯化亞銅沉淀，脫除氯的方法，但仍然存在銅渣的 來(lái)源和銅渣的處理問(wèn)題。專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)為CN1966407A《硫酸鋅溶液除氟工藝》公開(kāi)了一 種在pH值為5.0的酸性條件下，硫酸鋅溶液中加入ΑΓ和P043_，產(chǎn)生沉淀使氟去除的方 法。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于提供一種含氟、氯硫酸鋅溶液中使鋅與氟氯分離的方法。技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述目的所采用工藝步驟包含了溶液預(yù)處理、萃取和反萃，特征在 于1.1在溶液預(yù)處理時(shí)，向含氟、氯硫酸鋅溶液中添加鋅粉和氧化鈣，并使溶液pH 為2.0 5.2，溶液中三價(jià)Fe離子濃度< 10mg/L ；1.2在萃取時(shí)，采用二-(2-乙基己基)磷酸(商品名P204)為萃取劑，煤油為稀 釋劑，二者混合配制成萃取有機(jī)相，將該有機(jī)相與含氟、氯硫酸鋅溶液混合，鋅離子通過(guò)陽(yáng)離子交換進(jìn)入有機(jī)相，得到含鋅負(fù)載有機(jī)相，氟、氯等雜質(zhì)離子不被萃取仍留在水 相中，實(shí)現(xiàn)氟、氯的分離；1.3在反萃時(shí)，反萃劑為硫酸溶液，將硫酸溶液與萃取步驟所得的含鋅負(fù)載有機(jī) 相混合進(jìn)行反萃，使鋅重新進(jìn)入水相，得到硫酸鋅溶液。本發(fā)明的具體技術(shù)方案還包括(1)溶液預(yù)處理時(shí)溫度為15 80°C，時(shí)間為15 20min ； (2)在萃取中，萃取 劑采用P204，且萃取劑體積百分比為15 40%，其余為磺化煤油稀釋劑，萃取體積相比 為有機(jī)相/水相等于0.5 5 1，萃取攪拌時(shí)間2 5min，澄清時(shí)間2 Smin ； (3) 在反萃中反萃體積相比為有機(jī)相/水相等于4 10 1，反萃攪拌時(shí)間2 5min，澄清 時(shí)間2 6min，反萃后控制有機(jī)相中含鋅在0.1g/L以下。此外本發(fā)明還包括以下方案①萃取過(guò)程補(bǔ)充堿液，維持溶液pH值為2.0 3.5 ；②萃取過(guò)程進(jìn)行4 6級(jí)逆流萃取，萃取溫度15 40°C;③反萃過(guò)程中反萃劑硫酸 濃度為120 220g/L，逆流反萃級(jí)數(shù)2 5級(jí)。反萃后的有機(jī)相進(jìn)行循環(huán)利用；含氟、氯硫酸鋅溶液的氟濃度為大于300mg/ L,氯濃度大于500mg/L。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明采用溶劑萃取技術(shù)，利用溶液中的離子狀態(tài)不同進(jìn)行選擇性萃取，實(shí)現(xiàn) 含氟、氯硫酸鋅溶液中鋅與氟、氯的分離。硫酸鋅溶液中，鋅以Zn2+陽(yáng)離子形式存在， 氟、氯、硫分別以F—，Cf, SO/—陰離子形式存在，在采用酸性磷類(lèi)萃取劑(如P204， P507)時(shí)，溶液中的Zn2+與萃取劑中的H+發(fā)生交換，Zn2+進(jìn)入有機(jī)相，H+進(jìn)入水相。 陰離子不參與反應(yīng)仍留在水相中，實(shí)現(xiàn)鋅與氟、氯等陰離子的分離，其它金屬陽(yáng)離子 Fe(II)，As，Mn, Mg, Pb，Ca，Sb等由于萃取次序小于鋅離子，這些金屬雜質(zhì)離子不 被萃取，仍留在水相中。進(jìn)入有機(jī)相的鋅采用120 150g/L的硫酸可完全反萃下來(lái)，鋅 重新進(jìn)入水相。因此，反萃得到的硫酸鋅溶液雜質(zhì)含量很少，可用來(lái)制備七水硫酸鋅或 可直接配制鋅電積液，并入現(xiàn)有鋅電積系統(tǒng)。本發(fā)明的效果是采用溶劑萃取法萃取溶 液中的鋅離子，實(shí)現(xiàn)鋅與氟、氯的分離，同時(shí)溶液中鐵、鎘、鉛、鈣、鎂、砷等金屬離 子得到凈化，制得純凈的硫酸鋅溶液。鋅與氟、氯的分離效率大于95%，有機(jī)相可在整 個(gè)工藝流程中循環(huán)使用，成本低、操作簡(jiǎn)單、效率高、可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 采用回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)得到的次氧化鋅粉經(jīng)硫酸浸出的硫酸鋅溶液，溶液的化學(xué)成分 列于下表
權(quán)利要求
1.一種含氟、氯硫酸鋅溶液中鋅與氟、氯分離的方法，包括溶液預(yù)處理、萃取和反 萃工藝步驟，其特征在于1.1在溶液預(yù)處理時(shí)，向含氟、氯硫酸鋅溶液中添加鋅粉和氧化鈣，并使溶液PH為 2.0 5.2，溶液中三價(jià)Fe離子濃度<10mg/L ；1.2在萃取時(shí)，采用二 - (2-乙基己基)磷酸為萃取劑，煤油為稀釋劑，二者混合配 制成萃取有機(jī)相，將該有機(jī)相與含氟、氯硫酸鋅溶液混合，鋅離子通過(guò)陽(yáng)離子交換進(jìn)入 有機(jī)相，得到含鋅負(fù)載有機(jī)相，氟、氯等雜質(zhì)離子不被萃取仍留在水相中，實(shí)現(xiàn)氟、氯 的分離；1.3在反萃時(shí)，反萃劑為硫酸溶液，將硫酸溶液與萃取步驟所得的含鋅負(fù)載有機(jī)相混 合進(jìn)行反萃，使鋅重新進(jìn)入水相，得到硫酸鋅溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含氟、氯硫酸鋅溶液中鋅與氟、氯分離的方法，其特征在 于(1)溶液預(yù)處理時(shí)溫度為15 80°C，時(shí)間為15 20min ； (2)在萃取中萃取劑 采用P204，且萃取劑體積百分比為15 40%，其余為磺化煤油稀釋劑，萃取體積相比為 有機(jī)相/水相等于0.5 5:1，萃取攪拌時(shí)間2 5min，澄清時(shí)間2 8min ； (3)在 反萃中反萃體積相比為有機(jī)相/水相等于4 10:1，反萃攪拌時(shí)間2 5min，澄清時(shí)間 2 6min，反萃后控制有機(jī)相中含鋅在0.1g/L以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含氟、氯硫酸鋅溶液中鋅與氟、氯分離的方法，其特征在 于①萃取過(guò)程補(bǔ)充堿液，維持溶液pH值為2.0 3.5 ；②萃取過(guò)程進(jìn)行4 6級(jí)逆流萃 取，萃取溫度15 40°C;③反萃過(guò)程中反萃劑硫酸濃度為120 220g/L，逆流反萃級(jí)數(shù) 2 5級(jí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的含氟、氯硫酸鋅溶液中鋅與氟、氯分離的方法，其特征 在于反萃后的有機(jī)相進(jìn)行循環(huán)利用；含氟、氯硫酸鋅溶液的氟濃度為大于300mg/L,氯 濃度大于500mg/L。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含氟、氯硫酸鋅溶液中鋅與氟、氯分離的方法，特別是一種含氟、氯二次鋅資源硫酸浸出液中鋅與氟、氯分離的方法。本方法溶液預(yù)處理時(shí)向含氟、氯硫酸鋅溶液中添加鋅粉和氧化鈣;萃取時(shí)，采用二-(2-乙基己基)磷酸為萃取劑，煤油為稀釋劑配制一定濃度的有機(jī)相，與預(yù)處理后的溶液混合進(jìn)行萃取，使水相中的鋅轉(zhuǎn)入有機(jī)相，氟、氯離子留在水相，實(shí)現(xiàn)鋅與氟、氯的分離；反萃時(shí)，反萃劑為硫酸溶液，對(duì)含鋅負(fù)載有機(jī)相混合進(jìn)行反萃，使負(fù)載有機(jī)相中的鋅重新轉(zhuǎn)入水相，得到硫酸鋅溶液，有機(jī)相除雜后循環(huán)使用。本發(fā)明鋅與氟、氯分離效率均大于95%，得到的硫酸鋅溶液純度高，可并入傳統(tǒng)鋅冶煉的凈化流程。具有成本低、操作簡(jiǎn)單、效率高、可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C01G9/08GK102021336SQ20101058455
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月12日
發(fā)明者李興彬, 李存兄, 鄧志敢, 魏昶 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)