[发明专利]含氟、氯硫酸锌溶液中锌与氟氯分离的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含氟、氯硫酸锌溶液中锌与氟、氯分离的方法，特别是一种含氟、氯二次锌资源硫酸浸出液中锌与氟、氯分离的方法。

背景技术：

目前，次氧化锌粉(锌烟尘)、锌铸型浮渣，高炉和电炉含锌粉尘、镀锌渣、Zn-MnO₂废干电池等二次资源已成为生产锌和硫酸锌的重要原料。但此类资源中含有大量氟、氯等有害杂质，在采用湿法浸出时，氟、氯进入硫酸锌溶液中。在制备硫酸锌溶液时，导致氟氯杂质过量，特别是在锌电积时氟离子存在导致锌片难于剥离，氯离子对电极产生很大腐蚀，降低电锌质量。所以利用此类资源回收锌的关键在于锌与氟、氯的分离，制得纯净的硫酸锌溶液。目前研究或采用的分离氯方法主要有：硫酸银沉淀法、铜渣法、离子交换法。硫酸银沉淀除氯采用硫酸银与氯盐作用，生成难溶的氯化银沉淀，该方法除氯效果好，操作简单，但银盐价格贵，银再生困难。铜渣除氯法利用铜及铜离子与氯离子相互作用，形成难溶的氯化亚铜沉淀。该方法除氯效果好，但对于高浓度氯的硫酸锌溶液，存在铜渣产量大及铜渣处理复杂等问题。离子交换树脂除氯，脱氯率低，对高氯物料适应性差。从硫酸锌溶液中分离氟的方法主要有：氢氧化钙、铝盐、钍盐、硫酸镁、硅胶和通气等几种方法。但这几种方法除氟效果较差，应用效果不理想。

文献《针铁矿法从氧化锌烟尘浸出液中除氟氯的研究》公开了一种采用针铁矿法从溶液中除去氟、氯的方法，但氟、氯除去效率受溶液中铁离子浓度限制，过程难以控制。专利申请号为200710035354.X《一种脱除硫酸锌溶液中氯的方法》公开了一种利用铜渣与溶液中的氯离子反应生成氯化亚铜沉淀，脱除氯的方法，但仍然存在铜渣的来源和铜渣的处理问题。专利公开号为CN1966407A《硫酸锌溶液除氟工艺》公开了一种在pH值为5.0的酸性条件下，硫酸锌溶液中加入Al³⁺和PO₄^3-，产生沉淀使氟去除的方法。

发明内容

【发明目的】

本发明的目的在于提供一种含氟、氯硫酸锌溶液中使锌与氟氯分离的方法。

【技术方案】

实现本发明上述目的所采用工艺步骤包含了溶液预处理、萃取和反萃，特征在于：

1.1在溶液预处理时，向含氟、氯硫酸锌溶液中添加锌粉和氧化钙，并使溶液pH为2.0～5.2，溶液中三价Fe离子浓度＜10mg/L；

1.2在萃取时，采用二-(2-乙基己基)磷酸(商品名P204)为萃取剂，煤油为稀释剂，二者混合配制成萃取有机相，将该有机相与含氟、氯硫酸锌溶液混合，锌离子通过阳离子交换进入有机相，得到含锌负载有机相，氟、氯等杂质离子不被萃取仍留在水相中，实现氟、氯的分离；

1.3在反萃时，反萃剂为硫酸溶液，将硫酸溶液与萃取步骤所得的含锌负载有机相混合进行反萃，使锌重新进入水相，得到硫酸锌溶液。

本发明的具体技术方案还包括：

(1)溶液预处理时温度为15～80℃，时间为15～20min；(2)在萃取中，萃取剂采用P204，且萃取剂体积百分比为15～40％，其余为磺化煤油稀释剂，萃取体积相比为有机相/水相等于0.5～5∶1，萃取搅拌时间2～5min，澄清时间：2～8min；(3)在反萃中反萃体积相比为有机相/水相等于4～10∶1，反萃搅拌时间2～5min，澄清时间：2～6min，反萃后控制有机相中含锌在0.1g/L以下。

此外本发明还包括以下方案：①萃取过程补充碱液，维持溶液pH值为2.0～3.5；②萃取过程进行4～6级逆流萃取，萃取温度15～40℃；③反萃过程中反萃剂硫酸浓度为120～220g/L，逆流反萃级数2～5级。

反萃后的有机相进行循环利用；含氟、氯硫酸锌溶液的氟浓度为大于300mg/L，氯浓度大于500mg/L。

【本发明的优点】