CN115110123B - 一种湿法炼锌废电解液脱氟氯的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种湿法炼锌废电解液脱氟氯的方法，包括以下步骤：(1)将铜渣、铝基盐和铝基化合物混合并进行浆化处理，得到浆液备用；(2)将浆液与废电解液混合，常温下进行脱氟脱氯；(3)将脱氟脱氯后的废电解液进行压滤，分离得到脱氟氯废液和脱氯铜渣。本发明脱氟、氯同时开展，脱氯过程中主要添加剂为铜渣，铝基盐作为混凝剂，铝基化合物作为吸附剂，铜渣作为沉降载体加速沉降的混合***，同时提高脱氟效率和脱氯效率，解决当前锌***中含氟、含氯过高的问题。

Description

一种湿法炼锌废电解液脱氟氯的方法
技术领域
本发明涉及重金属冶炼废水处理技术领域，具体的说涉及一种湿法炼锌废电解液脱氟氯的方法。
背景技术
湿法炼锌由常压湿法炼锌-焙烧、浸出、净液和电积四个工序或全湿法炼锌-氧压浸出、中和除铁、净液和电积四个工序组成。常压湿法炼锌的焙烧过程可以将氟、氯等有害离子分离进入烟气中，开路出湿法***，而全湿法浸出过程没有焙烧过程，采用氧压酸浸直接强冶金浸出，导致氟、氯等杂质无法开路直接进入溶液，为实现锌电积的阴极电积周期36h以上最终实现机械化剥锌，所以锌浸出过程杂质尽可能入渣、净化过程实现杂质深度除去(杂质含量比传统的低一个数量级)成为全湿法炼锌的关键技术。
湿法炼锌过程中电积前溶液要求氟＜80mg/L、氯＜420mg/L，如氟、氯高于控制标准要求，在电积过程中对阴极铝板和阳极铅银合金板腐蚀严重，导致析出锌含铅高影响锌锭质量，锌片剥离困难影响产量，阴极铝板消耗量大增加生产成本，***氯离子高腐蚀管道、设备等一系列问题，而全湿法炼锌过程中，随着生产长周期的运行，大多湿法炼锌中氟、氯离子富集量增大，***含氟超过176mg/L，氯离子含量超过1000mg/L，严重影响了生产的正常运行。
因此，提供一种能同时脱除湿法炼锌中氟、氯的方法事本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明综合混凝沉淀法和吸附法的脱氟优点，规避各自方法的缺点，提供了一种湿法炼锌废电解液脱氟氯的方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种湿法炼锌废电解液脱氟氯的方法，包括以下步骤：
(1)将铜渣、铝基盐和铝基化合物混合并进行浆化处理，得到浆液备用；
(2)将浆液与废电解液混合，常温下进行脱氟脱氯；
(3)将脱氟脱氯后的废电解液经过1台过滤面积150m3的压滤机进行压滤，压滤压力控制在18MPa，压滤时间60min左右分离得到脱氟氯废液和脱氯铜渣。
进一步，步骤(1)中所述铜渣、铝基盐和铝基化合物的质量比为1～5:1。
更进一步，所述铜渣由以下质量百分比原料组成：铜47-59％、Cl0.01-0.14％，水30-40％，余量为锌；
所述铝基盐为硫酸铝和工业锅炉炉灰(主要成分是氧化钙和氧化铝)
所述铝基化合物由以下质量百分比原料组成：Al2O325.84％，Al4.39％，CaO26.51％，SiO239.54％，其他3.72％；
所述铝基化合物的粒度为320目。
采用上述进一步方案的有益效果在于：1、符合铜渣脱氯反应机理(酸性条件、低温)要求，能够有效脱氟溶液中的氯。
2、废液含锌浓度低(50g/L左右)，产出脱氯铜渣带走锌较少(2％左右)，降低了金属损失。
3、利用废液酸度高特征，将铜渣里的锌(9％左右)进行浸出(渣含锌2％左右)回收。
进一步，所述浆化处理操作浆化温度为30-40℃，液固比3:1，浆化时间为20min以上。
采用上述进一步方案的有益效果在于：1、浆化后有益于添加过程中连续稳定。
2、浆化过程可以使铝基盐和铝基化合物能够充分混合均匀，使反应更快速，稳定。
进一步，步骤(2)中所述废电解液的用量为50m3。
更进一步，步骤(2)中所述脱氟脱氯方法为间断作业或连续作业，脱氟脱氯处理时间为1-1.5h。
采用上述进一步方案的有益效果在于：1、连续作业可以增加处理量，使***含氟、氯量快速降低，扭转生产被动局面，但处理后液成份波动大，不稳定。
2、间断作业可以保障处理后液指标稳定，但处理量受限。
进一步，步骤(3)中所述压滤的压力为18MPa，压滤时间60min。
采用上述进一步方案的有益效果在于：压滤机保压压力为18MPa，过滤压滤1.2MPa。通过提高压滤压力有助于控制渣水份，确保渣含水量降低。
本发明的有益效果在于：本发明通过使用铝基盐作为混凝，与溶液中氟离子发生反应产生AlF3、AL-F络合物，AlF3略溶于冷水，溶于热水，难溶于酸及碱溶液，所以选择在废液中脱除溶液中的氟离子，本发明又选用铝基化合物作为吸附剂，配合铝基盐使用，提高脱氟效率。
利用湿法炼锌产出的铜渣做除氯剂，铜渣中氧化铜经适度高酸浸出制造部分Cu2+与铜渣中的Cu反应生成Cu+，铜渣除氯法是利用亚铜离子与氯离子反应生成难溶于水的CuCl沉淀，从溶液中除去氯离子。
在本发明方法中，本发明脱氟、氯同时开展，脱氯过程中主要添加剂为铜渣，铝基盐作为混凝剂，铝基化合物作为吸附剂，铜渣作为沉降载体加速沉降的混合***，同时提高脱氟效率和脱氯效率，解决当前锌***中含氟、含氯过高的问题。
附图说明
图1为本发明湿法炼锌废电解液脱氟氯方法的工艺流程图；
图2为本发明提供的铝基盐不同加入量脱氟率变化曲线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
一种湿法炼锌废电解液脱氟氯的方法，包括以下步骤：
(1)将铜渣、铝基盐和铝基化合物按照5：2：3的比例进行混合浆化处理，得到浆液备用；
铜渣分析数据：H2O：30.88％，Zn：5.81％，Cu：39.86％，Cl：0.0125％；
铝基化合物分析数据：Al2O325.84％，Al4.39％，CaO26.51％，SiO239.54％，其他3.72％；
(2)将浆液与废电解液(50m3)混合，常温下进行脱氟脱氯；废液数据(前液)：F-：176.55mg/L、Cl-：1099.66mg/L；
(3)将脱氟脱氯后的废电解液进行压滤，分离得到脱氟氯废液和脱氯铜渣。脱氟、氯后废液数据：F：94.96mg/L、Cl：146mg/L，其中F脱除率46.21％，Cl脱除率86.72％达到较理想效果；作业完成后产出的铜渣分析数据：H2O：32.47％，Zn：2.67％，Cu：24.34％，Cl：0.157％，F：0.0508％，Al：1.16％。
通过前后渣量进行对比渣率为134.15％，产出渣量大于铜渣、铝基化合物加入量同时铜渣品位下降3.73％部分铜金属进入溶液中，因渣量上升导致铜渣品位下降。
综合以上分析结果，已然证实本发明在废电解液中加入铜渣、铝基盐、铝基化合物能够将溶液中的氟、氯脱除到较低的范围内，解决锌***中的含氟、含氯过高的问题。
试验例
根据附图2中铝基盐不同加入量脱氟率变化曲线可知(其中x轴为铝基盐的加入量，y轴为脱氟率)：
1、在废电解液中脱氟率随铝基盐加入量上升而上升，二者成正比关系，在铝基盐加入量为20g/L时脱氟率能够达到81.47％；铝基盐加入量5g/L与12g/L相比，脱氟率曲线波动相对平缓，结合生产成本考虑后，选择铝基盐加入量为5g/L时为最佳加入量。
2、根据废电解液中铝基盐不同反应时间脱氟率对比，延长废电解液中铝基盐脱氟反应时间，脱氟率略有下降，则反应时间控制为1.5h。
3、废电解液中铝基盐在不同温度下脱氟率对比，铝基盐加入量恒定的情况下，在废电解液中提高反应温度、延长反应时间对脱氟率无明显影响，符合AlF3略溶于冷水溶于热水的化学特性，故作业选择室温下进行。
4、在废电解液中加入铝基化合物能吸附脱除溶液中的氟离子，但铝基化合物在加入量为10g/L的情况下，脱氟率仍不足40％，受现场实际情况制约，为不影响铜渣品位，铝基化合物加入量无法继续提高。
5、废电解液中加入铝基盐和铝基化合物，能够提高最终脱氟率，在铝基盐与铝基化合物的配比中，铝基盐含量越高，废电解液中脱氟率越高，铝基盐加入量固定时，铝基化合物加入量提高脱氟率随之上升，二者成正比关。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (4)

1.一种湿法炼锌废电解液脱氟氯的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将铜渣、铝基盐和铝基化合物混合并进行浆化处理，浆化温度为30-40℃，液固比3:1，浆化时间为20min以上，得到浆液备用，铜渣、铝基盐和铝基化合物的质量比为5：2：3；
所述铜渣由以下质量百分比原料组成：铜47-59％、Cl 0.01-0.14％，水30-40％，余量为锌；
所述铝基盐为硫酸铝和工业锅炉炉灰；
所述铝基化合物由以下质量百分比原料组成：Al2O325.84％，Al4.39％，CaO26.51％，SiO239.54％，杂质3.72％；所述铝基化合物的粒度为320目；
(2)将浆液与废电解液混合，常温下进行脱氟脱氯；
(3)将脱氟脱氯后的废电解液经过过滤面积150m3的压滤机进行压滤，分离得到脱氟氯废液和脱氯铜渣。
2.根据权利要求1所述一种湿法炼锌废电解液脱氟氯的方法，其特征在于，步骤(2)中所述废电解液的用量为50m3。
3.根据权利要求2所述一种湿法炼锌废电解液脱氟氯的方法，其特征在于，步骤(2)中所述脱氟脱氯方法为间断作业或连续作业，脱氟脱氯处理时间为1-1.5h。
4.根据权利要求1所述一种湿法炼锌废电解液脱氟氯的方法，其特征在于，步骤(3)中所述压滤的压力为18MPa，压滤时间60min。
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