含Al_Ca复合除氟剂在含氟硫酸锌溶液中的除氟性能_刘争伟

第26卷第5期中国有色金属学报2016年5月Volume26Number5TheChineseJournalofNonferrousMetalsMay2016文章编号：1004-0609(2016)-05-1151-07含Al、、Ca复合除氟剂在含氟硫酸锌溶液中的除氟性能刘争伟，于枭影，钟晓聪，杨凡，蒋良兴，刘芳洋，赖延清(中南大学冶金与环境学院，长沙410083)摘要：采用共沉淀法制备新型的含Al、Ca复合除氟剂。结果表明：在含100g/LZn2+、160g/LH2SO4和450mg/LF−的硫酸锌电解液中复合除氟剂除氟的最优条件为：pH=3，t=90min，w=4g/L，θ=25℃。此时，F−浓度可降低至20mg/L以下，除氟率可达96%，除氟剂吸附容量达108mg/g。结果表明：仅当Cl−浓度大于800mg/L时，复合除氟剂的除氟率降至93%。SO42−和Zn2+的浓度对复合除氟剂的除氟效果没有影响，除氟率一直保持在96%左右，除氟过程锌损失率小于5%。吸附平衡曲线结果表明：该型复合除氟剂的吸附过程符合Langmuir单层吸附模型，最大理论吸附容量143.3mg/g。关键词：锌电积；硫酸锌；除氟；Langmuir单层吸附模型中图分类号：TF813文献标志码：A目前，80%的锌采用湿法冶金过程生产。在锌的电解沉积阶段，溶液中氟离子会破坏阴极铝板表面的氧化膜，电解液中的锌离子直接在Al表面放电沉积，与Al生成固溶体，进而导致阴极锌不易从铝板剥离[1−3]，造成剥锌劳动强度加大，铝板更换频率增加和阴极电流效率降低。同时，过高的F−浓度也会增加阳极的腐蚀速率，从而缩短阳极的服役寿命并影响阴极品质[4]。因此，湿法炼锌厂一般要求将电解液中氟浓度控制在50mg/L以下。为此，湿法炼锌厂中通常采用回转窑和多膛炉处理锌焙砂，在该工序中70%的氟将挥发除去，剩余的氟则随焙烧产物一同进入浸出−电积工序[5]；此外，铅锌火法冶炼、镀锌废钢回收等过程产生的氧化锌烟尘是重要的二次锌资源，这些氧化锌烟尘夹杂的大量含氟物质也会随其一同进入锌电解液。由于电解液长期循环使用，氟在电解槽中不断积累也会导致溶液中氟浓度增加。因此，开发高效、低成本硫酸锌电解液除氟技术成为湿法炼锌厂的迫切需求。诸多文献报道了湿法炼锌电解液的除氟研究，包括化学沉淀除氟、针铁矿法除氟[6]、萃取除氟[7−8]、离子交换