本發(fā)明屬于冶金，具體涉及一種深度脫除鉛鋅冶煉廢水中氟氯的方法。

背景技術(shù)：

1、鉛鋅冶煉生產(chǎn)過程產(chǎn)出大量的酸性廢水，此酸性廢水中含有多種雜質(zhì)成分，其中例如砷、氟、氯等，這些雜質(zhì)對人和自然的污染較大，廢水需要深度凈化脫除氟、氯處理后才能返回流程內(nèi)再次使用。廢水中的氟、氯含量偏高，氟、氯離子有較強腐蝕性，造成設(shè)備腐蝕，造成設(shè)備維修成本高，甚至影響正常生產(chǎn)的組織，電解新液中含氯高將腐蝕陽極降低陽極使用壽命，最終導(dǎo)致鋅錠產(chǎn)品質(zhì)量降低，另外酸性溶液中的氯離子能增強酸液的腐蝕能力，甚至能腐蝕破壞合金、不銹鋼和金屬表面的鈍化膜，對冶金設(shè)備和金屬部件造成腐蝕，設(shè)備和部件更換頻繁，增加生產(chǎn)成本。因此，開發(fā)一種能解決上述技術(shù)問題的方法是非常必要的。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種深度脫除鉛鋅冶煉廢水中氟氯的方法。

2、本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，包括脫氟、中和和脫氯步驟，具體包括：

3、a、脫氟：將待處理鉛鋅冶煉廢水中加入鋁鹽脫氟劑進行脫氟得到脫氟后液a和脫氟渣b，脫氟渣b進入渣場堆存；

4、所述的鋁鹽脫氟劑為無鐵硫酸鋁(純度為99.99%）+聚丙烯酰胺（絮凝劑）；

5、無鐵硫酸鋁：基本成分為al2(so4)3.2h2o，鐵含量極低（通常低0.005%),固體產(chǎn)品為白色粒狀或塊狀,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不易分解和氧化。在水中溶解后能快速水解產(chǎn)生氫氧化鋁膠體，與氟離子的反應(yīng)速度相對較快，可在較短時間內(nèi)達(dá)到較好的脫氟效果。處理溶液時不會引入鐵離子，對水的顏色和氣味影響較小，不會導(dǎo)致水體變色或產(chǎn)生異味。

6、普通硫酸鋁：主要成分為al2(so4)3.xh2o，含有一定量的鐵元素，含低鐵鹽而帶淡綠色，又因低價鐵鹽被氧化而使表面發(fā)黃，穩(wěn)定性相對較差。由于含有鐵元素，其水解過程相對復(fù)雜，除了鋁離子的水解外，鐵離子也會發(fā)生水解反應(yīng)，這可能會影響氫氧化鋁膠體的形成速度和結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致與氟離子的反應(yīng)速度較慢，需要較長的反應(yīng)時間才能達(dá)到較好的脫氟效果。因含鐵元素，會使處理后的水帶有一定的顏色，并且鐵離子含量較高時，會產(chǎn)生鐵銹味。

7、通過實驗研究表明，同等使用量采用無鐵硫酸鋁及普通硫酸鋁脫除溶液中的氟，無鐵硫酸鋁的脫除率能夠達(dá)到75%以上而普通硫酸鋁的氟的脫除率僅僅達(dá)到40%以上。

8、b、中和：將脫氟后液a中加入氧化鋅粉進行中和反應(yīng)至溶液ph值在2~3得到中和后液c和中和渣d，中和渣d返回鉛火法冶煉；

9、c、脫氯：將中和后液c采用分子篩脫氯得到凈化后液e和高氯廢水f，高氯廢水f進入枯水淬渣沖渣步驟。

10、具體操作如下：

11、包括如下階段：1）鋁鹽脫氟劑脫除溶液中的氟；2）氧化鋅粉調(diào)整溶液ph值；3）分子篩物理法脫除溶液中氯，其中：

12、鋁鹽脫氟劑脫除溶液中的氟階段：將含酸：5～6g/l，氟：950～1150mg/l、氯：3950～4800mg/l、zn：0.5～0.8g/l鉛鋅冶煉廢水中加入鋁鹽脫氟劑，鋁鹽脫氟劑為20～25g/m3，溫度控制在25～30℃，開啟攪拌槳，時間控制0.8～1h，氟的脫除率達(dá)到82%以上，溶液含氟降低到了120mg/l以下。

13、鋁鹽脫氟劑脫氟的原理：鋁鹽脫富集加入溶液后鋁鹽水解產(chǎn)出[al(h2o)6]3+[al(oh)、(h2o)5]2+[al2(oh)2、(h2o)8]4+、[al3(oh)5(h2o)9]4+、[al3(oh)4]5+、[al7(oh)17]4+、[al13o4(oh)17]7+等多種高價陽離子，通過靜電作用吸附硫酸鋅溶液中的f-，硫酸鋁水解產(chǎn)物al(oh)3是膠體，表面積比較大能夠吸附f-而形成共存，另外溶液中的f-與加入的al3+發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成一種由元素f、al組成化合物。

14、帶正電的鋁離子，對離子半徑小，負(fù)電性強的氟離子具有很強的電中和吸附作用，使溶液中的氟產(chǎn)生電中和后在布朗運動作用下相互碰撞并優(yōu)于氫氧化鋁的吸附性及絮凝劑絮凝使它們凝聚在一起形成沉淀。

15、氧化鋅粉調(diào)整溶液ph值階段：將脫氟后液加入氧化鋅粉調(diào)整溶液ph值，終點ph值控制在2～3之間，氧化鋅粉加入量5～7g/l。

16、分子篩物理法脫除溶液中氯階段：取脫氟后溶液體積通過分子篩脫氯系統(tǒng)，控制溶液終點ph值2.0～3.0，控制時間36～40h，實現(xiàn)溶液氯的脫除率達(dá)到95%以上，溶液中氯降低到了235mg/l以下，處理后的水氟、氯值完全滿足鉛鋅冶煉生產(chǎn)回用的條件。

17、分子篩物理法脫除溶液中氯的原理：分子篩的工作原理基于分子的大小、形狀以下和極性等特性，通過分子在孔道中的擴散和吸附來實現(xiàn)分離和篩選。當(dāng)混合物通過分子篩時，分子根據(jù)其尺寸和親疏水性質(zhì)與分子篩發(fā)生作用。較小的分子可以在分子篩的孔道中自由擴散，從而通過篩選過程。較大的分子由于孔道尺寸的限制無法進入孔道，因此被排除在外。

18、分子篩物理分離原理，就是把大分子量的硫酸鋅和小分子量的氯分離，純物理分離，其過程不引入雜質(zhì)，不會對鋅電解帶來新的危害，不影響產(chǎn)品質(zhì)量，無新增硫酸鈣危廢渣，操作運行簡便，并與其他辦法比較存在成本優(yōu)勢。

19、無鐵硫酸鋁水解還會生成一系列具有絮凝作用的氫氧化鋁膠體。這些膠體粒子具有較大的比表面積，能夠吸附溶液中的氟離子絡(luò)合物以及其他雜質(zhì)粒子。隨著膠體粒子的不斷聚集，聯(lián)合絮凝劑絮凝、共沉淀，尋形成較大的絮體，最終沉淀下來，從而實現(xiàn)氟離子與溶液的分離。

20、無鐵硫酸鋁：基本成分為al2(so4)3.2h2o，鐵含量極低（通常低0.005%),固體產(chǎn)品為白色粒狀或塊狀,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不易分解和氧化。在水中溶解后能快速水解產(chǎn)生氫氧化鋁膠體，與氟離子的反應(yīng)速度相對較快，可在較短時間內(nèi)達(dá)到較好的脫氟效果。處理溶液時不會引入鐵離子，對水的顏色和氣味影響較小，不會導(dǎo)致水體變色或產(chǎn)生異味。

21、普通硫酸鋁：主要成分為al2(so4)3.xh2o，含有一定量的鐵元素，含低鐵鹽而帶淡綠色，又因低價鐵鹽被氧化而使表面發(fā)黃，穩(wěn)定性相對較差。由于含有鐵元素，其水解過程相對復(fù)雜，除了鋁離子的水解外，鐵離子也會發(fā)生水解反應(yīng)，這可能會影響氫氧化鋁膠體的形成速度和結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致與氟離子的反應(yīng)速度較慢，需要較長的反應(yīng)時間才能達(dá)到較好的脫氟效果。因含鐵元素，會使處理后的水帶有一定的顏色，并且鐵離子含量較高時，會產(chǎn)生鐵銹味。

22、本發(fā)明采用鋁鹽脫氟劑+分子篩物理化學(xué)相結(jié)合的方法能夠?qū)崿F(xiàn)鉛鋅冶煉廢水分級深度脫除氟、氯，氟的脫除率達(dá)到82%以上，氯的脫除率達(dá)到95%以上，溶液含氟降低到了120mg/l以下，氯降低到了235mg/l，完全滿足鉛鋅冶煉生產(chǎn)回用的條件。

技術(shù)特征：

1.一種深度脫除鉛鋅冶煉廢水中氟氯的方法，其特征在于，所述的深度脫除鉛鋅冶煉廢水中氟氯的方法包括脫氟、中和和脫氯步驟，具體包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深度脫除鉛鋅冶煉廢水中氟氯的方法，其特征在于，a步驟中鋁鹽脫氟劑的加入量為20~25g/m3。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深度脫除鉛鋅冶煉廢水中氟氯的方法，其特征在于，a步驟中脫氟的溫度為25~30℃。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深度脫除鉛鋅冶煉廢水中氟氯的方法，其特征在于，所述的無鐵硫酸鋁和聚丙烯酰胺的質(zhì)量配比為（1~3）：（1~3）。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的深度脫除鉛鋅冶煉廢水中氟氯的方法，其特征在于，所述的所述的無鐵硫酸鋁和聚丙烯酰胺的質(zhì)量配比為1：1。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種深度脫除鉛鋅冶煉廢水中氟氯的方法，其特征在于，所述的深度脫除鉛鋅冶煉廢水中氟氯的方法包括脫氟、中和脫氯步驟，具體包括：將待處理鉛鋅冶煉廢水中加入鋁鹽脫氟劑進行脫氟得到脫氟后液a和脫氟渣b，脫氟渣b進入渣場堆存；將脫氟后液a中加入氧化鋅粉進行中和反應(yīng)至溶液pH值在2~3得到中和后液c和中和渣d，中和渣d返回鉛火法冶煉；將中和后液c采用分子篩脫氯得到凈化后液e和高氯廢水f，高氯廢水f進入鉛冶煉水淬渣沖渣步驟。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)鉛鋅冶煉廢水分級深度脫除氟、氯，氟的脫除率達(dá)到82%以上，氯的脫除率達(dá)到95%以上，溶液含氟降低到了120mg/l以下，氯降低到了235mg/l，完全滿足鉛鋅冶煉生產(chǎn)回用的條件。

技術(shù)研發(fā)人員：梁艷輝,王國棟,劉維維,鄒維,李鑰嫻,李玉章,溫新偉,馮煒光,保佳懿,張輝,楊萬鑫
受保護的技術(shù)使用者：昆明冶金研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8