本技术公开了一种硫酸锌溶液脱氟用Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;吸附剂、制备及应用,包括:将沉淀剂:水溶性铝盐:分散剂搅拌混合;将混合物加热,持续晶化,得到沉淀物;c.多次洗涤、离心、干燥并研磨,得到前驱体;将前驱体焙烧生成白色硫酸锌溶液脱氟用Al<subgt;2</subgt;O吸附剂。该吸附剂具有良好的吸附性能和具有优异的表面积、孔径分布、孔隙率。本发明吸附剂具有高比表面积、高孔径,提高固化F<supgt;‑</supgt;的能力,具有很好的吸附选择性和较高的吸附容量,可以有效降低工业硫酸锌溶液中的氟离子含量。
背景技术
锌是现代生活中不可缺少的浅灰色过渡金属,应用广泛应用,现代锌精炼工艺主要分为两大类:火法炼锌工艺和湿法炼锌工艺,其中湿法炼锌工艺(焙烧—浸出—提纯—电积)产量约占世界锌总产量的85%,该工艺具有资源综合利用好、能耗低、环境友好等优点。但是随着矿产资源的开发利用,高品位锌矿精矿不断减少,锌冶炼的原料组成越来越复杂,原料中高氟杂质的比例逐年增加。导致ZnSO4
溶液中F-
浓度不可避免地升高,在电积过程中腐蚀阴极和阳极,使电解液中的Zn2+
直接放电到铝表面并与铝形成固溶体引起剥锌困难,阴极电流效率降低。这不仅缩短了阳极板的使用寿命,而且影响了锌锭的品位率,还会恶化工作环境,危害工人健康,湿法冶金锌工业一般要求ZnSO4
溶液中的F-
浓度控制在50mg·L-1
以下。目前,ZnSO4
溶液除氟的主要方法有化学沉淀法、絮凝沉淀法、萃取法、离子交换法和吸附法。多数工艺成本高或除氟时间长。而吸附法因其成本低、操作简单、除氟能力强、无二次污染等优点,尤其是铝基材料是最有前途的除氟剂。但对于湿法炼锌系统硫酸锌溶液的脱氟,氟离子赋存状态复杂,单独使用活性氧化铝的脱氟效率极其有限,低吸附容量(<10mg/g)限制了它们的应用,可通过改性增加对氟的亲和性。
现有研究中主要改性方法有锰改性、钙镁改性、铁改性、稀土元素改性、酸改性等,但工艺复杂且成本较高。已有研究表明,氧化铝基吸附剂在硫酸锌溶液中具有脱氟作用。如,改性氢氧化铝在硫酸锌模拟溶液中吸附量达到3.68mg/g。采用水热焙烧法制备了具有分层多孔结构的Al2
O3
-MgO纳米片,其用量大于10g/L时,氟离子含量降至50mg/L以下,吸附量为9.13mg/g。对于工业应用来说,吸附剂用量应保持更低水平(或吸附容量进一步提升),以保证使用过程中对成本的有效控制。
综上所述,目前铝基吸附剂应用于硫酸锌溶液脱氟时存在吸附容量低、吸附剂使用量大、选择性差、或者需要对氧化铝进行其他金属阳离子的引入,难以在吸附剂制备完成后再次提升其性能等问题,致使实际应用困难,企业生产成本过高。
实现思路