从炼钢烟灰中脱氟回收锌试验研究

马琳亭

（西北矿冶研究院，甘肃 白银 730900）

随着锌矿资源的日益贫化以及低品位难选矿的增多[1]，市场资源争夺日趋激烈，含锌的灰、渣的综合回收更加重要[2，3]。炼钢烟灰通常采用电炉蒸馏、澳斯麦特炉等火法工艺回收锌[4，5]。由于烟灰中含氟会对设备产生严重腐蚀，且火法工艺生产成本高、设备投资大。我国锌冶炼企业多采用湿法冶炼，在锌电解过程中，氟会降低阴极锌的质量、腐蚀极板，并在生产中循环时将逐渐积累提高浓度。本试验采用全湿法流程，脱氟后溶液可直接进入湿法炼锌系统。

1 试验部分

1.1 试验原料

炼钢烟灰取自某冶炼厂烧结炉[6]，主要化学组成见表1。

表1 烟灰的主要化学组成

1.2 试验方法及原理

（1）酸浸[7-10]：将炼钢烟灰用水浆化后加入浸出槽中，向槽内加入过硫酸钠（加入量为溶液中Fe2+摩尔的2倍）将Fe2+氧化成Fe3+，搅拌反应后过滤，得到浸出液和浸出渣。锌全部溶解在溶液中，同时溶液中也含有氟、铁。发生的反应如下：

Zn+H2SO4→ZnSO4+H2↑

ZnO+H2SO4→ZnSO4+H2O

Fe+H2SO4→FeSO4+H2↑

Fe2O3+H2SO4→Fe2(SO4)3+H2O

FeSO4+Na2S2O8→Fe2(SO4)3+Na2SO4

ZnF2+H2SO4→ZnSO4+HF

FeF2+H2SO4→Fe2(SO4)3+HF

（2）Mn2+溶液配置：将二氧化锰、硫酸和亚硫酸钠按摩尔比1:1:1加入浸出槽，搅拌反应将Mn4+还原成Mn2+。

MnO2+H2SO4+Na2SO3→Na2SO4+MnSO4+H2O

（3）共沉淀脱氟[11-13]：将含锌、氟浸出液加入沉淀槽中，加入沉氟液进行共沉淀脱氟，反应后过滤除杂，得到硫酸锌溶液和脱氟渣，发生的反应如下：

Fe3++3F-→FeF3↓

Mn2++2F-→MnF2↓

2 试验结果及讨论

2.1 从烟灰中浸出锌、氟

2.1.1 浸出时间对锌、氟浸出率的影响

炼钢烟灰质量500g，液固体积质量比4/1，加入过硫酸钠40g，浸出温度80℃，体系终点pH控制在0.5。浸出时间对锌、氟浸出率的影响试验结果如图1所示。

图1 浸出时间对锌、氟浸出率的影响