硫酸镁改性铝基吸附剂脱氟的工艺及机理

孙成余，杨坤，施哲，张利波，罗永光

(1.昆明理工大学冶金与能源工程学院，云南昆明，650093；2.云南驰宏锌锗股份有限公司，云南曲靖，655011)

世界上约80%的金属锌是采用焙烧−浸出−净化−电积的工艺进行生产[1]。由于近几年锌矿石品位下降，锌二次资源用量加大，进一步加剧了硫酸锌溶液中氟离子的积累。当氟离子质量浓度过大时，会引起析出的锌与阴极铝板黏结，导致锌片难以剥离，加大工人劳动强度，降低生产效率[2]。工业生产硫酸锌溶液中的氟离子质量浓度一般需要控制在50 mg/L 以下[3]。研究成熟的硫酸锌溶液脱氟方法主要包括石灰乳沉淀法[4]、铝盐絮凝沉淀法[5]和萃取法[6]等，但存在脱氟效果差、锌损失量大、操作条件苛刻和流程长等不足，阻碍其在工业生产中的推广应用。

近年来，吸附脱氟法以其吸附效果好、吸附剂可再生和流程短易操作等独特优势，逐渐引起广泛关注。目前研究较热的吸附剂包括生物质类吸附剂[7]、泥土类吸附剂[8]、天然矿物沸石[9]、骨炭[10]和铝盐吸附剂[11−12]，尤其是聚合铝盐吸附剂，具有吸附和絮凝双重作用，除氟能力高、再生过程损耗低，已成为应用最广泛的除氟剂，在氧化铝中添加镁盐和锰盐，能将废水中的氟去除98%以上[13−14]。由此可知，将聚合铝盐吸附剂用于硫酸锌溶液脱氟前景巨大。刘争伟等[15]采用Al，Ca 复合除氟剂对加氟硫酸锌模拟溶液中的氟离子进行脱除，最佳条件下，氟离子的脱除率可以达到96%；FANG 等[16]研究了焙烧改性氢氧化铝在模拟加氟硫酸锌溶液中的脱氟效果，其最大吸附容量可以达到3.68 mg/g；……