硫酸镍体系去除氟离子的实验研究
2021-01-25
(广西银亿新材料有限公司,广西 玉林 537624)
水体中的氟大多以离子态的形式存在,由于F的高电负性,容易获得电子并与许多金属元素配位,尤其是具有空轨道的过渡金属,如Al3+、Fe3+、Zr4+、Ti4+等,这些离子容易得到F-提供的共用电子对而生成稳定的络合离子,也可与其他某些离子形成共价键或沉淀物,如Ca[SiF6]、Ca5(PO4)3F、CaF2等。
无机工业中氟的去处通常采用化学沉淀法(加入钙剂,但此法不能进行深度除氟)、吸附法(常用树脂进行动态吸附,用于低浓度氟的深度脱除)等[1]。
氢氧化锆是一种新型氟离子吸附剂,其交换容量较大,不溶于水,使用简单,本文主要对氢氧化锆用于不同氟浓度的硫酸镍结晶母液的深度除氟效果进行研究。
1 实验原理
氢氧化锆是一种不溶于水、碱性稍强的两性氢氧化物,无需预处理,且相对吸附容量大,可重复使用[2]。其除氟机理主要为氢氧化锆的羟基和溶液中的氟离子发生离子交换,生成的络合物H2[ZrF6]不溶于水,固液分离后可将氟离子去除,氟的吸附与解吸化学反应分别如下。

2 实验研究
实验原料和设备。实验原料为不同氟浓度的硫酸镍结晶母液(1#、2#为向0#中加入一定量的分析纯氟化钠,再加入少量硫酸回调pH而得)、氢氧化锆、98%浓硫酸、50%液碱,主要原料成分如表1、表2。

表1 结晶母液(g/L)

表2 氢氧化锆(%)
说明:表1中结晶母液0~2#的Co、Mn、Fe浓度均低于1mg/L,氢氧化锆中Ni、Co、Mn、Fe含量低于5ppm。
主要设备为:烧杯、搅拌、恒温水浴锅、抽滤真空泵、布式漏斗。
3 实验结果与讨论
3.1 用量
为研究氢氧化锆的除氟效果和极限,向200ml结晶母液0#中加入不同量的氢氧化锆,搅拌转速350r/min,常温下搅拌反应2h,固液分离,取除氟后液分析,实验条件及除氟效果如表3。……
