專利名稱：一種由含鋅物料制取氧化鋅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及濕法冶金領(lǐng)域。
濕法生產(chǎn)氧化鋅以其投資規(guī)模小、設(shè)備機動性強(多為通用化工設(shè)備)等優(yōu)點，在80年代后期被逐步為人們所重視。專利文獻CN86108798A，CN1053412A，CN1040013A，CN86107218A公開了濕法生產(chǎn)氧化鋅的現(xiàn)有方法，但這些方法均存在一些不足。具體表現(xiàn)在1、浸出階段中僅加入稀硫酸，在實際生產(chǎn)中會形成氫氧化鐵膠體及硅膠，導(dǎo)致過濾速度慢、過濾困難、過濾設(shè)備易損壞。2、在凈化階段中加入的氧化劑(高錳酸鉀、氯酸鉀、次氯酸鈉、漂白粉、氯氣、空氣等)對于除鐵有好效果，但對于除錳，耗時太長，有些帶入新的雜質(zhì)(Cl-及錳)、且不能除凈錳；最后所得氧化鋅產(chǎn)品中錳的指標(biāo)無法達到國標(biāo)的要求。3、在合成階段中多用ZnSO4溶液與NH4HCO3反應(yīng)生成堿性碳酸鋅的方法，需用高純度的NH4HCO3，同時由于反應(yīng)產(chǎn)物中有CO2氣體產(chǎn)生，降低了合成劑的有效利用率，并使反應(yīng)體系中產(chǎn)生大量泡沫，會致溶液溢出反應(yīng)器，故不能連續(xù)加合成劑，使反應(yīng)時間拖長、設(shè)備利用率降低，這些都使生產(chǎn)成本大增；此外，還有用氨水或(NH4)2CO3、NaOH、Na2CO3等作合成劑的，同樣均存在有效利用率低、不經(jīng)濟的缺點。4、在焙燒階段中，采用的溫度偏高(800℃以上)，使能耗增加；或采用溫度偏低(650℃以下)，不能得到高純度(滿足國標(biāo)要求)的氧化鋅產(chǎn)品。此外，現(xiàn)有方法中廢物利用率低、環(huán)境污染較大。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足提供一種成本低、可獲得高純度氧化鋅、操作方便的由含鋅物料制取氧化鋅的方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是第1種由含鋅物料制取氧化鋅的方法，工藝過程為含鋅物料(鋅礦或次氧化鋅等)磨粉(40目以下即可)→浸出→凈化→合成→焙燒→氧化鋅成品。其特殊之處在于凈化階段的工藝過程為用普通酸或堿調(diào)浸出液(鋅鹽液)PH值為5.0-5.4(公知方法調(diào)整)，0-100℃(據(jù)需要定，不沸騰或凍結(jié)即可)并攪拌下，按Zn與雜質(zhì)Cu、Cd、Co、Ni等反應(yīng)式計算所需理論量的1-4倍的量加入鋅粉反應(yīng)0.5-12小時(據(jù)需要定，使之充分反應(yīng)即可)，進行置換反應(yīng)(主要反應(yīng)式為，，，，置換出的Cu、Cd、Co、Ni等還會與未反應(yīng)的Zn生成合金)→過濾、去渣→保持PH值5.0-5.4，0-100℃并攪拌下，按與溶液中錳、鐵雜質(zhì)反應(yīng)式計算所需理論量的1-8倍(據(jù)需要定)的量加入具有氧化性質(zhì)的過酸鹽類(如(NH4)2S2O3、過醋酸鈉等)或過氧化物(如過氧化鈉等)反應(yīng)0.5-8小時進行氧化反應(yīng)(據(jù)需要定，反應(yīng)充分即可，主要反應(yīng)式為→過濾、去渣→得鋅鹽凈化液，因采用過酸鹽類或過氧化物作為氧化劑，故能完全除凈雜質(zhì)元素錳和鐵，且氧化劑本身是“潔凈的”，不帶入其它雜質(zhì)；合成階段的工藝工程為室溫并攪拌下，在凈化液中加入氨及二氧化碳反應(yīng)1-3小時(據(jù)需要定)，使Zn2+生成堿式碳酸鋅沉淀析出，其主要反應(yīng)式為，，，，，氨及二氧化碳加入總量以反應(yīng)終點PH6.3-7為準(zhǔn)(據(jù)需要定)，二氧化碳加入量以反應(yīng)體系中無氣泡冒出為準(zhǔn)；因無泡沫出現(xiàn)，使設(shè)備利用率提高→過濾、洗滌—→堿式碳酸鋅濾餅。
第2種由含鋅物料制取氧化鋅的方法，工藝過程為含鋅物料(鋅礦或次氧化鋅等)磨粉(40目以下即可)→浸出→凈化→合成→焙燒→氧化鋅成品。其特殊之處在于浸出階段的工藝過程為30-95℃下(據(jù)需要定)，按化學(xué)反應(yīng)式計算所需理論量的0.9-2倍(據(jù)實際需要量定)的量加入公知酸(硫酸、鹽酸、硝酸等)反應(yīng)0.5-5小時(據(jù)需要定)，使酸與含鋅物料充分反應(yīng)，使鋅呈鋅鹽進入溶液(其主要反應(yīng)式為，，，)控制終點PH1.6-1.8(公知方法，加普通酸或堿調(diào)整)→85-95℃(據(jù)需要定)下，按化學(xué)反應(yīng)式計算所需理論量的1-3倍的量加入公知氧化劑(可為過氧化氫、漂白粉、氯酸鈉、過氧化氫、空氣等)，使Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3+→保持85-95℃，按化學(xué)反應(yīng)計算所需理論量的1-5倍(據(jù)需要定)的量加入硫酸銨反應(yīng)0.5-1小時(據(jù)需要定，只要反應(yīng)充分即可)，使Fe3+生成大顆粒黃銨鐵礬沉淀(因其為大顆粒沉淀，故很易濾出，避免了現(xiàn)有技術(shù)中Fe3+形成難過濾的膠狀Fe(OH)3沉淀，其主要反應(yīng)式為，，→過濾，除去鐵等雜質(zhì)→用石灰水調(diào)PH3-5.4，使母液中硅酸溶膠生成大顆粒硅酸鈣沉淀→70-85℃(據(jù)需要定)下，按化學(xué)反應(yīng)式計算所需理論量的0.9-1.2倍的量加入牛皮膠反應(yīng)0.5-1小時(據(jù)需要定，使硅膠完全聚沉即可)，使硅膠聚沉，從而徹底除凈雜質(zhì)硅、改善過濾性能、提高了過濾速度→過濾、去渣→浸出液。
第3種由含鋅物料制取氧化鋅的方法，工藝過程為含鋅物料(鋅礦或次氧化鋅)磨粉(40目以下即可)→浸出→凈化→合成→絡(luò)燒→氧化鋅成品。其特殊之處在于焙燒階段的工藝過程為將堿式碳酸鋅濾餅離心甩干→95-250℃(據(jù)需要定)下干燥→760-800℃(據(jù)需要定)焙燒1～3小時(焙燒爐中進行，焙燒時間據(jù)需要定，保證反應(yīng)充分進行即可)→冷卻后出料→氧化鋅成品。反應(yīng)式為，該焙燒溫度適中，即可保證獲得高純度的氧化鋅，又耗能小。


圖1為本發(fā)明工藝流程圖，圖2為本發(fā)明第一種方法工藝流程圖，圖3為本發(fā)明第二種方法工藝流程圖，圖4為本發(fā)明第三種方法工藝流程圖。
以下進一步闡述
具體實施例方式實施例1該由含鋅物料制取氧化鋅的方法的工藝過程為次氧化鋅粉500克→磨成-150目粉→30℃下，邊攪邊加入250ml濃度為20％的硫酸溶液反應(yīng)3小時→調(diào)PH值為1.6→85℃下，加入5ml 30％的過氧化氫反應(yīng)0.5小時→85℃下，加入500ml硫酸銨溶液反應(yīng)0.5小時→過濾洗滌→加石灰水調(diào)PH值為5.2→70℃下，加15克牛皮膠反應(yīng)0.5小時→過濾、去渣→控制PH值為5.2→70℃并攪拌下，加入10克鋅粉反應(yīng)0.5小時，進行置換反應(yīng)→過濾、去渣→保持PH值5.2并攪拌下，加10克過硫酸銨反應(yīng)2小時→過濾、洗滌室溫并攪拌下，在凈化液中加入氨及二氧化碳反應(yīng)1小時，使Zn2+生成堿式碳酸鋅沉淀析出，氨加入量為330ml，氨及二氧化碳加入總量以反應(yīng)終點PH8.5為準(zhǔn)，保持反應(yīng)體系中不冒氣泡→過濾、洗滌→堿式碳酸鋅濾餅→用離心機離心甩干堿及碳酸鋅濾餅→120℃烘箱中干燥→送入馬弗爐中，780℃焙燒2小時→冷卻出料(氧化鋅)并回收副產(chǎn)物二氧化碳用于合成階段。
實施例2該由含鋅物料制取氧化鋅的方法的工藝過程為取700克含Zn30％的菱鋅礦(灼燒減量為35％)磨碎至-200目→加入2000ml水→90℃下，加入200ml 98％的硫酸反應(yīng)0.5小時→調(diào)PH值為1.8→95℃下，加入10ml 30％的過氧化氫→95℃下，加入700ml硫酸銨溶液反應(yīng)1小時→過濾、洗滌并回收濾渣、洗液→加石灰水調(diào)PH值為5.2→85℃下加25克牛皮膠反應(yīng)1小時→過濾、去渣→85℃下，加15克鋅粉反應(yīng)12小時→過濾、去渣→PH5.2，25℃下，加過醋酸鈉3克，反應(yīng)3小時→過濾、去渣→溫室下，攪拌加入氨及二氧化碳反應(yīng)3小時，氨加入量為180ml，氨及二氧化碳加入總量以反應(yīng)終點PH6.8為準(zhǔn)，保持反應(yīng)體系中不冒氣泡→過濾、洗滌并回收母液(NH4)4SO4→甩干濾餅→250℃下干燥→800℃焙燒1小時→冷卻出料(氧化鋅)并回收二氧化碳。
實施例3該由含鋅物料制取氧化鋅的方法，工藝過程為500克，含鋅30％的異極鋅礦→磨成-40目粉→普通方法浸出→凈化→合成→普通方法焙燒→氧化鋅成品。其凈化階段的工藝過程為用石灰水調(diào)浸出液PH值為5.0→45℃并攪拌下，加入15克鋅粉反應(yīng)3小時，進行置換反應(yīng)→過濾、去渣→95℃，保持PH值5.0并攪拌下，加入12克氧化劑(NH4)2S2O8反應(yīng)4小時進行氧化反應(yīng)→過濾、去渣→得凈化液；合成階段的工藝工程為室溫并攪拌下，在凈化液中加入氨及二氧化碳反應(yīng)1小時，使Zn2+生成堿式碳酸鋅沉淀析出，氨加入量為150ml，氨及二氧化碳加入總量以反應(yīng)終點PH6.3為準(zhǔn)，保持反應(yīng)體系中不冒氣泡→過濾、洗滌→堿式碳酸鋅濾餅。
實施例4該由含鋅物料制取氧化鋅的方法，工藝過程為50克鋅礦粉→磨成-80目粉→浸出→普通方法凈化→普通方法合成→普通方法焙燒→氧化鋅成品。其浸出階段的工藝過程為70℃下，加入20ml25％的硫酸反應(yīng)3小時，控制終點PH1.7→85℃下，加入2ml過氧化氫，使Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3+→85℃下，加入50ml硫酸銨反應(yīng)1小時，使Fe3+生成大顆粒黃銨鐵礬沉淀→過濾，除去鐵等雜質(zhì)→用石灰乳調(diào)PH5.0，使母液中硅酸溶膠生成大顆粒硅酸鈣沉淀→75℃下，加入3克牛皮膠反應(yīng)0.6小時，使硅膠聚沉，→過濾、去渣→浸出液。
實施例5該由含鋅物料制取氧化鋅的方法，工藝過程為克鋅礦粉→磨成-100目粉→普通方法浸出→普通方法凈化→普通方法合成→焙燒→氧化鋅成品。其焙燒階段的工藝過程為將堿式碳酸鋅濾餅離心甩干→200℃下干燥→770℃焙燒1.5小時(焙燒爐中進行)→冷卻后出料→氧化鋅成品。
實施例6該由含鋅物料制取氧化鋅的方法的工藝過程為取650克含Zn35％的紅鋅礦磨碎至-320目→加入2500ml水→60℃下，加入180ml 93％的硫酸反應(yīng)2小時→調(diào)PH值為1.7→90℃下，加入8ml 30％的過氧化氫→加入500ml硫酸銨溶液反應(yīng)45分鐘→過濾、洗滌→加石灰水調(diào)PH值為5.3→75℃下加35克牛皮膠反應(yīng)50分鐘→過濾、去渣→75℃下，加12克鋅粉反應(yīng)6小時→去渣、過濾→PH5.3，60℃下，緩慢加入過氧化鈉10克，反應(yīng)4小時→過濾、去渣→室溫下，攪拌加入氨及二氧化碳反應(yīng)2小時，氨加入量為200ml，氨及二氧化碳加入總量以反應(yīng)終點PH8.8為準(zhǔn)，保持反應(yīng)體系中不冒氣泡→過濾、洗滌→甩干濾餅→95℃下干燥→770℃焙燒2小時→冷卻出料并回收二氧化碳。
經(jīng)取樣分析，該例所得氧化鋅產(chǎn)品的成份為Zn 99.7％；Mn 0.0001％；Fe2+0.0002％；Fe3+0.0001％；Cu 0.0001％；Pb 0.0002％；Na 0.00003％；Cr 0.001％；V 0.001％；Co 0.001％；Ni 0.001％；Si 0.001％；SO42-0.01％；Cd 無；金屬物 無。
本發(fā)明由于采用與現(xiàn)有技術(shù)不同的工藝過程，具有各過程中原料及設(shè)備利用率高、過濾方便、省時、操作方便、成本低、所得產(chǎn)品純度高的優(yōu)點。
權(quán)利要求
1.一種由含鋅物料制取氧化鋅的方法，工藝過程為含鋅物料磨粉→浸出→凈化→合成→焙燒→氧化鋅成品，其特征在于凈化階段的工藝過程為用普通酸或堿調(diào)浸出液(鋅鹽液)PH值為5.0-5.4，0-100℃并攪拌下，按Zn與Cu、Cd、Co、Ni等雜質(zhì)反應(yīng)式計算所需理論量的1-4倍的量加入鋅粉反應(yīng)0.5-12小時，進行置換反應(yīng)→過濾、去渣→保持PH值5.0-5.4，0-100℃并攪拌下，按與溶液中錳、鐵等雜質(zhì)反應(yīng)式計算所需理論量的1-3倍的量加入具有氧化性質(zhì)的過酸鹽類或過氧化物反應(yīng)0.5-8小時，過濾、去渣→得鋅鹽凈化液；合成階段的工藝過程為室溫并攪拌下，在凈化液中加入氨及二氧化碳反應(yīng)1-3小時，使Zn2+生成堿式碳酸鋅沉淀析出，二氧化碳加入量以反應(yīng)體系中無氣泡冒出為準(zhǔn)，氨及二氧化碳加入總量以反應(yīng)終點PH6.3-7為準(zhǔn)→過濾、洗滌→堿式碳酸鋅濾餅。
2.一種由含鋅物料制取氧化鋅的方法，工藝過程為含鋅物料磨粉→浸出→凈化→合成→焙燒→氧化鋅成品，其特征在于浸出階段的工藝過程為30-95℃下，按化學(xué)反應(yīng)式計算所需理論量的0.9-2倍的量加入公知酸反應(yīng)0.5-5小時，控制終點PH1.6-1.8→85-95℃下，按化學(xué)反應(yīng)式計算所需理論量的1-3倍的量加入公知氧化劑，使Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)镕e2+→保持85-95℃，按化學(xué)反應(yīng)計算所需理論量的1-5倍的量加入硫酸銨反應(yīng)0.5-1小時，使Fe3+生成大顆粒黃銨鐵礬沉淀→過濾，除去鐵等雜質(zhì)→用石灰水調(diào)PH3-5.4，并使母液中硅酸溶膠生成大顆粒硅酸鈣沉淀→70-85℃下，按化學(xué)反應(yīng)式計算所需理論量的0.9-1.2倍的量加入牛皮膠反應(yīng)0.5-2小時，使硅膠聚沉→過濾、去渣→浸出液。
3.一種由含鋅物料制取氧化鋅的方法，工藝過程為含鋅物料磨粉→浸出→凈化→合成→焙燒→氧化鋅成品，其特征在于焙燒階段的工藝過程為將堿式碳酸鋅濾餅離心甩干→95-250℃下干燥→760-800℃焙燒1-3小時→冷卻后出料(氧化鋅)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種由含鋅物料制取氧化鋅的方法，屬濕法冶金領(lǐng)域。工藝過程為含鋅物料磨粉—→浸出—→凈化—→合成—→焙燒—→氧化鋅成品。浸出階段先加酸，再加氧化劑、牛皮膠并控制適當(dāng)pH值；凈化階段加鋅粉置換后再加具有氧化性質(zhì)的過酸鹽類或過氧化物氧化；合成階段加氨及二氧化碳；焙燒階段在760-800℃焙燒。各階段的副產(chǎn)物可循環(huán)返回前階段過程中使用，具有生產(chǎn)成本低、操作方便、設(shè)備利用率高、產(chǎn)品純度高的優(yōu)點。
文檔編號C22B19/34GK1120591SQ9411667
公開日1996年4月17日 申請日期1994年10月13日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月13日
發(fā)明者鄭光 申請人:鄭光