專利名稱：一種生產(chǎn)納米級碳酸鋅、氧化鋅的新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)分解法生產(chǎn)碳酸鋅、氧化鋅的方法，特別涉及一種生產(chǎn)納米級 碳酸鋅、氧化鋅的新方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有生產(chǎn)氧化鋅的工藝是先將比重為30-31玻美的硫酸鋅(ZnSO4)水溶液放入 復(fù)分解釜內(nèi)，再將含碳酸鈉(Na2CO3) 28% -30%的碳酸鈉水溶液過濾后加入復(fù)分解釜內(nèi)，將 復(fù)分解釜內(nèi)的硫酸鋅水溶液的PH值中和至6. 8-7. 0，形成主要含細(xì)度為300-800微米的堿 式碳酸鋅(Zn (OH)2. ZnCO3)混合料漿，將上速混合料漿壓濾，并在壓濾機中用水洗凈硫酸根 (SO4)離子后，送至干燥室干燥，烘干溫度為110-140°C，干至鋅(Zn)含量50-55%的堿式碳 酸鋅，用破碎機破碎后送至鍛燒爐中鍛燒，鍛燒溫度450-500°C，至含量達95-96%的氧化 鋅(ZnO)后，進入收塵室內(nèi)，即成氧化鋅。由于是采用一次性反應(yīng)到電位pH6. 8-7.0的常溫化合工藝，故存在如下不足之 處1、堿式碳酸鋅的分子結(jié)構(gòu)不合理由于復(fù)分解時碳酸鈉水溶液是一次性加入到復(fù) 分解釜內(nèi)，并將復(fù)分解釜內(nèi)的硫酸鋅水溶液的PH值直接中和至6. 8-7. 0的，導(dǎo)致形成的堿 式碳酸鋅(Zn(OH)2. ZnCO3)的分子結(jié)構(gòu)中碳酸鋅分子的數(shù)量多于氫氧化鋅分子的數(shù)量，降 低了堿式碳酸鋅中鋅的含量，造成堿式碳酸鋅的分子晶格粗大，脫碳耗能延時；2、氧化鋅的細(xì)度粗，比表面積小由于堿式碳酸鋅的烘干溫度低(110-140°C )，干 燥時二氧化碳逸出慢，不能形成二氧化碳升華氣壓(二氧化碳升華氣壓在煅燒時起分散作 用)，故而氧化鋅的細(xì)度粗，比表面積小，使用范圍受到限制；3、煅燒時間長、耗能高由于堿式碳酸鋅的鍛燒溫度低(450-500°C )，只考慮 的二氧化碳的升華溫度，沒有考慮二氧化碳會吸熱，導(dǎo)致煅燒時產(chǎn)品的實際溫度只有 250-3000C，因而煅燒時間長，耗能高，產(chǎn)品質(zhì)量受到影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，而提供一種生產(chǎn)納米級碳酸鋅、氧化 鋅的新方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種生產(chǎn)納米級碳酸鋅、氧化鋅的新方法，它包括如下工藝 步驟先將計量好的比重為30-31玻美的硫酸鋅(ZnSO4)水溶液放入復(fù)分解釜內(nèi)，再將含碳 酸鈉(Na2CO3) 28% -30%的碳酸鈉水溶液過濾后分兩次緩慢地加入復(fù)分解釜內(nèi)，形成主要 含鈉米級(細(xì)度達600-800納米)堿式碳酸鋅(Zn (OH)2. ZnCO3)的混合料漿，再將主要含鈉 米級堿式碳酸鋅的混合料漿壓濾，并在壓濾機中用水洗凈硫酸根(SO4)離子后，送至干燥室 干燥，再用破碎機送至旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機中煅燒后，進入收塵室內(nèi)，即成納米級氧化鋅(ZnO)。本發(fā)明進一步的技術(shù)方案是第一次將含碳酸鈉28% -30%的碳酸鈉水溶液過濾 后緩慢地加入復(fù)分解釜內(nèi)時，在2-2. 5小時內(nèi)，將復(fù)分解釜內(nèi)的硫酸鋅水溶液的pH值中和至6. 0，反應(yīng)溫度控制在45-50°C，讓其充分破裂變細(xì)，接著第二次放入含碳酸鈉28% -30% 的碳酸鈉水溶液，在30-40分鐘內(nèi)將復(fù)分解釜內(nèi)溶液的pH值中和至6. 5-6. 8，反應(yīng)溫度控制 在 60士5°C。本發(fā)明再進一步的技術(shù)方案是送至干燥室干燥時，烘干溫度為160-200°c，干燥 至鋅(Zn)含量50-60%的堿式碳酸鋅。本發(fā)明更進一步的技術(shù)方案是用破碎機送至旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機中煅燒時，將流體 狀的堿式碳酸鋅在溫度800-900°C的氣流管中煅燒20-50秒鐘。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下特點1、堿式碳酸鋅的分子結(jié)構(gòu)合理由于復(fù)分解時碳酸鈉水溶液是分兩次加入到復(fù)分 解釜內(nèi)的，即反應(yīng)是分兩個階段完成的第一階段是在加溫45-50°C時，pH值調(diào)至5. 0-6. 0， 時間為2-2. 5小時，此時CO2排放量大，氣壓升高起裂碎作用；第二階段是碳酸鋅的形成 以pH從6. 0調(diào)至6. 8，時間為30-40分鐘，溫度在60士5°C進行的，故而形成的堿式碳酸鋅 (Zn(OH)2. ZnCO3)的分子結(jié)構(gòu)中碳酸鋅分子的數(shù)量少于氫氧化鋅分子的數(shù)量，提高了堿式碳 酸鋅中鋅的含量，造成堿式碳酸鋅的分子晶格細(xì)??；
2、氧化鋅的細(xì)度細(xì)，比表面積大由于堿式碳酸鋅的烘干溫度高(160-20(TC )，干 燥時二氧化碳逸出快，形成二氧化碳升華氣壓(二氧化碳升華氣壓在煅燒時起分散作用)， 故而氧化鋅的細(xì)度細(xì)，細(xì)度達50-650納米，比表面積大，達到5. 5g/m2，使用范圍廣，適用于 脫硫催化劑、油漆涂料、陶瓷工業(yè)，且價格每噸高出5000-10000元，大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量和 效益；3、煅燒時間短、耗能低本發(fā)明方法煅燒溫度為800-900°C，煅燒時間只需20_50 秒，不淡得到了納米超細(xì)產(chǎn)品，而且還大大縮短了時間提高工效。以下結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容作進一步描述。
具體實施例方式一種生產(chǎn)納米級碳酸鋅、氧化鋅的新方法，它包括如下工藝步驟先將計 量好的比重為30-31玻美的硫酸鋅(ZnSO4)水溶液放入復(fù)分解釜內(nèi)，再將含碳酸鈉 (Na2CO3) 28 % -30 %的碳酸鈉水溶液過濾后緩慢地加入復(fù)分解釜內(nèi)，在2-2. 5小時內(nèi)，將復(fù) 分解釜內(nèi)的硫酸鋅水溶液的PH值中和至6. 0，反應(yīng)溫度控制在45-50°C，讓其充分破裂變 細(xì)，接著放入含碳酸鈉28 % -30 %的碳酸鈉水溶液，在30-40分鐘內(nèi)將復(fù)分解釜內(nèi)溶液的pH 值中和至6. 5-6. 8，反應(yīng)溫度控制在60士5°C，形成主要含鈉米級(細(xì)度達600-800納米)堿 式碳酸鋅(Zn (OH)2. ZnCO3)的混合料漿，且堿式碳酸鋅(Zn (OH) 2. ZnCO3)的分子結(jié)構(gòu)中碳酸 鋅分子的數(shù)量大大少于氫氧化鋅分子的數(shù)量，再將主要含鈉米級堿式碳酸鋅的混合料漿壓 濾，并在壓濾機中用水洗凈硫酸根(SO4)離子后，送至干燥室干燥，烘干溫度為160-200°C， 干燥至鋅(Zn)含量50-60%的堿式碳酸鋅，用破碎機送至旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機中煅燒，將流體 狀的堿式碳酸鋅在溫度800-900°C的氣流管中煅燒20-50秒鐘后，進入收塵室內(nèi)，即成細(xì)度 達50-500納米的含量達99. 7%的氧化鋅(ZnO)。本發(fā)明的工作原理是本發(fā)明復(fù)分解反應(yīng)的方程式為2ZnS04+2Na2C03+H20 = Zn (OH) 2 · ZnC03+co2 +2Na2S04在硫酸鋅(ZnSO4)、碳酸鈉(Na2CO3)復(fù)分解時，利用碳酸根(CO3)分解成二氧化碳(CO2)時所產(chǎn)生的氣壓適時調(diào)節(jié)電位和溫度，裂碎締和形成新的堿式碳酸鋅分子，使得堿式碳酸鋅(Zn(0H)2.ZnC03)的分子結(jié)構(gòu)中碳酸鋅分子的數(shù)量大大少于氫氧化鋅分子的數(shù)量， 得到微米以下的碳酸鋅產(chǎn)品，在煅燒脫碳時利用二氧化碳(CO2)升華性能，采用高溫煅燒閃 蒸再次裂碎形成氧化鋅(ZnO)分子，得到納米級氧化鋅產(chǎn)品。
權(quán)利要求
一種生產(chǎn)納米級碳酸鋅、氧化鋅的新方法，它包括如下工藝步驟先將計量好的比重為30-31玻美的硫酸鋅水溶液放入復(fù)分解釜內(nèi)，再將含碳酸鈉28％-30％的碳酸鈉水溶液過濾后加入復(fù)分解釜內(nèi)，形成主要含鈉米級堿式碳酸鋅的混合料漿，再將主要含鈉米級堿式碳酸鋅的混合料漿壓濾，并在壓濾機中用水洗凈硫酸根離子后，送至干燥室干燥，再用破碎機送至旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機中煅燒后，進入收塵室內(nèi)，即成納米級氧化鋅。其特征是將含碳酸鈉28％-30％的碳酸鈉水溶液過濾后加入復(fù)分解釜內(nèi)時，分兩次緩慢地加入。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)納米級碳酸鋅、氧化鋅的新方法，其特征是第一次將含 碳酸鈉(賊0)3)28%-30%的碳酸鈉水溶液過濾后緩慢地加入復(fù)分解釜內(nèi)時，在2-2. 5小時 內(nèi)，將復(fù)分解釜內(nèi)的硫酸鋅水溶液的PH值中和至6. 0，反應(yīng)溫度控制在45-50°C，讓其充分 破裂變細(xì)，接著第二次放入含碳酸鈉28% -30%的碳酸鈉水溶液，在30-40分鐘內(nèi)將復(fù)分解 釜內(nèi)溶液的PH值中和至6. 5-6. 8，反應(yīng)溫度控制在60 士 5°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生產(chǎn)納米級碳酸鋅、氧化鋅的新方法，其特征是送至干燥 室干燥時，烘干溫度為160-200°C，干燥至鋅(Zn)含量50-60%的堿式碳酸鋅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生產(chǎn)納米級碳酸鋅、氧化鋅的新方法，其特征是用破碎機 送至旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機中煅燒時，將流體狀的堿式碳酸鋅在溫度800-900°C的氣流管中煅燒 20-50秒鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生產(chǎn)納米級碳酸鋅、氧化鋅的新方法，其特征是用破碎機 送至旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機中煅燒時，將流體狀的堿式碳酸鋅在溫度800-900°C的氣流管中煅燒 20-50秒鐘。
全文摘要
一種生產(chǎn)納米級碳酸鋅、氧化鋅的新方法，它包括如下工藝步驟先將計量好的比重為30-31玻美的硫酸鋅(ZnSO4)水溶液放入復(fù)分解釜內(nèi)，再將含碳酸鈉(Na2CO3)28％-30％的碳酸鈉水溶液過濾后分兩次緩慢地加入復(fù)分解釜內(nèi)，形成主要含鈉米級(細(xì)度達600-800納米)堿式碳酸鋅(Zn(OH)2.ZnCO3)的混合料漿，再將主要含鈉米級堿式碳酸鋅的混合料漿壓濾，并在壓濾機中用水洗凈硫酸根(SO42-)離子后，送至干燥室干燥，再用破碎機送至旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機中煅燒后，進入收塵室內(nèi)，即成納米級氧化鋅(ZnO)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有氧化鋅的細(xì)度細(xì)，比表面積大，煅燒時間短、耗能低等特點。
文檔編號C01G9/00GK101823758SQ20101017244
公開日2010年9月8日 申請日期2010年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月14日
發(fā)明者劉松林 申請人:常寧市湘江化工有限責(zé)任公司