專(zhuān)利名稱(chēng)：一種飼料級(jí)活性氧化鋅濕法生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種濕法冶金技術(shù)，特別涉及一種飼料級(jí)活性氧化鋅的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
飼料級(jí)活性氧化鋅在飼料行業(yè)中作為添加劑使用，作用是防止斷奶仔豬腹瀉、提高斷奶仔豬表觀消化率、生長(zhǎng)速率，降低死亡率。且在飼料加工過(guò)程中為了混合均勻，要求產(chǎn)品流動(dòng)性要好，堆密度應(yīng)接近于其它飼料原料，即0. 9-1. Og/cm3，衛(wèi)生指標(biāo)如鉛、砷、鎘等重金屬控制嚴(yán)格，凡此種種要求均使飼料級(jí)活性氧化鋅生產(chǎn)難度加大。目前,傳統(tǒng)的活性氧化鋅的生產(chǎn)工藝包括酸浸工藝和氨浸工藝傳統(tǒng)酸浸工藝。氨浸法為使用氨水和碳酸氫銨將含鋅原料(成分為氧化鋅)中的鋅浸出，浸出液為鋅氨絡(luò)合液，經(jīng)過(guò)濾后進(jìn)行凈化除去鉛、鎘等重金屬雜質(zhì)，再加熱至沸騰溫度進(jìn)行蒸氨，將氨蒸出后，溶液中的鋅即呈堿式碳酸鋅形態(tài)沉淀析出，過(guò)濾烘干后于550度溫度下進(jìn)行煅燒即生成活性氧化鋅。酸浸法為使用硫酸將含鋅原料(成分為氧化鋅)中的鋅浸出，浸出液為硫酸鋅液體，經(jīng)過(guò)濾后進(jìn)行凈化除去鉛、鎘等重金屬雜質(zhì)，再加入碳酸氫銨和氨水進(jìn)行碳化沉淀反應(yīng)，生成堿式碳酸鋅，而后烘干，并于550度煅燒生成活性氧化鋅.
但是這兩種工藝均存在缺陷
首先，傳統(tǒng)的酸浸工藝盡管在衛(wèi)生指標(biāo)方面能夠達(dá)到飼料級(jí)活性氧化鋅要求，但其堆密度只能達(dá)到0. 7-0. 8g/cm3,導(dǎo)致其流動(dòng)性和混合均勻度均不理想，且生產(chǎn)過(guò)程中凈化除重金屬和碳化工藝成本過(guò)高。傳統(tǒng)酸浸工藝采用硫酸作為浸取劑，浸出原料次氧化鋅中的鋅以生產(chǎn)活性氧化鋅，且不能利用含鋅煙道灰直接浸取，必須將煙道灰經(jīng)過(guò)回轉(zhuǎn)窯煅燒生產(chǎn)出次氧化鋅后方能利用，增加了生產(chǎn)工序,造成生產(chǎn)成本偏高。碳化沉淀工藝采一般采用氨水和碳酸氫銨以質(zhì)量比I :3. 0-3. 5比例混合后作為碳化劑與硫酸鋅液體反應(yīng)生成堿式碳酸鋅，氨水與碳酸氫銨用量較大，直接增加了生產(chǎn)成本；且原碳化工藝無(wú)法滿(mǎn)足飼料級(jí)活性氧化鋅質(zhì)量要求。其生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量情況如下堆密度最高只能達(dá)到0. 8 g/cm3。其次，傳統(tǒng)氨浸工藝生產(chǎn)的工業(yè)級(jí)活性氧化鋅盡管因?yàn)榭梢允褂昧畠r(jià)鋅原料，成本相對(duì)較低，但產(chǎn)品質(zhì)量遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足飼料級(jí)活性氧化鋅的要求，其堆密度僅為0. 4-0. 5g/cm3，衛(wèi)生指標(biāo)鉛、砷、鎘等重金屬達(dá)不到飼料級(jí)活性氧化鋅國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。氨性浸出渣因其粒度較小，溫度較低，過(guò)濾性能較差，傳統(tǒng)氨性浸出工藝過(guò)程中對(duì)浸出液的過(guò)濾采用廂式壓濾機(jī)，只能使用揚(yáng)程較低的離心泵或管道泵進(jìn)料，進(jìn)料壓力最高只能達(dá)到0. 5Mpa，過(guò)濾速度極慢，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下。傳統(tǒng)氨浸工藝可直接從煙道灰中浸取鋅，再通過(guò)加熱蒸氨，使氨水和碳酸氫銨以氨氣的形態(tài)蒸出，鋅則形成氫氧化鋅，生產(chǎn)出的氧化鋅只能作為工業(yè)級(jí)活性氧化鋅使用，不能用于飼料級(jí)活性氧化鋅；且蒸氨時(shí)氨氣大量外泄，環(huán)境污染嚴(yán)重，生產(chǎn)條件惡劣，蒸氨加熱能源消耗極大，生產(chǎn)成本高，不利于節(jié)能減排。
現(xiàn)有工藝在凈化除去硫酸鋅液體和鋅氨絡(luò)合液體中的鐵采用雙氧水作氧化劑,將二價(jià)鐵氧化為三價(jià)鐵，然后使用氨水調(diào)節(jié)PH值至5. 0-5. 4，三價(jià)鐵形成氫氧化鐵深沉過(guò)濾分離。該方法除砷效率僅達(dá)70%，且氫氧化鐵沉淀過(guò)濾較為困難。現(xiàn)有工藝在凈化除鎘工序使用金屬鋅粉一段凈化除鎘，當(dāng)大部分鉛、鎘被鋅粉置換后形成金屬鎘包被于鋅粉表面，沒(méi)有與溶液分離，金屬鎘將會(huì)再次復(fù)溶于溶液中造成鎘含量偏高，此種工藝僅能將鎘除到2ppm以下，且波動(dòng)較大，造成產(chǎn)品中含鎘波動(dòng)太大，難以控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的在于針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種成本低廉的且所得產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)的飼料級(jí)活性氧化鋅濕法生產(chǎn)新工藝。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的
一種活性氧化鋅濕法生產(chǎn)工藝，依次包括以下步驟
(1)中性浸出將次氧化鋅原料和硫酸進(jìn)行反應(yīng)，然后進(jìn)行過(guò)濾，濾液供后段凈化工序使用，濾渣供后段酸性浸出使用；
(2)氨性浸出將次氧化鋅或含鋅煙道灰制漿后加入反應(yīng)設(shè)備中，同時(shí)加入碳酸氫銨和氨水，進(jìn)行反應(yīng)，濾液供后段凈化工序使用；
(3)酸性浸出使用中性浸出的濾渣與硫酸反應(yīng)，濾液返回中性浸出循環(huán)使用，濾渣用水洗滌后洗水返回中性浸出；
(4)一次凈化凈化除去鐵和砷以及錳，得到硫酸鋅溶液；
(5)二次凈化凈化除去鎘和鉛，得到鋅氨絡(luò)合液；
(6)碳化反應(yīng)先將硫酸浸出的硫酸鋅液體并經(jīng)二次凈化后的合格液體打入碳化反應(yīng)池內(nèi)，加水控制鋅含量在60-70g/L，控制溫度在50-55°C，攪拌速度55-65轉(zhuǎn)每分鐘，緩慢加入含鋅120-140g/L的經(jīng)二次凈化后的合格鋅氨絡(luò)合液體，控制加入速度在16-20L/min，反應(yīng)終點(diǎn)以碳化后液鋅含量低于lg/L為止，得到堿式碳酸鋅；
(7)洗滌過(guò)濾將碳化反應(yīng)后生成的堿式碳酸鋅加入水進(jìn)行澄清洗滌，控制堿式碳酸鋅含水量低于25% ；
(8)烘干將步驟(7)所得的堿式碳酸鋅進(jìn)行烘干；
(9)將干燥后的堿式碳酸鋅受熱分解為活性氧化鋅。作為優(yōu)選步驟(I)中，將次氧化鋅原料和硫酸進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，先加硫酸至pH值達(dá)到I. 5-2. 0，升溫至80-85°C，反應(yīng)1-2小時(shí)后再加入適量次氧化鋅漿料將pH值調(diào)節(jié)至5. 0-5. 4，然后再過(guò)濾。作為優(yōu)選步驟(2)中，控制碳酸氫銨和氨水摩爾比為(3. 0-3. 2) :1，過(guò)量系數(shù)為
I.2-1. 3倍，于30-40°C下反應(yīng)4-6小時(shí)后過(guò)濾。進(jìn)一步的過(guò)濾時(shí)采用隔膜式壓濾機(jī)。作為優(yōu)選步驟(3)中，反應(yīng)條件為溫度80_85°C，硫酸濃度50_100g/L的條件下 反應(yīng)1-3小時(shí)。作為優(yōu)選所述步驟(4)中的凈化除去鐵和砷以及錳方法為根據(jù)中性浸出液和氨性浸出液亞鐵含量，加入化學(xué)計(jì)量并過(guò)量I. 1-1. 2倍的氯酸鈉將亞鐵氧化為三價(jià)鐵，氨性浸出液即可過(guò)濾，濾液進(jìn)入二次凈化，中性浸出液將溫度升至90°C以上時(shí)，加入氨水調(diào)節(jié)PH值至5. 0-5. 4，然后加入化學(xué)計(jì)量并過(guò)量2. 0-2. 5倍的過(guò)硫酸銨除錳，攪拌反應(yīng)3小時(shí)并靜置陳化2小時(shí)后檢測(cè)錳含量低于0. 004g/L即過(guò)濾，濾液進(jìn)入二次凈化。作為優(yōu)選所述步驟(5)除鎘的方法為根據(jù)中性浸出液和氨性浸出液中鉛、鎘合量加入化學(xué)計(jì)量并過(guò)量I. 3-1. 4倍金屬鋅粉除鉛鎘，控制反應(yīng)溫度50-55°C，pH值5. 0-5. 4，反應(yīng)30分鐘并取樣檢測(cè)鉛鎘含量均低于10PPM即可澄清分離鎘渣，澄清液放入另一個(gè)除鎘罐進(jìn)行二次除鎘將溶液中鎘降至0. 5ppm以下；氨性浸出液于常溫下反應(yīng)1-2小時(shí)檢測(cè)鉛、鎘含量均低于10PPM既可澄清分離鎘渣，將澄清液放入另一個(gè)除鎘罐中進(jìn)行二次除鎘將溶液中鎘含量降至0. 5ppm以不即可壓濾，兩種濾液分別放入各自的成品液池備用。作為優(yōu)選所述步驟(8)中的烘干方法為將堿式碳酸鋅加入閃蒸干燥機(jī)內(nèi)，控制閃蒸干燥進(jìn)氣溫度220-250度，出氣溫度85-95度，使烘出的堿式碳酸鋅含水量低于0. 5%。本發(fā)明同時(shí)使用硫酸浸出和氨性浸出工藝，反應(yīng)方程式如下
硫酸浸出次氧化鋅原料
H2S04+Zn0=ZnS04+H20
H2S04+ZnC03=ZnS04+H20+C02
氨水和碳酸氫銨浸出含鋅煙道灰原料
ZnCHnNH3 H2CHNH4HCO3=Zn (NH3) nC03+nH20
兩種浸出工藝相結(jié)合可擴(kuò)寬原料渠道，利用次氧化鋅和價(jià)格相對(duì)低廉的含鋅煙道灰，使原料采購(gòu)成本同時(shí)得到下降。次氧化鋅在使用硫酸浸出時(shí)，其中的鐵、錳、銅、砷、鉛、鎘等金屬均會(huì)以硫酸鹽形態(tài)被浸出于硫酸鋅液體中，但若使用含鋅煙道灰與硫酸進(jìn)行浸出反應(yīng)時(shí)，因煙道含碳及硫、碳酸鹽較高，反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生大量氣泡和二氧化硫氣體，浸出過(guò)程因操作環(huán)境惡劣，溢罐現(xiàn)象嚴(yán)重，生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行，故不能用于硫酸浸出，而氨性浸出則不會(huì)發(fā)出此類(lèi)副反應(yīng)，因此可以使用含鋅煙道灰進(jìn)行生產(chǎn)。氨性浸出時(shí)鐵、銅、鎘、砷、鉛等金屬均以金屬絡(luò)氨離子狀態(tài)存在于鋅氨絡(luò)合液中，而錳、硫、碳等均不發(fā)生反應(yīng)而殘留于渣中，因此原料對(duì)錳、硫、碳等沒(méi)有過(guò)高要求，而鐵在氨性浸出過(guò)程中因?yàn)榻雎实停识F量指標(biāo)可高于硫酸浸出對(duì)原料中鐵的要求。本發(fā)明的工藝創(chuàng)造性地將氨浸凈化后的鋅氨絡(luò)合液加入到硫酸浸出凈化后的硫酸鋅液體中進(jìn)行碳化沉淀反應(yīng)，同時(shí)將硫酸鋅液體中的鋅以堿式碳酸鋅形態(tài)析出，鋅氨絡(luò)合液中的鋅以氫氧化鋅的形態(tài)析出，
化學(xué)反應(yīng)方程式如下
6ZnS04+3Zn (NH3) 4C03+6H20=3ZnC03 2Zn (OH) 2 H20+6 (NH4) 2S04本發(fā)明的工藝對(duì)中性浸出、硫酸浸出和氨性浸出條件進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)，為了提高鋅的浸出率，對(duì)影響浸出率的因素，包括反應(yīng)溫度、浸出劑濃度、固液比、反應(yīng)時(shí)間、攪拌強(qiáng)度等進(jìn)行了優(yōu)化對(duì)比實(shí)驗(yàn)，得出上述優(yōu)化控制參數(shù)；
通過(guò)對(duì)各控制參數(shù)的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，最終使硫酸浸出工藝的浸出率達(dá)到了 98%以上，氨性浸出工藝的浸出率達(dá)到了 95%以上，比傳統(tǒng)工藝操作方式提高了 8%以上。本工藝優(yōu)選在氨性浸出步驟的過(guò)濾時(shí)采用隔膜式壓濾機(jī)，該壓濾機(jī)同時(shí)配備了高性能氣動(dòng)隔膜泵，進(jìn)料壓力可增大至I. 6Mpa，大大提高了過(guò)濾速度，且濾渣水分從原來(lái)的50%降低到了 20%，不但提高了鋅的總回收率，同時(shí)有利于濾渣的銷(xiāo)售。
本工藝在除鐵除砷時(shí)優(yōu)選采用黃鈉鐵礬法除鐵，用氯酸鈉作氧化劑同時(shí)補(bǔ)充鈉離子與三價(jià)鐵形成黃鈉鐵礬沉淀；
黃鈉鐵礬除鐵法
NaC103+2FeS04+H2S04=Fe2 (SO4) 3+NaCl+H20+02
3Fe2 (SO4) 3+12H20+2NaCi=Na2Fe6 (SO4) 4 (OH) 12+5H2S04+2HCI
黃鈉鐵礬法除砷原理為溶液中的砷酸鹽與三價(jià)鐵離子水解產(chǎn)物共沉淀，此原理與雙氧水除鐵法類(lèi)似，但黃鈉鐵礬法除砷效果優(yōu)于雙氧水除鐵法，其原因主要在于黃鈉鐵礬在成礬過(guò)程中同時(shí)發(fā)揮了對(duì)砷的吸附和包裹作用，最終形成較大的粒子沉淀，故過(guò)濾性能也優(yōu)于雙氧水除鐵法；
本工藝優(yōu)選采用變頻高速器調(diào)節(jié)攪拌電機(jī)轉(zhuǎn)速，從而可任意控制攪拌速度，配合碳化工藝其它因素的調(diào)節(jié)，可生產(chǎn)堆密度0. 5-1. I范圍內(nèi)的任意產(chǎn)品規(guī)格。該方法除砷效率可達(dá)到90%以上，使溶液中的砷降到了 0. 5ppm以下，使產(chǎn)品活性氧化鋅中的砷降到了 3ppm以下。同時(shí)黃鈉鐵礬渣過(guò)濾性能良好，除鐵成本比雙氧水除鐵法每噸產(chǎn)品降低了 50元左右。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的工藝將酸浸液和氨浸液直接碳化生產(chǎn)活性氧化鋅，一方面利用了價(jià)格低廉的鋅煙道灰，另一方面利用了氨浸液中的氨水和碳酸氫銨作為酸浸液的碳化沉淀劑，不再額外使用氨水和碳酸氫銨，減少了蒸氨環(huán)節(jié)，大大降低了生產(chǎn)成本；此外，本工藝生產(chǎn)出的堿式碳酸鋅過(guò)濾性能良好，壓濾后水分降低至25%以下，且煅燒后活性氧化鋅堆密度可達(dá)到0. 9-1. lg/cm3，甚至更高，滿(mǎn)足了飼料添加劑行業(yè)對(duì)活性氧化鋅的流動(dòng)性和堆密度的更高要求，且因水分下降，每噸產(chǎn)品干燥費(fèi)用降低了 200元左右。產(chǎn)品飼料級(jí)活性氧化鋅可達(dá)到如下質(zhì)量ZnO彡98%, Pb ( 5ppm, As ( 5ppm,Cd ( 5ppm, Fe ( 0. 5%, Mn ( 0. 1%，SO4- ( 0. 5%, CF ( 0. 2%,堆密度彡 0. 9g/cm3。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的說(shuō)明。為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。實(shí)施例I :
1)中性浸出，將次氧化鋅原料制漿后打入反應(yīng)罐中，同時(shí)加入定量硫酸攪拌反應(yīng)，加酸至PH值達(dá)到I. 5，加蒸汽升溫至80V，反應(yīng)I小時(shí)后再加入適量次氧化鋅漿料將pH值調(diào)節(jié)至5. 0，反應(yīng)好后進(jìn)行壓濾操作，濾液供后段凈化，濾渣供酸浸使用；
2)酸性浸出，使用中性浸出的濾渣在溫度80°C，硫酸濃度50g/L的條件下攪拌反應(yīng)2小時(shí)，濾液返回中性浸出循環(huán)使用，濾渣用清水洗滌后洗水返回中性浸出，濾渣外銷(xiāo)；
3)氨性浸出，將次氧化鋅或含鋅煙道灰制漿后加入反應(yīng)罐中，同時(shí)加入碳酸氫銨和氨水，控制反應(yīng)液中含氨10%，含碳酸氫銨5%，于常溫下反應(yīng)4小時(shí)后壓濾，濾液供后段凈化工序使用，濾洛外銷(xiāo)；
4)一次凈化，根據(jù)中性浸出液和氨性浸出液亞鐵含量，加入化學(xué)計(jì)量并過(guò)量I. I倍的雙氧水將亞鐵氧化為三價(jià)鐵，氨性浸出液即可過(guò)濾，濾液進(jìn)入二次凈化，中性浸出液需將溫度升至90度以上時(shí)，加入氨水調(diào)節(jié)pH值至5. 0-5. 4，然后加入化學(xué)計(jì)量并過(guò)量2. 0倍的過(guò)硫酸銨除錳，攪拌反應(yīng)3小時(shí)并靜置陳化2小時(shí)后檢測(cè)錳含量低于0. 004g/L過(guò)濾，濾渣外銷(xiāo)，濾液進(jìn)入二次凈化；
5)二次凈化，根據(jù)中性浸出液和氨性浸出液中鉛、鎘合量加入化學(xué)計(jì)量并過(guò)量I. 5倍金屬鋅粉除鉛鎘，中性浸出液控制反應(yīng)溫度50°C，pH值5. 0，反應(yīng)30分鐘并取樣檢測(cè)鉛鎘含量均低于IPPM即可過(guò)濾，氨性浸出液于常溫下反應(yīng)2小時(shí)檢測(cè)鉛、鎘含量均低于2PPM既可過(guò)濾，兩種濾液分別放入各自的成品液池備用；
6)取經(jīng)凈化除去鐵、錳、鉛、砷、鎘后的鋅氨絡(luò)合液和硫酸鋅溶液，總鋅量為680公斤金屬鋅，于15立方的碳化反應(yīng)罐內(nèi)反應(yīng)，控制鋅氨絡(luò)合液與硫酸鋅液摩爾比為I :2. 0，其中硫酸鋅液濃度控制在60克/升范圍內(nèi)，鋅氨絡(luò)合液鋅濃度控制在120克/升，兩種液體中雜質(zhì)含量控制如下:鐵彡0. 5克/升，錳彡0. 004克/升，鉛彡0. 5PPM，砷彡0. 5PPM，鎘彡0. 5PPM。首先將硫酸鋅液加熱至50°C，然后緩慢加入氨浸鋅液，控制加入速度在16升/分鐘，調(diào)節(jié)變頻調(diào)速器使攪拌速度為55轉(zhuǎn)/分鐘，隨著鋅氨絡(luò)合液的不斷加入，反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳?xì)馀輰⒃絹?lái)越少，待氣泡不再產(chǎn)生時(shí)取液體過(guò)濾，取濾液50毫升，加入5%的硫化鈉溶液5滴，觀察無(wú)白色沉淀產(chǎn)生，證明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到終點(diǎn)，攪拌30分鐘后即可澄清洗滌。洗滌終點(diǎn)以加入10%氯化鋇溶液不再出現(xiàn)白色沉淀為止。將洗滌干凈的堿式碳酸鋅泵入廂式壓濾機(jī)過(guò)濾，并用壓縮空氣吹干后加入閃蒸干燥機(jī)烘干，控制閃蒸干燥進(jìn)氣溫度220°C，出氣溫度85°C，將水分干燥后進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)于500°C溫度煅燒，控制煅燒時(shí)間在30分鐘，堿式碳酸鋅受熱分解為活性氧化鋅。經(jīng)檢測(cè)產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)如下
最后所得氧化鋅含量=98. 8%，鉛含量為4ppm，砷含量為3ppm，鎘含量為5ppm，堆密度為 I. Og/cm3。實(shí)施例2
1)中性浸出，將次氧化鋅原料制漿后打入反應(yīng)罐中，同時(shí)加入定量硫酸攪拌反應(yīng)，加酸至PH值達(dá)到2. 0，加蒸汽升溫至85°C，反應(yīng)I小時(shí)后再加入適量次氧化鋅漿料將pH值調(diào)節(jié)至5. 4，反應(yīng)好后進(jìn)行壓濾操作，濾液供后段凈化，濾渣供酸浸使用；
2)酸性浸出，使用中性浸出的濾渣在溫度80°C，硫酸濃度100g/L的條件下攪拌反應(yīng)2小時(shí)，濾液返回中性浸出循環(huán)使用，濾渣用清水洗滌后洗水返回中性浸出，濾渣外銷(xiāo)；
3)氨性浸出，將次氧化鋅或含鋅煙道灰制漿后加入反應(yīng)罐中，同時(shí)加入碳酸氫銨和氨水，控制反應(yīng)液中含氨12%，含碳酸氫銨8%，于常溫下反應(yīng)4小時(shí)后壓濾，濾液供后段凈化工序使用，濾洛外銷(xiāo)；
4)一次凈化，根據(jù)中性浸出液和氨性浸出液亞鐵含量，加入化學(xué)計(jì)量并過(guò)量I. 2倍的雙氧水將亞鐵氧化為三價(jià)鐵，氨性浸出液即可過(guò)濾，濾液進(jìn)入二次凈化，中性浸出液需將溫度升至92°C，加入氨水調(diào)節(jié)pH值至5. 4，然后加入化學(xué)計(jì)量并過(guò)量2. 5倍的過(guò)硫酸銨除錳，攪拌反應(yīng)3小時(shí)并靜置陳化2小時(shí)后檢測(cè)錳含量低于0. 004g/L即過(guò)濾，濾渣外銷(xiāo)，濾液進(jìn)入二次凈化； 5)二次凈化，根據(jù)中性浸出液和氨性浸出液中鉛、鎘合量加入化學(xué)計(jì)量并過(guò)量I. 7倍金屬鋅粉除鉛鎘，中性浸出液控制反應(yīng)溫度55°C，pH值5. 4，反應(yīng)30分鐘并取樣檢測(cè)鉛鎘含量均低于IPPM即可過(guò)濾，氨性浸出液于常溫下反應(yīng)2小時(shí)檢測(cè)鉛、鎘含量均低于2PPM既可過(guò)濾，兩種濾液分別放入各自的成品液池備用；
6)取經(jīng)凈化除去鐵、錳、鉛、砷、鎘后的鋅氨絡(luò)合液和硫酸鋅溶液，總鋅量為720公斤金屬鋅，于15立方的碳化反應(yīng)罐內(nèi)反應(yīng)，控制鋅氨絡(luò)合液與硫酸鋅液摩爾比為I :2. 6，其中硫酸鋅液濃度控制在70克/升，鋅氨絡(luò)合液鋅濃度控制在140克/升，兩種液體中雜質(zhì)含量控制如下鐵彡0. 5克/升，錳彡0. 004克/升，鉛彡0. 5PPM，砷彡0. 5PPM，鎘彡0. 5PPM。首先將硫酸鋅液加熱至55°C度范圍內(nèi)，然后緩慢加入氨浸鋅液，控制加入速度在20升/分鐘，調(diào)節(jié)變頻調(diào)速器使攪拌速度控制在65轉(zhuǎn)/分鐘，隨著鋅氨絡(luò)合液的不斷加入，反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳?xì)馀輰⒃絹?lái)越少，待氣泡不再產(chǎn)生時(shí)取液體過(guò)濾，取濾液50毫升，加入5%的硫化鈉溶液5滴，觀察無(wú)白色沉淀產(chǎn)生，證明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到終點(diǎn)，攪拌30分鐘后即可澄清洗滌。洗滌終點(diǎn)以加入10%氯化鋇溶液不再出現(xiàn)白色沉淀為止。將洗滌干凈的堿式碳酸鋅泵入廂式壓濾機(jī)過(guò)濾，并用壓縮空氣吹干后加入閃蒸干燥機(jī)烘干，控制閃蒸干燥進(jìn)氣溫度250°C， 出氣溫度95°C，將水分干燥后進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)于550°C溫度煅燒，控制煅燒時(shí)間在40分鐘范圍內(nèi)，堿式碳酸鋅受熱分解為活性氧化鋅。經(jīng)檢測(cè)產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)如下
最后所得氧化鋅含量=99. 0%，鉛含量為3. 5ppm，砷含量為3. 5ppm，鎘含量為4. 5ppm,堆密度:為 I. lg/cm3。
權(quán)利要求
1.一種飼料級(jí)活性氧化鋅濕法生產(chǎn)工藝，其特征在于依次包括以下步驟 (1)中性浸出將次氧化鋅原料和硫酸進(jìn)行反應(yīng)，然后進(jìn)行過(guò)濾，濾液供后段凈化工序使用，濾渣供后段酸性浸出使用； (2)氨性浸出將次氧化鋅或含鋅煙道灰制漿后加入反應(yīng)設(shè)備中，同時(shí)加入碳酸氫銨和氨水，進(jìn)行反應(yīng)，濾液供后段凈化工序使用； (3)酸性浸出使用中性浸出的濾渣與硫酸反應(yīng)，濾液返回中性浸出循環(huán)使用，濾渣用水洗滌后洗水返回中性浸出； (4)一次凈化凈化除去鐵和砷以及錳； (5)二次凈化凈化除去鎘和鉛； (6)碳化反應(yīng)先將硫酸浸出的硫酸鋅液體并經(jīng)二次凈化后的合格液體打入碳化反應(yīng)池內(nèi)，加水控制鋅含量在60-70g/L，控制溫度在50-55°C，攪拌速度55-65轉(zhuǎn)每分鐘，緩慢加入含鋅120-140g/L的經(jīng)二次凈化后的合格鋅氨絡(luò)合液體，控制加入速度在16-20L/min，反應(yīng)終點(diǎn)以碳化后液鋅含量低于lg/L為止，得到堿式碳酸鋅； (7)洗滌過(guò)濾將碳化反應(yīng)后生成的堿式碳酸鋅加入水進(jìn)行澄清洗滌，控制堿式碳酸鋅含水量低于25% ； (8)烘干將步驟(7)所得的堿式碳酸鋅進(jìn)行烘干； (9)將干燥后的堿式碳酸鋅受熱分解為活性氧化鋅。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種飼料級(jí)活性氧化鋅濕法生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟(I)中，將次氧化鋅原料和硫酸進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，先加硫酸至PH值達(dá)到I. 5-2. 0，升溫至80-85°C，反應(yīng)1-2小時(shí)后再加入適量次氧化鋅漿料將pH值調(diào)節(jié)至5. 0-5. 4，然后再過(guò)濾。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種飼料級(jí)活性氧化鋅濕法生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟(2)中，控制碳酸氫銨和氨水摩爾比為(3. 0-3. 2):1，過(guò)量系數(shù)為I. 2-1. 3倍，于30-40°C下反應(yīng)4-6小時(shí)后過(guò)濾。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種飼料級(jí)活性氧化鋅濕法生產(chǎn)工藝，其特征在于過(guò)濾時(shí)采用隔膜式壓濾機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種飼料級(jí)活性氧化鋅濕法生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟(3)中，反應(yīng)條件為溫度80-85°C，硫酸濃度50-100g/L的條件下反應(yīng)1_3小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種飼料級(jí)活性氧化鋅濕法生產(chǎn)工藝，其特征在于 所述步驟(4)中的凈化除去鐵和砷以及錳方法為根據(jù)中性浸出液和氨性浸出液亞鐵含量，加入化學(xué)計(jì)量并過(guò)量I. 1-1. 2倍的氯酸鈉將亞鐵氧化為三價(jià)鐵，氨性浸出液即可過(guò)濾，濾液進(jìn)入二次凈化，中性浸出液將溫度升至90°C以上時(shí)，加入氨水調(diào)節(jié)PH值至5.0-5. 4，然后加入化學(xué)計(jì)量并過(guò)量2. 0-2. 5倍的過(guò)硫酸銨除錳，攪拌反應(yīng)3小時(shí)并靜置陳化2小時(shí)后檢測(cè)錳含量低于0. 004g/L即過(guò)濾，濾液進(jìn)入二次凈化。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種飼料級(jí)活性氧化鋅濕法生產(chǎn)工藝，其特征在于 所述步驟(5)除鎘的方法為根據(jù)中性浸出液和氨性浸出液中鉛、鎘合量加入化學(xué)計(jì)量并過(guò)量I. 3-1. 4倍金屬鋅粉除鉛鎘，控制反應(yīng)溫度50-55°C，pH值5. 0-5. 4，反應(yīng)30分鐘并取樣檢測(cè)鉛鎘含量均低于10PPM即可澄清分離鎘渣，澄清液放入另一個(gè)除鎘罐進(jìn)行二次除鎘將溶液中鎘降至0. 5ppm以下；氨性浸出液于常溫下反應(yīng)1-2小時(shí)檢測(cè)鉛、鎘含量均低于10PPM既可澄清分離鎘渣，將澄清液放入另一個(gè)除鎘罐中進(jìn)行二次除鎘將溶液中鎘含量降至0. 5ppm以不即可壓濾，兩種濾液分別放入各自的成品液池備用。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種飼料級(jí)活性氧化鋅濕法生產(chǎn)工藝，其特征在于所述步驟(8)中的烘干方法為將堿式碳酸鋅加入閃蒸干燥機(jī)內(nèi)，控制閃蒸干燥進(jìn)氣溫度220-250 度，出氣溫度85-95度，使烘出的堿式碳酸鋅含水量低于0. 5%。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種飼料級(jí)活性氧化鋅濕法生產(chǎn)新工藝，屬于飼料添加劑領(lǐng)域，依次包括中性浸出、氨性浸出、酸性浸出、一次凈化、二次凈化、碳化反應(yīng)、洗滌過(guò)濾、烘干和受熱分解等步驟，本工藝將酸浸液和氨浸液直接碳化生產(chǎn)活性氧化鋅，一方面利用了價(jià)格低廉的鋅煙道灰，另一方面利用了氨浸液中的氨水和碳酸氫銨作為酸浸液的碳化沉淀劑，不再額外使用氨水和碳酸氫銨，減少了蒸氨環(huán)節(jié)，大大降低了生產(chǎn)成本；得到的活性氧化鋅堆密度可達(dá)到0.9-1.1g/cm3，甚至更高，滿(mǎn)足了飼料添加劑行業(yè)對(duì)活性氧化鋅的流動(dòng)性和堆密度的更高要求，且因水分下降，每噸產(chǎn)品干燥費(fèi)用降低了200元左右。
文檔編號(hào)C01G9/02GK102627313SQ20121010554
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月12日
發(fā)明者呂宗良, 莊萬(wàn)龍, 李奉仙, 李達(dá)昌 申請(qǐng)人:廣漢隆達(dá)飼料有限公司