專(zhuān)利名稱(chēng)：一種利用電解鋅酸浸渣氨法生產(chǎn)高純度氧化鋅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種氧化鋅的生產(chǎn)方法，特別涉及一種高純度氧化鋅的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
目前濕法煉鋅主要采用焙燒-浸出-電解的生產(chǎn)エ藝，排放的電解鋅酸浸渣中鋅含量按質(zhì)量比計(jì)一般為6-9%，有的能達(dá)20%，對(duì)酸浸渣所做的物相分析與X衍射分析表明，浸出渣中鋅主要以ZnFe2O4、硅酸鋅形式存在，同吋，硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)6-12%，其中硫酸根的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15-30%，各地礦鈣、鎂鹽含量不同，同時(shí)還含有Cu2+、Pb2+、Cd2+、Ni2+、Hg2+、As3+等離子，其大致質(zhì)量含量約為銅1%、鉛0. 8%、鐵4%、硅3%、砷0. 3%、銀0. 003%、鈣12%、鎂3%)。為了回收這些鋅，目前的處理方法目前有火法和濕法兩種，火法為回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)法(威爾茲法)和煙化爐揮發(fā)法，如公開(kāi)號(hào)為CN101886180的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)。濕法有熱酸浸出或高溫加壓浸出?；鸱ㄌ幚砉に嚵鞒涕L(zhǎng)，設(shè)備維修量大，投資高，工作環(huán)境較差，需要消耗大量的燃煤或冶金焦煤，效益低，環(huán)境污染大。因此通常用熱酸浸出或高壓浸出，這些方法仍然存在缺點(diǎn)是①消耗大量的酸，②除鐵的壓カ大，需消耗較多的試劑，③高溫高壓設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，設(shè)備復(fù)雜投資較大；④運(yùn)行成本高，經(jīng)濟(jì)效益差。⑤最后排出的渣是酸性渣，給環(huán)境帶來(lái)新的污染，只好采取固化填埋，不但污染環(huán)境，而且也浪費(fèi)資源。最理想的方法是進(jìn)行鋅的選擇性浸出，使鋅進(jìn)入溶液中，鋅得到有價(jià)值的回收利用。另ー方面，高純度氧化鋅一般是指氧化鋅的質(zhì)量百分含量在99. 7%及其以上的氧化鋅產(chǎn)品，高純度氧化鋅是現(xiàn)代エ業(yè)不可缺少的一種高科技原料，用途廣泛，主要用于玻璃、飼料、陶瓷、染料、油漆、造紙、橡膠、農(nóng)藥、煉油、鍍鋅、特種鋼材、合金、國(guó)防科技等數(shù)十種行業(yè)企業(yè)，無(wú)論是玻璃、造紙，還是橡膠、煉油等都對(duì)氧化鋅需求量很大，并且純度要求非常聞。目前生產(chǎn)高純氧化鋅的方法，主要是間接法，間接法一般以鋅錠為原料，通過(guò)電解還原，或高溫氣化，空氣氧化再冷凝收集制得氧化鋅，不同的鋅錠原料，生產(chǎn)出的氧化鋅純度也不一樣，此エ藝主要生產(chǎn)99. 5%—99. 7%的氧化鋅。氨法是制備氧化鋅的ー種常用方法，目前氨法(氨-碳銨聯(lián)合浸出法生產(chǎn)氧化鋅)的一般步驟包括氨-碳銨為浸出液，對(duì)含鋅物料進(jìn)行浸取，鋅氨絡(luò)合液體經(jīng)凈化、蒸氨結(jié)晶、干燥煅燒制得氧化鋅產(chǎn)品。這種傳統(tǒng)的氨法制備氧化鋅一直沒(méi)有應(yīng)用于電解鋅酸浸渣的處理，主要原因在于
I)電解鋅酸浸渣中有大量硫酸鈣包裹而使得其中的鋅浸出困難，回收率低。2)電解鋅酸浸渣中含有15-30%的硫酸根，大量的氨轉(zhuǎn)化為硫酸銨，氨耗高
3)將浸取后的鋅氨絡(luò)合液直接浄化，由于液體中仍然存在大量的游離氨，雜質(zhì)絡(luò)合力強(qiáng)，凈化難以徹底，最終影響氧化鋅產(chǎn)品的純度
4)由于溶液中存在大量的硫酸根，在蒸氨過(guò)程中將析出部分硫酸鋅銨復(fù)鹽，影響氧化鋅純度。綜上所述，對(duì)于電解鋅酸浸渣的處理，如何在低鋅含量和高雜質(zhì)含量的物料中有效浸出其中的鋅，并得到高純度的氧化鋅，同時(shí)克服傳統(tǒng)的火法和濕法的缺點(diǎn)，成為本行業(yè)迫切解決而未能解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的之ー在于針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種有效回收電解鋅酸浸渣中的鋅并制備高純度氧化鋅的方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的ー種利用電解鋅酸浸渣采用氨-銨法生產(chǎn)高純氧化鋅的方法，依次包括以下步驟
酸浸渣浸出、預(yù)蒸氨、浄化除雜、蒸氨結(jié)晶和干燥煅燒，
在浸取待處理的電解鋅酸浸渣步驟之前，向待處理的電解鋅酸浸渣中加入熟石灰進(jìn)行混合活化，所加入的熟石灰的量，按重量比計(jì)，為待處理電解鋅酸浸渣的1-5% ；
將混合活化后的電解鋅酸浸洛用氨水-碳酸銨液或氨水-碳酸氫銨液進(jìn)行浸??；其中，NH3的摩爾濃度c (NH3) =5-6mol/L, C032_摩爾濃度c (CO32O =0. 9 I. 2 mol/L,在每立方米的氨水-碳銨液中添加0. 3-0. 5kg氟硅酸鈉。蒸氨結(jié)晶和干燥煅燒步驟均采用目前普通氨法制備氧化鋅的エ藝參數(shù)。本發(fā)明首先將現(xiàn)有的氨法制備氧化鋅的技術(shù)應(yīng)用于對(duì)電解鋅酸浸渣的處理，同時(shí)，在現(xiàn)有的氨法的エ藝基礎(chǔ)上，在氨浸步驟之前，增加了在待處理的電解鋅酸浸渣中加入熟石灰進(jìn)行混合活化的步驟，同時(shí)在浸取液中，加入適量的氟硅酸鈉。要得到高純度的氧化鋅，首先需要保證電解鋅酸浸渣中的鋅能盡可能地浸出，這樣ー方面可以提高鋅的回收率，另ー方面，在浸出液中鋅的含量越大，雜質(zhì)含量也就越小，才能保證在同等エ藝條件下制得更高純度的氧化鋅。由于電解鋅酸浸渣中含有大量的硫酸鈣(15-30%)，硫酸鈣含鋅微粒起膜隔離作用，致使酸環(huán)境難以浸出，所以本發(fā)明采用氨法浸出，在氨-碳銨混合液作用下，硫酸鈣轉(zhuǎn)化為碳酸鈣與氫氧化鈣，在轉(zhuǎn)換過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)硫酸鈣的逐層剝離與鋅氨絡(luò)合同步；但是氫氧化鈣等超細(xì)微粒對(duì)絡(luò)合也起到一定的阻礙作用，為了解決這個(gè)問(wèn)題，本申請(qǐng)的發(fā)明人通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)得出適量的氟硅酸納能破除超細(xì)微粒對(duì)含鋅顆粒包裹作用，實(shí)現(xiàn)超細(xì)微粒分層上浮，從而將鋅暴露，使其較完全地進(jìn)入浸取液中。同時(shí)，本申請(qǐng)的發(fā)明人通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)得出適量熟石灰的加入，一方面可以中和酸浸渣中殘余的酸根；另ー方面可以增加浸取環(huán)境中的0H—，破壞電位平衡，破壞表面能，提高鋅的浸出率和浸出速度；再一方面，0H_取代C032_提供絡(luò)合配位體可以使后續(xù)步驟中水解沉鋅為氫氧化鋅沉淀；再次，稍強(qiáng)的堿性環(huán)境利于雜質(zhì)的沉淀處理(如鐵、鋁、鎂等離子金屬雜質(zhì))，使進(jìn)入浸取液中的這些金屬雜質(zhì)減少，為制備高純度氧化鋅奠定了基礎(chǔ)。其中
混合活化過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)為
Ca (OH) 2+C0廣—CaCO3 I +20F
2NH3. H2O + CaSO4 — Ca (OH) 2 I + (NH4) 2S04
NH4HCO3+ NH3. H2O+ CaSO4 — CaCO3 I + (NH4) 2S04+H20Fe3+ +30F — Fe (OH) 3 IFe2+ +20F — Fe (OH) 2 I浸取步驟的化學(xué)反應(yīng)方程式為
ZnCHnNH3 +H2O — [Zn (NH3) n] 2++20H_
ZnFe2O4 +nNH3+4H20 — [ Zn (NH3) n ] 2++2Fe (OH) 3 I +20F ZnFe2O4 +nNH3+H20 — [Zn (NH3) n] 2++Fe203 丨 +20IT Zn2SiO4+2nNH3 — 2 [Zn(NH3)n]2+ + SiO44- Zn (OH) 2 +nNH3 — [ Zn (NH3) n ] 2++20F Zn+nNH3 +2H20 — [Zn (NH3) n] 2++H2+20H_
ZnS04+nNH3 — [Zn (NH3)n] 2++S042_
其中n=l 4 ；
浄化除雜過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)
S2O82-+ Mn2++ 2NH3 H2O + H2O — Mn 0 (OH) 2 ふ + 2NH/+2S0廣+ 2H.
S2O8 2>2Fe2+ +6H20 — 2S0廣 + 2Fe (OH) 3 I + 6H+
AsO43 + Fe3— FeAsO4 I
AsO33 + S2O8 2 + H2O — 2SO42 + AsO43 + 2H+
2H3As03 + 8Fe (OH) 3 — (Fe2O3)4As2O3 5H20 I +IOH2OM2+ + S2 — MS I M 代表 Cu2+、Pb2+、Cd2+、Ni2+ Hg2+ 等離子As3 + S 2 — As2S3 IY2+ + Zn —Zn2+ + Y 其中 Y 代表:Cu2+、Pb2+、Cd2+、Ni2+ 等離子；
蒸氨步驟的反應(yīng)方程式
[Zn (NH3)i] 2++20H_= Zn(OH)2 I + iNH3 t i =1 4[Zn(NH3)4] C03+H20 — ZnCO3 2Zn (OH)2 H2O I +16NH3 t干燥煅燒的化學(xué)反應(yīng)方程式
Zn (OH) 2 — ZnO + H2O t
ZnCO3 2Zn (OH) 2 H2O — 3Zn0 +3H20 t +CO2
作為優(yōu)選浸取待處理的電解鋅酸浸渣時(shí)，在每立方米氨水-碳銨液中還添加有
0.5-lkg的ニ氰ニ胺和0. 03-0. 05kg的表面活性剤。表面活性劑可以對(duì)氫氧化鈣等超細(xì)微粒進(jìn)行分散，與氟硅酸鈉配合作用，可以更快捷更完全地將鋅從電解鋅酸浸渣中浸出，進(jìn)ー步提高鋅的回收率，進(jìn)ー步提高浸取液中鋅濃度從而更有利于高純度氧化鋅的制備。作為優(yōu)選在氨水-碳銨液中還添加有0. 5-lkg的ニ氰ニ胺。ニ氰ニ胺作為氨穩(wěn)定劑，可以減少浸取過(guò)程中氨的揮發(fā)，改善工作環(huán)境，減少氨的損耗。作為優(yōu)選所述混合活化時(shí)間為36-48小吋。
適當(dāng)?shù)幕旌匣罨瘯r(shí)間，可以保證活化效果的同時(shí)提高生產(chǎn)效率。作為優(yōu)選在浸取待處理的電解鋅酸浸渣時(shí)，同時(shí)進(jìn)行球磨浸取。利用球磨浸取，破壞鐵酸鋅的晶格及超細(xì)微粒對(duì)鋅的包裹，可以提高浸出速度和浸出率。
作為優(yōu)選在浄化除雜步驟之前，進(jìn)行預(yù)蒸氨將浸取液加熱至90_98°C進(jìn)行蒸氨，蒸至液體中NH3的摩爾濃度c (NH3) =3. 0-3. 5mol/L,
還可以同時(shí)并在姆立方米浸取液加入4. 8-6kg過(guò)硫酸銨，
浄化除雜前，先進(jìn)行預(yù)蒸氨，脫除過(guò)多的游離氨，過(guò)硫酸銨氧化，再通過(guò)硫化初歩除雜、后鋅粉深度還原重金屬，再用氟化銨除去鈣等。過(guò)硫酸銨作為氧化劑，除去鉄、錳雜質(zhì)，氫氧化鐵吸附砷形成共沉淀。預(yù)蒸氨步驟對(duì)于液體中氨濃度的控制，以使溶液中鋅析出的臨界點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)。增加預(yù)蒸氨步驟，去除過(guò)多的游離氨，降低雜質(zhì)與氨的絡(luò)合能力，使雜質(zhì)離子易于 形成沉淀除去，利于提高凈化質(zhì)量，減少凈化藥品用量；
作為優(yōu)選在蒸氨結(jié)晶后的廢液中加入硫化鈉回收剰余的鋅，分離得到硫化鋅濾餅和液體；此液體其成分為稀的硫酸銨、硫酸鈉混合液,經(jīng)加入熟石灰并攪拌,在攪拌過(guò)程中加入表面活性劑；將混合液進(jìn)行蒸氨結(jié)晶，結(jié)晶溫度為不高于105°C，蒸氨過(guò)程中進(jìn)行攪拌，攪拌速度為300-500轉(zhuǎn)/分鐘，析出的氨通過(guò)冷卻回收，硫酸鈣濾餅進(jìn)行漂洗、干燥，得到微細(xì)硫酸鈣粉體產(chǎn)品。這樣，節(jié)約成本、利于環(huán)保和生產(chǎn)環(huán)節(jié)的健康；再一方面可以充分利用硫酸根，變廢為寶，最大限度減少了環(huán)境污染。本發(fā)明的目的之ニ，是提供一種高純度且高活性的氧化鋅，所采用的技術(shù)方案是在前述的技術(shù)方案基礎(chǔ)上，干燥煅燒的溫度采用150-300°C。由于本發(fā)明的技術(shù)方案，在蒸氨結(jié)晶步驟后，得到的主要是氫氧化鋅，氫氧化鋅的分解溫度低于堿式碳酸鋅，采用150-300°C的溫度進(jìn)行煅燒，即可得到純度在99. 7%以上的氧化鋅，同時(shí)氫氧化鋅的結(jié)晶粒徑小于堿式碳酸鋅，而得到比表面積大的氧化鋅產(chǎn)品，一般在60m2/g以上，低溫煅燒明顯比高溫煅燒所得的氧化鋅在活性指標(biāo)上性能更優(yōu)。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是將氨法應(yīng)用于對(duì)電解酸浸渣的處理，并對(duì)現(xiàn)有氨法進(jìn)行了適應(yīng)性改進(jìn)，在浸取前増加了活化步驟并在浸取時(shí)加入氟硅酸鈉、表面活性劑和ニ氰ニ胺，一方面使得電解鋅酸浸渣的鋅快速、盡可能完全地浸出，使得電解鋅酸浸渣中的鋅得到充分回收利用；另一方面，本發(fā)明優(yōu)選采用較低的煅燒溫度，可以得到較大比表面積的氧化鋅同時(shí)純度可以達(dá)到99. 7%以上，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值；另外，本發(fā)明的處理方法能耗低、效率高，經(jīng)過(guò)處理的電解鋅酸浸渣，由高危廢棄物的電解鋅酸浸渣(由于含量大量的酸根和可溶性重金屬)變?yōu)橐话銖U棄物(硫酸根回收利用副產(chǎn)硫酸鈣，其余重金屬在除雜過(guò)程中得到回收)，達(dá)到了經(jīng)濟(jì)環(huán)保的效果。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :
ー種利用電解鋅酸浸渣氨法生產(chǎn)高純度氧化鋅的方法，依次包括以下步驟
(1)活化取500克電解鋅酸浸渣(其中，以質(zhì)量比計(jì)，含鋅8.6%、銅I. 03%、硫酸鈣18. 3%、鎘0. 05%、神0. 03%)，加入25克熟石灰進(jìn)行混合活化，混合活化時(shí)間為36小時(shí)；
(2)浸取制取1500ml氨水-碳銨液作為氨浸液，其中NH3濃度為6mol/L，CO2濃度為lmol/L,在氨水-碳銨液中添加0. 45g氟硅酸鈉，將活化后的電解鋅酸浸渣加入到上述氨浸液中進(jìn)行三段浸取，各段浸取時(shí)間均為2小吋，固液分離后，所得鋅氨絡(luò)合液中鋅38. 9克(鋅回收率90. 5%)，鋅氨絡(luò)合液中硫酸根41. 92克；
(3)凈化除雜在鋅氨絡(luò)合液加入0.3克硫化鈉，攪拌2小時(shí)后過(guò)濾，加入0. 2克高錳酸鉀，攪拌2小時(shí)后過(guò)濾；
(4)蒸氨結(jié)晶將凈化后的鋅氨絡(luò)合液過(guò)濾后加熱蒸氨，蒸氨器攪拌速度每分鐘600轉(zhuǎn)，待液體中氧化鋅質(zhì)量含量為0. 5%時(shí)停止蒸氨；然后過(guò)濾，得到濾餅和濾液；
(5)干燥煅燒過(guò)濾后的濾餅分別加入200ml的去離子水進(jìn)行三次洗滌，在第一次洗滌過(guò)程中加入0. 05克十二烷基硫酸鈉，壓濾后的氫氧化鋅放入馬弗爐內(nèi)300度煅燒3小時(shí)。所制氧化鋅質(zhì)量百分含量為99. 7%，比表面積60m2/g。
實(shí)施例2
ー種利用電解鋅酸浸渣氨法生產(chǎn)高純度氧化鋅的方法，依次包括以下步驟
(1)活化取500克酸浸渣(鋅7.6%、銅0. 83%、硫酸鈣21%、鎘0. 045%、神0. 02%),加入5克熟石灰進(jìn)行混合活化，混合活化時(shí)間為40小時(shí)；
(2)浸取制取1500ml氨水-碳銨液作為氨浸液，其中NH3濃度為5mol/L，CO2濃度為I. 2mol/L,在每立方米的氨水-碳銨液中添加0. 5kg氟硅酸鈉，每立方米的氨水-碳銨液中添加0. 03kg的表面活性劑SDS,每立方米的氨水-碳銨液中還添加有0. 5kg的ニ氰ニ胺，將活化后的電解鋅酸浸渣加入到上述氨浸液中進(jìn)行三段浸取，浸取的同時(shí)球磨，各段浸取時(shí)間均為2. 5小吋，固液分離后，所得鋅氨絡(luò)合液中鋅34. 9克(鋅回收率91. 8%)，鋅氨絡(luò)合液中硫酸根37. 7克；
(3)預(yù)蒸氨將浸取液加熱至90°C，每立方米浸取液加入4.8kg過(guò)硫酸氨，然后進(jìn)行蒸氨，蒸至液體中氨濃度為3. 5mol/L ；
(4)凈化除雜在鋅氨絡(luò)合液加入0.6克硫化鈉，攪拌2小時(shí)后過(guò)濾，加入0. 2克高錳酸鉀，攪拌2小時(shí)后過(guò)濾；
(5)蒸氨結(jié)晶將凈化后的鋅氨絡(luò)合液過(guò)濾后加熱蒸氨，蒸氨器攪拌速度每分鐘600轉(zhuǎn)，待液體中氧化鋅質(zhì)量含量為0. 5%時(shí)停止蒸氨；然后過(guò)濾，得到濾餅和濾液；
(6)在蒸氨結(jié)晶后的濾液中加入硫化鈉進(jìn)行反應(yīng),反應(yīng)后分離得到固體硫化鋅和液體部分；在液體部分加入熟石灰，并攪拌得到混合液，在攪拌過(guò)程中加入表面活性劑SDS ;將混合液進(jìn)行蒸氨結(jié)晶，結(jié)晶溫度為100°C，蒸氨過(guò)程中進(jìn)行攪拌，攪拌速度為300轉(zhuǎn)/分鐘，析出的氨通過(guò)冷卻回收，結(jié)晶后的硫酸鈣進(jìn)行漂洗、干燥，得到硫酸鈣粉體；
(7)干燥煅燒過(guò)濾后的濾餅分別加入200ml的去離子水進(jìn)行三次洗滌，在第一次洗滌過(guò)程中加入0. 05克十二烷基硫酸鈉,壓濾后的氫氧化鋅放入馬弗爐內(nèi)250度煅燒3. 5小時(shí)。所制氧化鋅質(zhì)量百分含量為99. 75%，比表面積68m2/g。實(shí)施例3
ー種利用電解鋅酸浸渣氨法生產(chǎn)高純度氧化鋅的方法，依次包括以下步驟
(1)活化-M1500克酸浸渣(鋅9. 0%、銅0. 80%、硫酸鈣26%、鎘0. 040%、神0. 25%、硅3%、神0. 3%、銀0. 003%、鎂3%)，加入45克熟石灰進(jìn)行混合活化，混合活化時(shí)間為48小時(shí)；
(2)浸取制取1500ml氨水-碳銨液作為氨浸液，其中NH3濃度為5.5mol/L, CO2濃度為0. 9mol/L，在每立方米的氨水-碳銨液中添加0. 5kg氟硅酸鈉，每立方米的氨水-碳銨液中添加0. 04kg的表面活性劑SDS，每立方米的氨水-碳銨液中還添加有0. 75kg的ニ氰ニ胺，將活化后的電解鋅酸浸渣加入到上述氨浸液中進(jìn)行三段浸取，浸取的同時(shí)球磨，各段浸取時(shí)間均為2. 5小吋，固液分離后，所得鋅氨絡(luò)合液中鋅124. 2克(鋅回收率92. 0%)，鋅氨絡(luò)合液中硫酸根165. O克；
(3)預(yù)蒸氨將浸取液加熱至98°C，每立方米浸取液加入6kg過(guò)硫酸氨，然后進(jìn)行蒸氨，蒸至液體中氨濃度為2. OmoI/L ；
(4)凈化除雜在鋅氨絡(luò)合液加入0.6克硫化鈉，攪拌2小時(shí)后過(guò)濾，加入0. 2克高錳酸鉀，攪拌2小時(shí)后過(guò)濾；
(5)蒸氨結(jié)晶將凈化后的鋅氨絡(luò)合液過(guò)濾后加熱蒸氨，蒸氨器攪拌速度每分鐘600轉(zhuǎn)，待液體中氧化鋅質(zhì)量含量為0. 5%時(shí)停止蒸氨；然后過(guò)濾，得到濾餅和濾液；
(6)在蒸氨結(jié)晶后的濾液中加入硫化鈉進(jìn)行反應(yīng),反應(yīng)后分離得到固體硫化鋅和液體部分；在液體部分加入熟石灰，并攪拌得到混合液，在攪拌過(guò)程中加入表面活 性劑SDS ;將混合液進(jìn)行蒸氨結(jié)晶，結(jié)晶溫度為102°C，蒸氨過(guò)程中進(jìn)行攪拌，攪拌速度為500轉(zhuǎn)/分鐘，析出的氨通過(guò)冷卻回收，結(jié)晶后的硫酸鈣進(jìn)行漂洗、干燥，得到硫酸鈣粉體；
(7)干燥煅燒過(guò)濾后的濾餅分別加入200ml的去離子水進(jìn)行三次洗滌，在第一次洗滌過(guò)程中加入0. 05克十二烷基硫酸鈉，壓濾后的氫氧化鋅放入馬弗爐內(nèi)150度煅燒4. 2小時(shí)。所制得的氧化鋅質(zhì)量百分含量為99. 80%,比表面積70m2/g。實(shí)施例4
原料120噸，源于云南馳宏鋅鍺股份有限公司會(huì)澤冶煉老廠(chǎng)數(shù)十年積存的酸浸渣，原料中鋅 11. 2%、銅 0. 91%、鉛 I. 3%、硫酸鈣 27. 6%、鎘 0. 03%。(I)活化向上述原料中加入2. 5噸熟石灰進(jìn)行混合活化，混合活化時(shí)間為46小時(shí)；
(2)浸取制取360L氨水-碳銨液作為氨浸液，其中NH3濃度為5.6mol/L, CO2濃度為
I.lmol/L,在每立方米的氨水-碳銨液中添加0. 4kg氟硅酸鈉，每立方米的氨水-碳銨液中添加0. 05kg的表面活性劑SDS，每立方米的氨水-碳銨液中還添加有I. Okg的ニ氰ニ胺，將活化后的電解鋅酸浸渣加入到上述氨浸液中進(jìn)行三段浸取，浸取的同時(shí)球磨，各段浸取時(shí)間均為2. 6小時(shí)，固液分離后，所得鋅氨絡(luò)合液中鋅12. 23噸(鋅回收率91. 0%)，鋅氨絡(luò)合液中硫酸根13. 8噸；
浸出渣經(jīng)云南省環(huán)保局指定的權(quán)威機(jī)構(gòu)“云南省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站”進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)抽樣和浸出試驗(yàn)，棄渣符合《一般エ業(yè)固體廢物貯存、處置場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB18599- 2001)中的I類(lèi)一般固體廢棄物標(biāo)準(zhǔn)；
(3)預(yù)蒸氨將浸取液加熱至96°C，每立方米浸取液加入5.6kg過(guò)硫酸氨，然后進(jìn)行蒸氨，蒸至液體中氨濃度為3. OmoI/L ；
(4)凈化除雜在每立方米鋅氨絡(luò)合液加入I.5kg硫化鈉，攪拌2小時(shí)后過(guò)濾，每立方米鋅氨絡(luò)合液加入0. 3kg高錳酸鉀，攪拌2小時(shí)后過(guò)濾；
(5)蒸氨結(jié)晶將凈化后的鋅氨絡(luò)合液過(guò)濾后加熱蒸氨，蒸氨器攪拌速度每分鐘620轉(zhuǎn)，待液體中氧化鋅質(zhì)量含量為0. 5%時(shí)停止蒸氨；然后過(guò)濾，得到濾餅和濾液；
(6)在蒸氨結(jié)晶后的濾液中加入硫化鈉進(jìn)行反應(yīng),反應(yīng)后分離得到固體硫化鋅和液體部分；在液體部分加入熟石灰，并攪拌得到混合液，在攪拌過(guò)程中加入表面活性劑；將混合液進(jìn)行蒸氨結(jié)晶，結(jié)晶溫度為103°C，蒸氨過(guò)程中進(jìn)行攪拌，攪拌速度為300轉(zhuǎn)/分鐘，析出的氨通過(guò)冷卻回收，結(jié)晶后的硫酸鈣進(jìn)行漂洗、干燥，得到硫酸鈣粉體；
(7)干燥煅燒過(guò)濾后的濾餅按液固比5:1加入的離子交換水進(jìn)行三次洗滌，在第一次洗滌過(guò)程中按每立方米液體加入I. 25克十二烷基硫酸鈉，壓濾后的氫氧化鋅放入馬弗爐內(nèi)300度煅燒2.0小吋。
所制得的氧化鋅質(zhì)量百分含量為99. 70%,比表面積72m2/g。
權(quán)利要求
1.一種利用電解鋅酸浸渣氨法生產(chǎn)高純度氧化鋅的方法，包括以下步驟 浸取待處理的電解鋅酸浸渣、凈化除雜、蒸氨結(jié)晶和干燥煅燒，其特征在于 在浸取待處理的電解鋅酸浸渣步驟之前，向待處理的電解鋅酸浸渣中加入熟石灰進(jìn)行混合活化，所加入的熟石灰的量，按重量比計(jì)，為待處理電解鋅酸浸渣的1-5% ； 將混合活化后的電解鋅酸浸渣用氨水-碳銨液進(jìn)行浸取；其中，NH3的摩爾濃度c (NH3)=5-6mol/L,C0廣摩爾濃度c (CO32O =0. 9 I. 2 mol/L,在每立方米的氨水-碳銨液中添加O. 3-0. 5kg氟硅酸鈉。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種利用電解鋅酸浸渣氨法生產(chǎn)高純度氧化鋅的方法，其特征在于浸取待處理的電解鋅酸浸渣時(shí)，在每立方米的氨水-碳銨液中還添加有O. 03-0. 05kg的表面活性劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種利用電解鋅酸浸渣氨法生產(chǎn)高純度氧化鋅的方法，其特征在于在每立方米的氨水-碳銨液中還添加有O. 5-lkg的二氰二胺。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種利用電解鋅酸浸渣氨法生產(chǎn)高純度氧化鋅的方法，其特征在于所述混合活化時(shí)間為36-48小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種利用電解鋅酸浸渣氨法生產(chǎn)高純度氧化鋅的方法，其特征在于在浸取待處理的電解鋅酸浸渣時(shí)，利用球磨同步浸取。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種利用電解鋅酸浸渣氨法生產(chǎn)高純度氧化鋅的方法，其特征在于在凈化除雜步驟之前，進(jìn)行預(yù)蒸氨將浸取液加熱至90-98°C進(jìn)行蒸氨，并在每立方米浸取液加入4. 8-6kg過(guò)硫酸銨,蒸至液體中NH3的摩爾濃度c (NH3) =3. 0-3. 5mol/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種利用電解鋅酸浸渣氨法生產(chǎn)高純度氧化鋅的方法，其特征在于在蒸氨結(jié)晶后的廢液中加入硫化鈉進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后分離得到固體硫化鋅和液體部分；在液體部分加入熟石灰，并攪拌得到混合液，在攪拌過(guò)程中加入表面活性劑；將混合液進(jìn)行負(fù)壓蒸氨結(jié)晶，結(jié)晶溫度為不高于105°C，蒸氨過(guò)程中進(jìn)行攪拌，攪拌速度為300-500轉(zhuǎn)/分鐘，逸出的氨通過(guò)冷卻回收，結(jié)晶后的硫酸鈣進(jìn)行漂洗、干燥，得到硫酸鈣粉體副產(chǎn)品O
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種利用電解鋅酸浸渣氨法生產(chǎn)高純度氧化鋅的方法，其特征在于所述干燥煅燒的溫度為150-300°C。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用電解鋅酸浸渣氨法生產(chǎn)高純度氧化鋅的方法，浸取時(shí)加入適量氟硅酸鈉，并優(yōu)選加入加入表面活性劑和二氰二胺，并增加預(yù)蒸氨步驟，還回收酸根離子得到硫酸鈣粉體，將氨法應(yīng)用于對(duì)電解酸浸渣的處理，并對(duì)現(xiàn)有氨法進(jìn)行了適應(yīng)性改進(jìn)，一方面使得電解鋅酸浸渣中的鋅得到充分回收利用；另一方面，本發(fā)明可以得到較大比表面積的氧化鋅同時(shí)純度可以達(dá)到99.7%以上，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值；本發(fā)明的處理方法能耗低、效率高，經(jīng)過(guò)處理的電解鋅酸浸渣，由高危廢棄物的電解鋅酸浸渣變?yōu)橐话銖U棄物，達(dá)到了經(jīng)濟(jì)環(huán)保的效果。
文檔編號(hào)C01G9/02GK102863010SQ20121035807
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者陳尚全, 李時(shí)春, 李曉紅 申請(qǐng)人:四川巨宏科技有限公司