專利名稱:由保險(xiǎn)粉濾渣制取氧化鋅的新工藝的制作方法
本發(fā)明涉及用濕法冶金技術(shù)，從生產(chǎn)保險(xiǎn)粉(連二亞硫酸鈉Na2S2O4·2H2O)的下腳料濾渣(其主要成份是Zn(OH)2)中回收氧化鋅(ZnO)。
氧化鋅粉目前大量用來(lái)作橡膠填料和涂料等。
目前我國(guó)以鋅為原料的保險(xiǎn)粉廠都采用二次煅燒法，從保險(xiǎn)粉濾渣中制取氧化鋅粉。該法工藝復(fù)雜，流程長(zhǎng)，需經(jīng)二次煅燒，十幾道工序，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，易混入新的雜質(zhì);煅燒工序耗費(fèi)大量?jī)?yōu)質(zhì)煤和電，其所產(chǎn)生的有害煙塵(如鋅蒸氣，氮、硫的有毒氧化物等)對(duì)環(huán)境有污染作用。為此，許多國(guó)家都紛紛采用濕法冶金工藝，用工業(yè)酸、堿處理含鋅物質(zhì)，然后再在高溫下使中間產(chǎn)物分解以制取氧化鋅(參閱文獻(xiàn)〔1〕～〔7〕)。但用酸處理對(duì)設(shè)備腐蝕性很大，且所消耗的酸難于用簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的辦法回收，成本高;而用鈉堿處理也有同樣成本高的問(wèn)題，因此較經(jīng)濟(jì)的是用氨堿法處理含鋅物質(zhì)。
1984年日本發(fā)表了氨堿法處理氫氧化鋅，最后制取氧化鋅的方法(參閱文獻(xiàn)〔7〕)。此法省去了煅燒工序，所用原料也可回收再循環(huán)，但工藝仍然復(fù)雜要經(jīng)過(guò)一次溶解，二次蒸餾，四次過(guò)濾才能得到中間產(chǎn)物。在蒸餾過(guò)程中還需配合抽真空，增加了設(shè)備的投資，而且其中間產(chǎn)物粘附于容器壁上難于脫落。
本發(fā)明的目的是簡(jiǎn)化從氫氧化鋅制取氧化鋅的工藝，縮短生產(chǎn)流程，提高經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明的工藝流程見附圖1。按照這個(gè)流程，首先是在常溫常壓下用碳酸氫銨食用氨堿(NH4HCO3)與氫氧化鋅(Zn(OH)2)濾餅(含總水量42%)及水按重量配比1∶1∶4混合，邊攪拌邊反應(yīng)，生成一種氨絡(luò)合的堿式碳酸鋅mZnCO3·nZn(OH)2·(m+n)NH3，其中m＝2-3，n＝3-5，將它烘干、煅燒，即分解得到氧化鋅。
由于保險(xiǎn)粉是用較純的鋅粉制備的，其下腳料所帶重金屬雜質(zhì)很少，主要是從生產(chǎn)設(shè)備中帶來(lái)的雜質(zhì)氧化鐵(Fe2O3)，它在轉(zhuǎn)化生成堿式碳酸鋅過(guò)程中，大部分以絡(luò)合物的形式留于溶液中，經(jīng)過(guò)濾即容易除去。
如附圖1所示，烘干、煅燒工序及母液蒸發(fā)工序，均釋出二氧化碳和氨氣，它們經(jīng)吸收器中的氨水吸收后，返回循環(huán)使用，這樣可減少損耗。
以下我們通過(guò)具體的實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明第一步，氫氧化鋅濾餅(含總水量42%)和碳酸氫銨和水按重量(克)500∶500∶2000的比例混合，攪拌30分鐘，抽濾;第二步，每次用250毫升清水洗滌，然后將洗液和母液合并再洗，如此多次反復(fù)，直到用少量洗液經(jīng)鹽酸酸化后用0.1M氯化鋇溶液檢查，無(wú)硫酸鋇沉淀或只有微弱混濁時(shí)即可，最后再連續(xù)用清水250毫升洗滌三次。抽濾后，將抽干的濾餅在150℃條件下烘干，然后在爐中從200℃開始經(jīng)30分鐘時(shí)間逐漸升溫至800～1000℃，前后共煅燒2小時(shí)，冷卻后得產(chǎn)品氧化鋅272.6克。產(chǎn)品成份分析如下氧化鋅純度99.53%雜質(zhì)含量(PPm)氧化鉛 60氧化鎘 4氧化銅 2.5氧化錳 2鐵 180因此產(chǎn)品氧化鋅質(zhì)量符合中國(guó)國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(ZnO-X1)。
在實(shí)驗(yàn)室中回收過(guò)濾母液(NH4HCO3)在蒸餾瓶中加1005毫升母液，加熱蒸餾，其餾出物(二氧化碳、氨、水)依次通過(guò)一個(gè)裝水和五個(gè)裝稀氨水的吸收瓶，水吸收瓶外面用3000毫升燒杯盛水冷卻，在蒸餾瓶與水吸收瓶之間連接一個(gè)三通活塞，其一支管通大氣，蒸餾至冷卻水發(fā)燙而有回吸之趨勢(shì)時(shí)，扭動(dòng)三通活塞使蒸餾瓶通大氣，這時(shí)應(yīng)即停止加熱。從蒸餾瓶冷卻后瓶?jī)?nèi)之殘液成份，以及吸收液之成份可看出，在該實(shí)驗(yàn)中氨和二氧化碳損失極微，基本上回收循環(huán)使用。同時(shí)，由于濾液和蒸餾殘液也參加循環(huán)，故系統(tǒng)中的鋅除殘?jiān)拖∠匆褐猩倭繆A帶損耗以外，基本上也都回收循環(huán)使用。
本發(fā)明的氧化鋅產(chǎn)率約98%。
文獻(xiàn)
〔1〕C.A.96.14.106606z，Savelev，E.A.etal，U.S.S.R.SU880986.(Cl.CO1G9/02)15 Nov 1981.
〔2〕C.A.101.12.95065r，Vian，A.etal，An.Quim.，Ser.A 1984，80(1)146-54(Spain).
〔3〕C.A.101.10.76708m，F(xiàn)erlay，Serge Ger.OffenDE 3，301，310(Cl.C22B19/24)10 May 1984.
〔4〕C.A.101.12.95188h，Eliseev，E.I.etal，U.S.S.R.SU1，092，195(Cl.C22B7/02)15 May 1984.
〔5〕C.A.101.20.175301c，Jpn Kokai Tokkyo Koho，JP 59，116，339(Cl.C22B19/02)05 Jul 1984.
〔6〕C.A.103.8.57193q，Volcovinschi，G.etal，Rom.RO 81，257(Cl.C22B3/OO)30 Apr 1983.
〔7〕C.A.101.14.114624r，Tsukishima Kikai Co.，Ltd.Jpn Kokai Tokkyo Koho JP5，988，319(Cl.CO1G9/00)22 May 1984.
權(quán)利要求
1.一種氨堿濕法冶金技術(shù)，從生產(chǎn)保險(xiǎn)粉(連二亞硫酸鈉，Na2S2O4·2H2O)的下腳料濾渣(其主要成份是氫氧化鋅，Zn(OH)2)中制取氧化鋅(ZnO)粉，其特點(diǎn)是用碳酸氫銨(NH4HCO3)食用氨堿作為反應(yīng)物，在常溫、常壓下進(jìn)行反應(yīng)，得到中間生成物，烘干得氨絡(luò)合的堿式碳酸鋅固體，然后將其高溫煅燒，得到氧化鋅粉。
2.如權(quán)利要求
1所述，其特征在于碳酸氫銨與氫氧化鋅濾餅(含總水量42%)與水的配比為1∶1∶4。
3.如權(quán)利要求
1所述，其特征在于用水洗滌所得到的中間生成物堿式碳酸鋅，并穿插用母液(NH4HCO3)洗滌，反復(fù)多次，直至硫酸根和鐵離子雜質(zhì)除盡。
4.如權(quán)利要求
1所述，其特征在于將中間生成物烘干，并在800～1000℃煅燒固體堿式碳酸鋅，分解得到氧化鋅粉。
5.如權(quán)利要求
1所述，其特征在于所制得的母液可以直接返回循環(huán)使用。
6.如權(quán)利要求
1所述，其特征在于所制得的母液也可以經(jīng)蒸餾后濾去殘?jiān)?，返回循環(huán)使用。
7.如權(quán)利要求
1、4和6所述，其特征在于烘干煅燒堿式碳酸鋅時(shí)和母液蒸餾時(shí)分解產(chǎn)生的二氧化碳和氨氣，均可經(jīng)氨水吸收后返回循環(huán)使用。
專利摘要
一種由保險(xiǎn)粉(Na
文檔編號(hào)C22B19/00GK86107218SQ86107218
公開日1988年4月27日 申請(qǐng)日期1986年10月16日
發(fā)明者侯偉星, 胡紹楓 申請(qǐng)人:廣東省汕頭大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan