專利名稱：一種利用含鋅巰基酯生產(chǎn)廢水合成堿式碳酸鋅的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無機化學產(chǎn)品合成領域，具體涉及一種利用含有鋅離子的巰基酯生產(chǎn)廢水合成堿式碳酸鋅的方法。
背景技術：
堿式碳酸鋅，主要用作輕型收斂劑，配制爐甘石、皮膚保護劑、橡膠、乳膠制品原料及石油開發(fā)過程中的固井劑。當前工業(yè)上合成堿式碳酸鋅主要為浸酸法和蒸氨法。浸酸法主要以菱鋅礦為原料通過酸浸、除雜、中和、沉淀、干燥制備堿式碳酸鋅生產(chǎn)工藝，但該法以有機沉淀劑和有機螯合劑為除雜劑，除鐵、錳、重金屬等雜質，再經(jīng)過濾、中和、沉淀和干燥得堿式碳酸鋅，有機溶劑毒性大、污染大、操作危險、損失多，不利于環(huán)境保護和安全生產(chǎn)，且損害人體健康并增加生產(chǎn)成本。蒸氨法主要以精制硫酸鋅和農(nóng)用碳酸氫氨制備堿式碳酸鋅的生產(chǎn)工藝，但該法副反應多，且能耗高，收率低，不夠理想。巰基酯，尤其是PVC熱穩(wěn)定劑生產(chǎn)原料巰基酯(如巰基乙酸異辛酯、巰基乙酸異丁酯等)生產(chǎn)的廢水中含有少量鋅鹽，所述廢水一般經(jīng)過處理而排放，如中國專利ZL 200810048478. 6公開的巰基乙酸異辛酯生產(chǎn)廢水處理方法，將其中的固體懸浮物和COD等通過加入藥劑除去。但是，現(xiàn)有的廢水處理方法能耗大、成本高昂，處理不善易污染環(huán)境，而且廢水中的鋅鹽等物質得不到有效的回收利用，造成了資源的浪費。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有巰基酯生產(chǎn)廢水得不到有效回收利用的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種利用含鋅巰基酯生產(chǎn)廢水合成堿式碳酸鋅的方法。本發(fā)明提供的利用含鋅巰基酯生產(chǎn)廢水合成堿式碳酸鋅的方法為攪拌下向所述廢水中加入氨水，調節(jié)PH值為5 6 ；再加入碳酸氫銨，過濾得到碳酸氨鋅(Zn(NH3)4CO3)溶液；最后通過減壓蒸餾脫除氨氣，得到堿式碳酸鋅；按摩爾比廢水中Si2+ 氨水碳酸氫銨 =1 1. 0 1. 5 3. 0 3. 5。上述方法中，加入碳酸氫銨后攪拌1 5小時，得到澄清的碳酸氨鋅溶液，所述碳酸氨鋅為碳酸鋅與NH3形成的絡合物。所述攪拌的轉速為10 100轉/分。所述減壓蒸餾脫除氨氣的真空度為-0. 05 -0. 09mpao所述減壓蒸餾的溫度為40 80°C。所述減壓蒸餾的時間為1 5小時。上述減壓蒸餾過程可以連續(xù)進行，一邊投入碳酸氨鋅溶液、一邊析出產(chǎn)品堿式碳酸鋅。所述含鋅巰基酯生產(chǎn)廢水為含有Si2+的巰基乙酸異辛酯或巰基乙酸異丁酯的生產(chǎn)廢水。
所述含鋅巰基酯生產(chǎn)廢水中Si2+的濃度為0. 4 1. 0mol/Lo本發(fā)明所述合成方法的反應方程式如下所述(1) ZnCl2+3 (NH4) HC03+NH3 · H2O = Zn (NH3) 4C03+2C02+2HC1+3H20(2) 5Zn (NH3) 4C03+3H20 = 2ZnC03 · 3Zn (OH) 2+3C02+20NH3(3) 3Zn (NH3) 4C03+3H20 = ZnCO3 · 2Zn (OH) 2 · H20+2C02+12NH3(4) 2Zn (NH3) 4C03+H20 = ZnCO3 · Zn (OH) 2+C02+8NH3本發(fā)明所述的含鋅巰基酯生產(chǎn)廢水是PVC熱穩(wěn)定劑生產(chǎn)原料巰基酯(巰基乙酸異辛酯、巰基乙酸異丁酯等)的生產(chǎn)過程還原工段所產(chǎn)生的一種含鋅鹽的廢水(即巰基酯還原廢水)。一般說來，所述巰基酯的合成路線中，通常包含采用鹽酸、鋅粉還原的步驟，如中國專利CN 101613309A公開的巰基乙酸異辛酯制備方法，以氯乙酸異辛酯和硫代硫酸鈉為原料，經(jīng)過成鹽、水解、還原和蒸餾制備目標產(chǎn)物，其中的巰基乙酸異辛酯粗品采用濃鹽酸和鋅粉進行還原。所述還原步驟中會產(chǎn)生大量含有Si2+和Cl—的廢水。通常其pH值為1 2，酸性較強，主要成分為氯化鋅、氯化鈉、硫酸鈉、硫酸鋅等。巰基酯生產(chǎn)廢水中的各種物質可以通過常規(guī)分析方法確定其含量，如(1)氯化鋅，在酸性條件下，以二苯胺為指示劑，用亞鐵氰化鉀標準溶液滴定至藍紫色為黃綠色，通過耗用亞鐵氰化鉀標準溶液體積和含量計算出巰基酯還原廢水中的鋅含量；( 硫酸鈉， 在酸性條件下硫酸鹽與氯化鋇反應，生成硫酸鋇沉淀，經(jīng)過濾干燥稱量后，根據(jù)硫酸鋇質量可得出硫酸根的含量。測定出廢水中Zn2+的含量后，再加入適量氨水和碳酸氫銨，過濾得到碳酸氨鋅溶液，最后通過蒸餾脫除氨氣，即可得到堿式碳酸鋅。整個過程中硫酸鈉、氯化鈉等其它雜質，不會對反應造成影響。本發(fā)明技術方案以巰基酯還原廢水為原料，有效利用了原本無用的工業(yè)廢棄物， 減輕了環(huán)境壓力，得到的堿式碳酸鋅收率和純度均符合要求，而且，合成方法操作簡便、反應條件溫和、生產(chǎn)成本低廉，具有巨大的工業(yè)應用前景。
具體實施例方式以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。實施例1稱取21. 6克亞鐵氰化鉀、0. 6克鐵氰化鉀和0. 2克無水碳酸鈉于400ml燒杯中，用水溶解、稀釋至1000ml，置于棕色瓶中，放置1周后過濾標定；稱取1克二苯胺，溶于IOOml 濃硫酸中，稱取3. 5克湖北犇星化工有限責任公司巰基乙酸異辛酯的還原廢水，移入250ml 容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，移取25ml待測液，用上述亞鐵氰化鉀標準溶液標定，同時做空白試驗，測得巰基酯還原廢水中鋅離子濃度為0. 8mol/L。在裝有攪拌裝置、溫度計的IOOOml四口燒瓶中，加入200ml湖北犇星化工有限責任公司巰基乙酸異辛酯的還原廢水，在攪拌條件下加入4. Omol/L氨水40ml，調節(jié)pH值為 6，稱取40克碳酸氫銨，加入到四口燒瓶中，攪拌1小時，得到澄清透明的碳酸氨鋅溶液，再通過過濾得到精制的碳酸氨鋅溶液，收率達到97%，碳酸氨鋅溶液含量達到0. 24mol/L。將得到的精制碳酸氨鋅溶液，加入到1000ml三口燒瓶中，連接真空泵，用電熱套加熱，真空度達到-0. OSmpa,升溫至60°C，蒸餾2. 5小時，再進行壓濾，濾餅用純水洗滌，干燥，得到白色粉末狀堿式碳酸鋅，收率達到96%，鋅含量達到57. 3%。
實施例2將實施例1中4. Omol/L氨水用量調整到50ml，其余不變，收率為90%，碳酸氨鋅溶液含量0. 2mol/L。實施例3 將實施例1中碳酸氫銨用量調整到38克，其余不變，收率為92%，碳酸氨鋅溶液含量0. 21mol/L。實施例4將實施例1中溫度增加到70°C，其余不變，收率為95%，鋅含量達到56. 8%。實施例5將實施例1中真空度調整到-0.06mpa，其余不變，收率為95%，鋅含量達到 57. 0%。實施例6將實施例1中蒸餾時間調整到1.5小時，其余不變，收率為91%，鋅含量達到 57. 1%。雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施方案對本發(fā)明作了詳細的描述，但是本發(fā)明基礎上，可以對之作一些修改或改進，這對本發(fā)領域技術人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎上所做的這些修改或改進，均屬于本發(fā)明要求保護的范圍。
權利要求
1.一種利用含鋅巰基酯生產(chǎn)廢水合成堿式碳酸鋅的方法，其特征在于，攪拌下向所述廢水中加入氨水，調節(jié)PH值為5 6 ；再加入碳酸氫銨，過濾得到碳酸氨鋅溶液；最后通過減壓蒸餾脫除氨氣，得到堿式碳酸鋅；按摩爾比廢水中Si2+ 氨水碳酸氫銨=1 1.0 1.5 3.0 3. 5。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，加入碳酸氫銨后攪拌1 5小時。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述攪拌的轉速為10 100轉/分。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，減壓蒸餾脫除氨氣的真空度為-0. 05 -0. 09mpa。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述減壓蒸餾的溫度為40 80°C。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述減壓蒸餾的時間為1 5小時。
7.根據(jù)權利要求1-6任一項所述的方法，其特征在于，所述含鋅巰基酯生產(chǎn)廢水中Si2+ 的濃度為0. 4 1. Omol/Lο
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述含鋅巰基酯生產(chǎn)廢水為巰基乙酸異辛酯或巰基乙酸異丁酯的生產(chǎn)廢水。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用含鋅巰基酯生產(chǎn)廢水合成堿式碳酸鋅的方法，攪拌下向所述廢水中加入氨水，調節(jié)pH值為5～6；再加入碳酸氫銨，過濾得到碳酸氨鋅(Zn(NH3)4CO3)溶液；最后通過減壓蒸餾脫除氨氣，得到堿式碳酸鋅。本發(fā)明技術方案以含鋅巰基酯生產(chǎn)廢水為原料，有效利用了原本無用的工業(yè)廢棄物，減輕了環(huán)境壓力，得到的堿式碳酸鋅收率和純度均符合要求，而且合成方法操作簡便、反應條件溫和、生產(chǎn)成本低廉，具有巨大的工業(yè)應用前景。
文檔編號C02F9/10GK102557109SQ20111041256
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月12日 優(yōu)先權日2011年12月12日
發(fā)明者吳勇, 宮廷, 張建廣, 徐善武, 戴百雄, 楊圣海, 羅斌 申請人:湖北犇星化工有限責任公司