專利名稱：一種由含鋅物料制取氧化鋅的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及濕法冶金領域。
濕法生產氧化鋅以其投資規(guī)模小、設備機動性強(多為通用化工設備)等優(yōu)點，在80年代后期被逐步為人們所重視。專利文獻CN86108798A，CN1053412A，CN1040013A，CN86107218A公開了濕法生產氧化鋅的現(xiàn)有方法，但這些方法均存在一些不足。具體表現(xiàn)在1、浸出階段中僅加入稀硫酸，在實際生產中會形成氫氧化鐵膠體及硅膠，導致過濾速度慢、過濾困難、過濾設備易損壞。2、在凈化階段中加入的氧化劑(高錳酸鉀、氯酸鉀、次氯酸鈉、漂白粉、氯氣、空氣等)對于除鐵有好效果，但對于除錳，耗時太長，有些帶入新的雜質(Cl-及錳)、且不能除凈錳；最后所得氧化鋅產品中錳的指標無法達到國標的要求。3、在合成階段中多用ZnSO4溶液與NH4HCO3反應生成堿性碳酸鋅的方法，需用高純度的NH4HCO3，同時由于反應產物中有CO2氣體產生，降低了合成劑的有效利用率，并使反應體系中產生大量泡沫，會致溶液溢出反應器，故不能連續(xù)加合成劑，使反應時間拖長、設備利用率降低，這些都使生產成本大增；此外，還有用氨水或(NH4)2CO3、NaOH、Na2CO3等作合成劑的，同樣均存在有效利用率低、不經濟的缺點。4、在焙燒階段中，采用的溫度偏高(800℃以上)，使能耗增加；或采用溫度偏低(650℃以下)，不能得到高純度(滿足國標要求)的氧化鋅產品。此外，現(xiàn)有方法中廢物利用率低、環(huán)境污染較大。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術之不足提供一種成本低、可獲得高純度氧化鋅、操作方便的由含鋅物料制取氧化鋅的方法。
本發(fā)明的技術方案是第1種由含鋅物料制取氧化鋅的方法，工藝過程為含鋅物料(鋅礦或次氧化鋅等)磨粉(40目以下即可)→浸出→凈化→合成→焙燒→氧化鋅成品。其特殊之處在于凈化階段的工藝過程為用普通酸或堿調浸出液(鋅鹽液)PH值為5.0-5.4(公知方法調整)，0-100℃(據(jù)需要定，不沸騰或凍結即可)并攪拌下，按Zn與雜質Cu、Cd、Co、Ni等反應式計算所需理論量的1-4倍的量加入鋅粉反應0.5-12小時(據(jù)需要定，使之充分反應即可)，進行置換反應(主要反應式為，，，，置換出的Cu、Cd、Co、Ni等還會與未反應的Zn生成合金)→過濾、去渣→保持PH值5.0-5.4，0-100℃并攪拌下，按與溶液中錳、鐵雜質反應式計算所需理論量的1-8倍(據(jù)需要定)的量加入具有氧化性質的過酸鹽類(如(NH4)2S2O3、過醋酸鈉等)或過氧化物(如過氧化鈉等)反應0.5-8小時進行氧化反應(據(jù)需要定，反應充分即可，主要反應式為→過濾、去渣→得鋅鹽凈化液，因采用過酸鹽類或過氧化物作為氧化劑，故能完全除凈雜質元素錳和鐵，且氧化劑本身是“潔凈的”，不帶入其它雜質；合成階段的工藝工程為室溫并攪拌下，在凈化液中加入氨及二氧化碳反應1-3小時(據(jù)需要定)，使Zn2+生成堿式碳酸鋅沉淀析出，其主要反應式為，，，，，氨及二氧化碳加入總量以反應終點PH6.3-7為準(據(jù)需要定)，二氧化碳加入量以反應體系中無氣泡冒出為準；因無泡沫出現(xiàn)，使設備利用率提高→過濾、洗滌—→堿式碳酸鋅濾餅。
第2種由含鋅物料制取氧化鋅的方法，工藝過程為含鋅物料(鋅礦或次氧化鋅等)磨粉(40目以下即可)→浸出→凈化→合成→焙燒→氧化鋅成品。其特殊之處在于浸出階段的工藝過程為30-95℃下(據(jù)需要定)，按化學反應式計算所需理論量的0.9-2倍(據(jù)實際需要量定)的量加入公知酸(硫酸、鹽酸、硝酸等)反應0.5-5小時(據(jù)需要定)，使酸與含鋅物料充分反應，使鋅呈鋅鹽進入溶液(其主要反應式為，，，)控制終點PH1.6-1.8(公知方法，加普通酸或堿調整)→85-95℃(據(jù)需要定)下，按化學反應式計算所需理論量的1-3倍的量加入公知氧化劑(可為過氧化氫、漂白粉、氯酸鈉、過氧化氫、空氣等)，使Fe2+轉變?yōu)镕e3+→保持85-95℃，按化學反應計算所需理論量的1-5倍(據(jù)需要定)的量加入硫酸銨反應0.5-1小時(據(jù)需要定，只要反應充分即可)，使Fe3+生成大顆粒黃銨鐵礬沉淀(因其為大顆粒沉淀，故很易濾出，避免了現(xiàn)有技術中Fe3+形成難過濾的膠狀Fe(OH)3沉淀，其主要反應式為，，→過濾，除去鐵等雜質→用石灰水調PH3-5.4，使母液中硅酸溶膠生成大顆粒硅酸鈣沉淀→70-85℃(據(jù)需要定)下，按化學反應式計算所需理論量的0.9-1.2倍的量加入牛皮膠反應0.5-1小時(據(jù)需要定，使硅膠完全聚沉即可)，使硅膠聚沉，從而徹底除凈雜質硅、改善過濾性能、提高了過濾速度→過濾、去渣→浸出液。
第3種由含鋅物料制取氧化鋅的方法，工藝過程為含鋅物料(鋅礦或次氧化鋅)磨粉(40目以下即可)→浸出→凈化→合成→絡燒→氧化鋅成品。其特殊之處在于焙燒階段的工藝過程為將堿式碳酸鋅濾餅離心甩干→95-250℃(據(jù)需要定)下干燥→760-800℃(據(jù)需要定)焙燒1～3小時(焙燒爐中進行，焙燒時間據(jù)需要定，保證反應充分進行即可)→冷卻后出料→氧化鋅成品。反應式為，該焙燒溫度適中，即可保證獲得高純度的氧化鋅，又耗能小。


圖1為本發(fā)明工藝流程圖，圖2為本發(fā)明第一種方法工藝流程圖，圖3為本發(fā)明第二種方法工藝流程圖，圖4為本發(fā)明第三種方法工藝流程圖。
以下進一步闡述
具體實施例方式實施例1該由含鋅物料制取氧化鋅的方法的工藝過程為次氧化鋅粉500克→磨成-150目粉→30℃下，邊攪邊加入250ml濃度為20％的硫酸溶液反應3小時→調PH值為1.6→85℃下，加入5ml 30％的過氧化氫反應0.5小時→85℃下，加入500ml硫酸銨溶液反應0.5小時→過濾洗滌→加石灰水調PH值為5.2→70℃下，加15克牛皮膠反應0.5小時→過濾、去渣→控制PH值為5.2→70℃并攪拌下，加入10克鋅粉反應0.5小時，進行置換反應→過濾、去渣→保持PH值5.2并攪拌下，加10克過硫酸銨反應2小時→過濾、洗滌室溫并攪拌下，在凈化液中加入氨及二氧化碳反應1小時，使Zn2+生成堿式碳酸鋅沉淀析出，氨加入量為330ml，氨及二氧化碳加入總量以反應終點PH8.5為準，保持反應體系中不冒氣泡→過濾、洗滌→堿式碳酸鋅濾餅→用離心機離心甩干堿及碳酸鋅濾餅→120℃烘箱中干燥→送入馬弗爐中，780℃焙燒2小時→冷卻出料(氧化鋅)并回收副產物二氧化碳用于合成階段。
實施例2該由含鋅物料制取氧化鋅的方法的工藝過程為取700克含Zn30％的菱鋅礦(灼燒減量為35％)磨碎至-200目→加入2000ml水→90℃下，加入200ml 98％的硫酸反應0.5小時→調PH值為1.8→95℃下，加入10ml 30％的過氧化氫→95℃下，加入700ml硫酸銨溶液反應1小時→過濾、洗滌并回收濾渣、洗液→加石灰水調PH值為5.2→85℃下加25克牛皮膠反應1小時→過濾、去渣→85℃下，加15克鋅粉反應12小時→過濾、去渣→PH5.2，25℃下，加過醋酸鈉3克，反應3小時→過濾、去渣→溫室下，攪拌加入氨及二氧化碳反應3小時，氨加入量為180ml，氨及二氧化碳加入總量以反應終點PH6.8為準，保持反應體系中不冒氣泡→過濾、洗滌并回收母液(NH4)4SO4→甩干濾餅→250℃下干燥→800℃焙燒1小時→冷卻出料(氧化鋅)并回收二氧化碳。
實施例3該由含鋅物料制取氧化鋅的方法，工藝過程為500克，含鋅30％的異極鋅礦→磨成-40目粉→普通方法浸出→凈化→合成→普通方法焙燒→氧化鋅成品。其凈化階段的工藝過程為用石灰水調浸出液PH值為5.0→45℃并攪拌下，加入15克鋅粉反應3小時，進行置換反應→過濾、去渣→95℃，保持PH值5.0并攪拌下，加入12克氧化劑(NH4)2S2O8反應4小時進行氧化反應→過濾、去渣→得凈化液；合成階段的工藝工程為室溫并攪拌下，在凈化液中加入氨及二氧化碳反應1小時，使Zn2+生成堿式碳酸鋅沉淀析出，氨加入量為150ml，氨及二氧化碳加入總量以反應終點PH6.3為準，保持反應體系中不冒氣泡→過濾、洗滌→堿式碳酸鋅濾餅。
實施例4該由含鋅物料制取氧化鋅的方法，工藝過程為50克鋅礦粉→磨成-80目粉→浸出→普通方法凈化→普通方法合成→普通方法焙燒→氧化鋅成品。其浸出階段的工藝過程為70℃下，加入20ml25％的硫酸反應3小時，控制終點PH1.7→85℃下，加入2ml過氧化氫，使Fe2+轉變?yōu)镕e3+→85℃下，加入50ml硫酸銨反應1小時，使Fe3+生成大顆粒黃銨鐵礬沉淀→過濾，除去鐵等雜質→用石灰乳調PH5.0，使母液中硅酸溶膠生成大顆粒硅酸鈣沉淀→75℃下，加入3克牛皮膠反應0.6小時，使硅膠聚沉，→過濾、去渣→浸出液。
實施例5該由含鋅物料制取氧化鋅的方法，工藝過程為克鋅礦粉→磨成-100目粉→普通方法浸出→普通方法凈化→普通方法合成→焙燒→氧化鋅成品。其焙燒階段的工藝過程為將堿式碳酸鋅濾餅離心甩干→200℃下干燥→770℃焙燒1.5小時(焙燒爐中進行)→冷卻后出料→氧化鋅成品。
實施例6該由含鋅物料制取氧化鋅的方法的工藝過程為取650克含Zn35％的紅鋅礦磨碎至-320目→加入2500ml水→60℃下，加入180ml 93％的硫酸反應2小時→調PH值為1.7→90℃下，加入8ml 30％的過氧化氫→加入500ml硫酸銨溶液反應45分鐘→過濾、洗滌→加石灰水調PH值為5.3→75℃下加35克牛皮膠反應50分鐘→過濾、去渣→75℃下，加12克鋅粉反應6小時→去渣、過濾→PH5.3，60℃下，緩慢加入過氧化鈉10克，反應4小時→過濾、去渣→室溫下，攪拌加入氨及二氧化碳反應2小時，氨加入量為200ml，氨及二氧化碳加入總量以反應終點PH8.8為準，保持反應體系中不冒氣泡→過濾、洗滌→甩干濾餅→95℃下干燥→770℃焙燒2小時→冷卻出料并回收二氧化碳。
經取樣分析，該例所得氧化鋅產品的成份為Zn 99.7％；Mn 0.0001％；Fe2+0.0002％；Fe3+0.0001％；Cu 0.0001％；Pb 0.0002％；Na 0.00003％；Cr 0.001％；V 0.001％；Co 0.001％；Ni 0.001％；Si 0.001％；SO42-0.01％；Cd 無；金屬物 無。
本發(fā)明由于采用與現(xiàn)有技術不同的工藝過程，具有各過程中原料及設備利用率高、過濾方便、省時、操作方便、成本低、所得產品純度高的優(yōu)點。
權利要求
1.一種由含鋅物料制取氧化鋅的方法，工藝過程為含鋅物料磨粉→浸出→凈化→合成→焙燒→氧化鋅成品，其特征在于凈化階段的工藝過程為用普通酸或堿調浸出液(鋅鹽液)PH值為5.0-5.4，0-100℃并攪拌下，按Zn與Cu、Cd、Co、Ni等雜質反應式計算所需理論量的1-4倍的量加入鋅粉反應0.5-12小時，進行置換反應→過濾、去渣→保持PH值5.0-5.4，0-100℃并攪拌下，按與溶液中錳、鐵等雜質反應式計算所需理論量的1-3倍的量加入具有氧化性質的過酸鹽類或過氧化物反應0.5-8小時，過濾、去渣→得鋅鹽凈化液；合成階段的工藝過程為室溫并攪拌下，在凈化液中加入氨及二氧化碳反應1-3小時，使Zn2+生成堿式碳酸鋅沉淀析出，二氧化碳加入量以反應體系中無氣泡冒出為準，氨及二氧化碳加入總量以反應終點PH6.3-7為準→過濾、洗滌→堿式碳酸鋅濾餅。
2.一種由含鋅物料制取氧化鋅的方法，工藝過程為含鋅物料磨粉→浸出→凈化→合成→焙燒→氧化鋅成品，其特征在于浸出階段的工藝過程為30-95℃下，按化學反應式計算所需理論量的0.9-2倍的量加入公知酸反應0.5-5小時，控制終點PH1.6-1.8→85-95℃下，按化學反應式計算所需理論量的1-3倍的量加入公知氧化劑，使Fe2+轉變?yōu)镕e2+→保持85-95℃，按化學反應計算所需理論量的1-5倍的量加入硫酸銨反應0.5-1小時，使Fe3+生成大顆粒黃銨鐵礬沉淀→過濾，除去鐵等雜質→用石灰水調PH3-5.4，并使母液中硅酸溶膠生成大顆粒硅酸鈣沉淀→70-85℃下，按化學反應式計算所需理論量的0.9-1.2倍的量加入牛皮膠反應0.5-2小時，使硅膠聚沉→過濾、去渣→浸出液。
3.一種由含鋅物料制取氧化鋅的方法，工藝過程為含鋅物料磨粉→浸出→凈化→合成→焙燒→氧化鋅成品，其特征在于焙燒階段的工藝過程為將堿式碳酸鋅濾餅離心甩干→95-250℃下干燥→760-800℃焙燒1-3小時→冷卻后出料(氧化鋅)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種由含鋅物料制取氧化鋅的方法，屬濕法冶金領域。工藝過程為含鋅物料磨粉—→浸出—→凈化—→合成—→焙燒—→氧化鋅成品。浸出階段先加酸，再加氧化劑、牛皮膠并控制適當pH值；凈化階段加鋅粉置換后再加具有氧化性質的過酸鹽類或過氧化物氧化；合成階段加氨及二氧化碳；焙燒階段在760-800℃焙燒。各階段的副產物可循環(huán)返回前階段過程中使用，具有生產成本低、操作方便、設備利用率高、產品純度高的優(yōu)點。
文檔編號C22B19/34GK1120591SQ9411667
公開日1996年4月17日 申請日期1994年10月13日 優(yōu)先權日1994年10月13日
發(fā)明者鄭光 申請人:鄭光