一種煅燒氧化鋅生產(chǎn)工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種煅燒氧化鋅生產(chǎn)工藝，其是在氨法氧化鋅工藝的基礎(chǔ)上通過提高煅燒溫度及延長煅燒時(shí)間，可以在一條生產(chǎn)線上，從次氧化鋅原料直接加工成煅燒氧化鋅的生產(chǎn)工藝?？山鉀Q傳統(tǒng)煅燒氧化鋅生產(chǎn)工藝能耗高，生產(chǎn)成本高的問題。
【專利說明】一種煅燒氧化鋅生產(chǎn)工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氧化鋅的生產(chǎn)工藝，特別是涉及一種煅燒氧化鋅生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]在陶瓷行業(yè)中氧化鋅主要應(yīng)用于熔塊釉，普遍用于磚瓦釉、粗陶的半透明釉和工藝餐器皿的透明粗釉或熟釉。特別在建筑陶瓷墻地磚釉料、色料與低溫瓷釉料、色料中用量較多。在藝術(shù)陶瓷釉料、色料中也得到廣泛使用。
[0003]普通等級氧化鋅因?yàn)樯形赐耆褵?，直接在陶瓷上使用因高溫?zé)茣r(shí)氣體的排出會產(chǎn)生氣孔(在陶瓷表面形成針孔)、發(fā)生氣泡、破裂或在彩繪部位上留下白色斑點(diǎn)(而該顏色移到無色部位上去)影響陶瓷產(chǎn)品質(zhì)量。所以普通等級氧化鋅一般不能直接在陶瓷面上使用。
[0004]在陶瓷行業(yè)為避免釉在高溫熔融時(shí)發(fā)生反應(yīng)放出氣體，或防止一些可溶性成分在釉漿干燥和燒成時(shí)出現(xiàn)偏析，通常將等級氧化鋅及其它主要原料經(jīng)干法混合后在高溫下熔制為均勻的玻璃熔體，然后水淬成易于粉碎的熔塊，再與其他原料一起濕法球磨而制成熔塊釉。這就需要一整套制釉設(shè)備，而且低溫材料不能在熔塊上應(yīng)用，限制中小陶瓷企業(yè)的發(fā)展及其技術(shù)研發(fā)。煅燒氧化鋅的成功研制，徹底解決了以上難題，并給氧化鋅在陶瓷行業(yè)中應(yīng)用提供更為廣闊的發(fā)展空間。
[0005]傳統(tǒng)煅燒氧化鋅的生產(chǎn)工藝基本上都是用市場采購的普通等級氧化鋅，經(jīng)回轉(zhuǎn)窯高溫煅燒、研磨和包裝等工序制成的。傳統(tǒng)的工藝能生產(chǎn)出適應(yīng)陶瓷工藝要求的煅燒氧化鋅，但其能耗高，生產(chǎn)成本高，產(chǎn)品價(jià)格也高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述問題，本發(fā)明提供一種煅燒氧化鋅生產(chǎn)工藝，其是在氨法氧化鋅工藝的基礎(chǔ)上通過提高煅燒溫度及延長煅燒時(shí)間，可以在一條生產(chǎn)線上，從次氧化鋅原料直接加工成煅燒氧化鋅的生產(chǎn)工藝。
[0007]本發(fā)明一種煅燒氧化鋅生產(chǎn)工藝包括以下步驟:
[0008]1)浸出:以氨水及碳銨作浸出溶劑，將次氧化鋅中的鋅浸出制成鋅氨絡(luò)合物溶液；
[0009]2)氧化除鐵、錳:在步驟I)得到的浸出液中加入高錳酸鉀進(jìn)行氧化反應(yīng)，將浸出液中的Fe2+、Mn2+氧化成難溶的Fe3+、Mn4+沉淀出來，并過濾除去，得到濾液；
[0010]3)鋅粉置換除銅、鎘、鉛:在步驟2)得到的濾液中加入鋅粉置換反應(yīng)，使銅、鎘、鉛沉淀出來，并過濾除去，得到凈化液；
[0011]4)蒸氨:將步驟3)得到凈化液送入蒸氨罐蒸氨，在負(fù)壓下用100°C以上水蒸汽直接通入到凈化液中，使鋅氨絡(luò)合物受熱分解為堿式碳酸鋅、氨氣和二氧化碳，得到堿式碳酸鋅懸浮液；
[0012]5)煅燒:將步驟4)得到的堿式碳酸鋅懸浮液加水洗滌，過濾，將濾渣送入回轉(zhuǎn)窯經(jīng)1000-1200°C煅燒2-5小時(shí)即可得到煅燒氧化鋅。
[0013]本發(fā)明還可以作以下改進(jìn):
[0014]步驟I)中，所述浸出為兩段式，分別在兩個(gè)浸出池中進(jìn)行，將第一段浸出后的濾渣在攪拌下加入第二段浸出池中再浸出，第二段浸出的濾渣棄去，而第二段浸出的二浸液則加入第一段浸出池中作為浸出溶劑，并在攪拌下投入次氧化鋅至第一浸出池中，浸出的一浸液進(jìn)入下一步驟，如此循環(huán)往復(fù)。其中，第一段浸出以充分消耗過量的浸出溶劑為目的，使氨和鋅的絡(luò)合反應(yīng)充分進(jìn)行，提高浸出溶液中鋅的含量，減少每噸煅燒氧化鋅蒸氨過程中蒸汽的消耗量；第二段浸出工序中則以大量過量的浸出溶劑來保證浸出渣中鋅的含量盡可能地低，實(shí)踐證明可以降低2%，以提高鋅金屬回收率。
[0015]所述第二段浸出時(shí)，浸出溶劑中氨濃度為80_100g/L，碳銨濃度為110_140g/L ;所述第一段浸出時(shí)，按總摩爾比NH4+:Zn=3.5-4.5:0.5-1.5投入次氧化鋅，所述第一段浸出為
2-2.5小時(shí)，第二段浸出為1-1.5小時(shí)。[0016]步驟2)中，所述氧化反應(yīng)條件為30_45°C，攪拌，投入高錳酸鉀的量為一浸液中Fe2++Mn2+總質(zhì)量的3_6倍；反應(yīng)時(shí)間為1-1.5小時(shí)。
[0017]步驟3)中，置換反應(yīng)條件為按溶液中銅、鎘、鉛總質(zhì)量的2-4倍加入鋅粉，并攪拌反應(yīng)45分鐘。
[0018]步驟3)中，所述凈化液Zn含量為100_140g/L。
[0019]步驟4)中，所述蒸氨工序采用“雙切線直接打入蒸汽”工藝，即設(shè)兩條方向相反且相互平行地分布于蒸氨罐筒體兩側(cè)的蒸汽管道，并均與蒸氨罐筒體成切線方向伸入罐內(nèi)，讓兩道高壓蒸汽流沿著筒壁帶動液體或以順時(shí)針或以逆時(shí)針一邊高速地旋轉(zhuǎn)一邊進(jìn)行充分混合反應(yīng)。
[0020]步驟4)中，所述蒸氨開始時(shí)通過控制蒸汽量來控制反應(yīng)速度；當(dāng)溶液中鋅離子濃度降到lg/L以下即停止蒸氨。
[0021]步驟5)中，所述回轉(zhuǎn)窯直徑為1.5-2.5米，窯長50-60米，尾氣溫度在120_180°C。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果為:
[0023](I)本發(fā)明提供的一種煅燒氧化鋅新生產(chǎn)工藝，其是在氨法氧化鋅工藝的基礎(chǔ)上通過提高煅燒溫度及延長煅燒時(shí)間，可在一條生產(chǎn)線上，從次氧化鋅原料直接加工成煅燒
氧化鋅。
[0024](2)采用本發(fā)明提供的一種煅燒氧化鋅生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)出的煅燒氧化鋅生產(chǎn)成本低，其煅燒完全、均勻，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定且容易控制，顏色一致。在陶瓷色釉中有較強(qiáng)的助熔作用，能夠降低釉的膨脹系數(shù)，防止坼裂，防止蛋殼面，提高產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性、釉的彈性，擴(kuò)大熔融范圍，加寬燒成溫度范圍，同時(shí)能增加釉面的光澤與白度，增加釉色的光彩。由于其具有較強(qiáng)的助熔作用，可以做為陶瓷顏料的助熔劑、填充劑、礦化劑及釉彩載體。其助熔與發(fā)色效果很好，使釉料均勻、發(fā)色充分準(zhǔn)確、呈色豐富艷麗，是釉藥非常主要原料。
[0025](3)采用本發(fā)明提供的一種煅燒氧化鋅生產(chǎn)工藝，其反應(yīng)條件溫和友好且容易控制、安全。
【具體實(shí)施方式】
[0026]實(shí)施例[0027]—種煅燒氧化鋅生產(chǎn)工藝，其包括以下步驟:
[0028]I)浸出:以氨水及碳銨作浸出溶劑，將次氧化鋅中的鋅浸出制成鋅氨絡(luò)合物溶液；該步驟主要反應(yīng)式如下:
[0029]Zn0+3NHS.H2CHNH4HCO3=Zn (NH3) 4C03+4H20
[0030]具體的，所述浸出為兩段式，分別在兩個(gè)浸出池中進(jìn)行，將第一段浸出后的濾渣在攪拌下加入第二段浸出池中再浸出，第二段浸出的濾渣棄去，而第二段浸出的二浸液則加入第一段浸出池中作為浸出溶劑，并在攪拌下投入次氧化鋅至第一浸出池中，浸出的一浸液進(jìn)入下一步驟，如此循環(huán)往復(fù)。其中，第一段浸出以充分消耗過量的浸出溶劑為目的，使氨和鋅的絡(luò)合反應(yīng)充分進(jìn)行，提高浸出溶液中鋅的含量，減少每噸煅燒氧化鋅蒸氨過程中蒸汽的消耗量；第二段浸出工序中則以大量過量的浸出溶劑來保證浸出渣中鋅的含量盡可能地低，實(shí)踐證明可以降低2%，以提高鋅金屬回收率。
[0031]所述第二段浸出時(shí)，浸出溶劑中氨濃度為100g/L，碳銨濃度為140g/L ;所述第一段浸出時(shí)按總摩爾比NH4+:Zn=4:l.1投入次氧化鋅，所述第一段浸出為2小時(shí)，第二段浸出為I小時(shí)。
[0032]2)氧化除鐵、錳:在步驟I)得到的浸出液中加入高錳酸鉀進(jìn)行氧化反應(yīng)，將浸出液中的Fe2+、Mn2+氧化成難溶的Fe3+、Mn4+沉淀出來，并過濾除去，得到濾液；該步驟主要反應(yīng)式如下:
[0033]Fe2++3Mn7+=Fe3+ I +3Mn4.1 5Mn2++2Mn7+=7Mn4+ I
[0034]上述氧化反應(yīng)條件為45°C，攪拌，投入高錳酸鉀的量為一浸液中Fe2++Mn2+總質(zhì)量的6倍；反應(yīng)時(shí)間為I小時(shí)?？墒硅F含量為0.012g/L、錳含量為0.025g/L的一浸液氧化為鐵含量 0.0003g/L、錳含量 0.0001g/L。
[0035]3)鋅粉置換除銅、鎘、鉛:在步驟2)得到的濾液中加入鋅粉置換反應(yīng)，使銅、鎘、鉛沉淀出來，并過濾除去，得到凈化液，該步驟主要反應(yīng)式如下:
[0036]Pb2+Zn=Zn2++Pb 丨 Cu0++Zn=Zn2++Cu 丨 Cd2++Zn=Zn2++Cd I
[0037]反應(yīng)條件為按溶液中銅、鎘、鉛總質(zhì)量的3倍加入鋅粉，并攪拌反應(yīng)45分鐘?？墒广~含量由 0.0212g/L 降至 0.0002g/L、鉛含量由 0.021-0.031g/L 降至 0.002-0.005g/L、鎘含量由 0.025g/L 降至 0.0001g/L。
[0038]4)蒸氨:將步驟3)得到的凈化液送入蒸氨罐蒸氨，在負(fù)壓下用100°C以上水蒸汽直接通入到凈化液中，使鋅氨絡(luò)合物分解為堿式碳酸鋅、氨氣和二氧化碳，得到堿式碳酸鋅懸浮液，該步驟主要反應(yīng)式如下:
[0039]3Zn (NH3) 4C03+4H20=ZnC03.2Zn (OH)2.H2O I +12NH3 i +2C02 ?
[0040]具體的，所述蒸氨工序采用“雙切線直接打入蒸汽”工藝，即設(shè)兩條方向相反且相互平行地分布于蒸氨罐筒體兩側(cè)的蒸汽管道，并均與蒸氨罐筒體成切線方向伸入罐內(nèi)，讓兩道高壓蒸汽流沿著筒壁帶動液體或以順時(shí)針或以逆時(shí)針一邊高速地旋轉(zhuǎn)一邊進(jìn)行充分混合反應(yīng)。
[0041]所述蒸氨開始時(shí)通過控制 蒸汽量來控制反應(yīng)速度，在開始后的2.5小時(shí)內(nèi)，堿式碳酸鋅的析出率在98%以上，此后析出逐漸減慢，到4小時(shí)后，溶液中鋅離子濃度降到lg/L以下即停止蒸氨。
[0042]蒸發(fā)出來的氨及二氧化碳經(jīng)冷卻、用水循環(huán)吸收制成回收氨水，還可回到浸出工段作為浸出溶劑循環(huán)使用。氨回收化學(xué)反應(yīng)式如下:
[0043]ΝΗ3+Η20=ΝΗ3.H2O
[0044]NH3.H20+C02=NH4HC03
[0045]5)煅燒:將步驟4)得到的堿式碳酸鋅懸浮液加水洗滌，經(jīng)隔膜壓濾機(jī)壓濾，濾餅送入回轉(zhuǎn)窯經(jīng)1000-1200°C煅燒3小時(shí)，即可得到煅燒氧化鋅，該步驟反應(yīng)式為:
[0046]ZnCO3.2Zn (OH) 2.H20=3Zn0+4H20 丨 +CO2 ?
[0047]6)產(chǎn)品包裝:產(chǎn)品經(jīng)冷卻后,進(jìn)入磨粉機(jī)、除鐵及自動包裝系統(tǒng)研磨、除鐵,然后包裝。
[0048]實(shí)施例與其它氧化鋅制備工藝的對比數(shù)據(jù)如下:
[0049]
【權(quán)利要求】
1.一種煅燒氧化鋅生產(chǎn)工藝，其特征在于，包括以下步驟: 1)浸出:以氨水及碳銨作浸出溶劑，將次氧化鋅中的鋅浸出制成鋅氨絡(luò)合物溶液； 2)氧化除鐵、錳:在步驟I)得到的浸出液中加入高錳酸鉀進(jìn)行氧化反應(yīng)，將浸出液中的Fe2+、Mn2+氧化成難溶的Fe3+、Mn4+沉淀出來，并過濾除去，得到濾液； 3)鋅粉置換除銅、鎘、鉛:在步驟2)得到的濾液中加入鋅粉置換反應(yīng)，使銅、鎘、鉛沉淀出來，并過濾除去，得到凈化液； 4)蒸氨:將步驟3)得到凈化液送入蒸氨罐蒸氨，在負(fù)壓下用100°C以上水蒸汽直接通入到凈化液中，使鋅氨絡(luò)合物受熱分解為堿式碳酸鋅、氨氣和二氧化碳，得到堿式碳酸鋅懸浮液； 5)煅燒:將步驟4)得到的堿式碳酸鋅懸浮液加水洗滌，過濾，將濾渣送入回轉(zhuǎn)窯經(jīng)1000-1200°C煅燒2-5小時(shí)即可得到煅燒氧化鋅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煅燒氧化鋅生產(chǎn)工藝，其特征在于:步驟I)中，所述浸出為兩段式，分別在兩個(gè)浸出池中進(jìn)行，將第一段浸出后的濾渣在攪拌下加入第二段浸出池中再浸出，第二段浸出的濾渣棄去，而第二段浸出的二浸液則加入第一段浸出池中作為浸出溶劑，并在攪拌下投入次氧化鋅至第一浸出池中，浸出的一浸液進(jìn)入下一步驟，如此循環(huán)往復(fù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煅燒氧化鋅生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述第二段浸出時(shí)，浸出溶劑中氨濃度為80-100g/L，碳銨濃度為110-140g/L ;所述第一段浸出時(shí)，按總摩爾比NH4+:Zn=3.5-4.5:0.5-1.5投入次氧化鋅，所述第一段浸出為2-2.5小時(shí)，第二段浸出為1_1.5小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的煅燒氧化鋅生產(chǎn)工藝，其特征在于:步驟2)中，所述氧化反應(yīng)條件為30-45°C，攪拌，投入高錳酸鉀的量為一浸液中Fe2++Mn2+總質(zhì)量的3_6倍；反應(yīng)時(shí)間為1-1.5小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煅燒氧化鋅生產(chǎn)工藝，其特征在于:步驟3)中，置換反應(yīng)條件為按溶液中銅、鎘、鉛總質(zhì)量的2-4倍加入鋅粉，并攪拌反應(yīng)45分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煅燒氧化鋅生產(chǎn)工藝，其特征在于:步驟3)中，所述凈化液Zn 含量為 100-140g/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煅燒氧化鋅生產(chǎn)工藝，其特征在于:步驟4)中，所述蒸氨工序采用“雙切線直接打入蒸汽”工藝，即設(shè)兩條方向相反且相互平行地分布于蒸氨罐筒體兩側(cè)的蒸汽管道，并均與蒸氨罐筒體成切線方向伸入罐內(nèi)，讓兩道高壓蒸汽流沿著筒壁帶動液體或以順時(shí)針或以逆時(shí)針一邊高速地旋轉(zhuǎn)一邊進(jìn)行充分混合反應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煅燒氧化鋅生產(chǎn)工藝，其特征在于:步驟4)中，所述蒸氨開始時(shí)通過控制蒸汽量來控制反應(yīng)速度；當(dāng)溶液中鋅離子濃度降到lg/L以下即停止蒸氨。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煅燒氧化鋅生產(chǎn)工藝，其特征在于:步驟5)中，所述回轉(zhuǎn)窯直徑為1.5-2.5米，窯長50-60米，尾氣溫度在120-180°C。
【文檔編號】C01G9/03GK103896325SQ201410137283
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月4日
【發(fā)明者】黃有余 申請人:黃有余