CN102583503B - 利用高砷次氧化锌资源氨-铵工艺制取活性氧化锌的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用高砷次氧化锌资源氨-铵工艺制取活性氧化锌的方法,属无机化工和二次资源回收领域。所述方法的工艺过程依次为:浸出、除杂净化、蒸氨、洗涤、烘干粉碎、煅烧等工序组成。本发明以铅锌冶炼过程所产高砷锑次氧化锌为原料,加入氨水和碳酸氢铵进行选择性浸出,再用亚铁盐、双氧水、硫化物、锌粉进行两段除杂和深度净化,氨水循环利用并综合回收有价金属废渣。本发明对含锌物料的适应性强,能够处理多种复杂含锌资源。具有流程简短,生产过程闭路循环,操作方便,能耗低,产品质量优异,经济效益好,污染小及综合回收能力强等优点,适用于工业化生产和推广。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用高砷次氧化锌资源氨-铵工艺制取活性氧化锌的方法,属无机化工和二次资源回收领域。
背景技术
活性氧化锌是一种重要无机化工产品,用途非常广泛,主要应用于橡胶、涂料、陶瓷、玻璃、医药、化工、食品等方面。
目前,国内外生产活性氧化锌方法主要有干法和湿法。干法由于能耗高、产品质量不稳定、原材料要求特殊,成本过高等因素,使其在工业发展中的前景受到限制;而湿法由于原料来源广泛,能耗相对偏低,产品纯度好,质量稳定,成本较低,环境污染较少及操作方便,已逐步成为人们研究和开发的重点。而湿法又大体分为酸法和碱法,目前广泛采用的方法为酸法,即以低级氧化锌或锌焙砂为原料经硫酸分解浸取、除杂、净化,得到精制硫酸锌溶液,经由纯碱或碳酸氢铵沉淀得到碱式碳酸锌,再经水洗、干燥、煅烧而得到活性氧化锌产品。但该法由于工艺复杂,流程长,操作难度大,设备防腐要求高、过程废水处理困难,污染严重,致使成本较高、项目投资较大。近年来以氨配合工艺为代表的碱法得到快速发展。2010年3月10日中国发明专利公开号CN 101665263A,公开了“一种处理氧化锌矿或氧化锌二次资源制取超细活性氧化锌的方法”该方法是以氨水作浸取剂,同时加入碳酸氢铵或其他铵盐,利用氧化锌易溶于氨-碳酸氢铵混合溶液中生成锌氨配合物这一特点而形成的工艺体系。即以低次级氧化锌或含锌废渣为原料,采用氨-碳酸氢铵混合溶液直接浸取,通过除杂、热解除氨而得到碱式碳酸锌沉淀中间体,其干燥、煅烧过程与传统酸浸法相同。该法的优点在于对原料的适应性较强,除杂较彻底,产品纯度高;适当控制热解条件可得到不同规格的产品;浸取剂循环使用,工艺相对简单,基本没有三废,对环境污染小,成本低于硫酸法;另外对设备防腐要求不高,投资少。但氨法工艺对原料的物相组成有一定的要求,深度除杂能力不强,致使产品纯度和性能指标的进一步提高受到制约或影响。但无论何种工艺方法,在工艺技术控制、产品成本、能源消耗、环保要求等诸多方面各有利弊和不足,因此在针对原料的适应性上都有一定范围的限制或要求。随着锌资源的不断开发和充分利用,高品位、低含杂原料的供应日趋紧张,而低品位、高砷锑锌资源已成为关注的重点和焦点。低品位、高砷锑锌业内通俗称为高砷次氧化锌,即指含锌量为45.18-47.05%,含砷1.06-3.06%的烟灰;由铅锌冶炼所产生,且烟灰中还含其它成分如下:Pb 6.07-26.07%;Cu0.016- 0.06%;Cd 0.18-0.21%;Co0.006- 0.018%;Fe 4.63-5.84%;Sb 0.54-4.54%;In 0.0173- 0.0273%;此外还可以含F 0.20- 0.38;Cl 1.07-2.25。但目前有关高砷次氧化锌原料生产活性氧化锌的专利和技术比较缺乏和薄弱,如何有效利用含杂高,品位低的高砷次氧化锌资源,最大限度的发挥其经济效能,为市场、行业提供优质、低廉的合格产品成为相关技术人员研发的目标。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用高砷次氧化锌资源氨-铵工艺制取活性氧化锌的方法,同时对现行的氨法工艺进行适应性改进,使整个工艺过程稳定可靠,原料适应性强,生产成本低,产品质量优异,达到节能和环保的目的。
为实现上述目的,本发明方法采用的技术方案是:一种利用高砷次氧化锌资源氨-铵工艺制取活性氧化锌的方法,是高砷次氧化锌为原料,加入氨水和碳酸氢铵进行选择性浸出,然后经过除杂、锌粉净化、蒸氨结晶、脱水分离及烘干、煅烧工序;过程的氨和CO2经回收后循环利用;具体方法如下:
①浸出过程:以高砷次氧化锌为原料,用碳酸氢铵、氨水为浸取剂,浸出剂成分(以摩尔质量计)为:氨水∶碳酸氢铵=1~5∶1;液固体积质量比为:2~10∶1;浸出温度30~85℃;浸出搅拌时间为0.5~4h;反应终了,用密闭压滤机进行液固分离,滤渣水洗,滤液进入下道工序;
②净化除杂过程:
除杂:除杂开始时先采用30%的H2O2进行预氧化,然后缓慢加入加入亚铁盐及H2O2进行氧化吸附沉淀砷锑等杂质,反应结束前30min加入硫化物分离重金属离子;反应过程中H2O2加入量为1~10ml/L,亚铁盐加入量为0.5~10g/L,硫化物加入量为0.5~10g/L,反应搅拌时间为0.5~3h,温度50~70℃;
净化:除杂后的滤液采用锌粉置换,锌粉用量为理论用量的1.2~30倍,净化温度为30~70℃,反应搅拌时间为0.5~3h,根据液体含杂情况采用一次或者两次锌粉置换,反应结束后,用5%的Na2S溶液定性合格后进行压滤,滤液进入蒸氨过程;
③蒸氨过程:在专用蒸氨装置设备中进行,操作条件:温度控制60~110℃,绝对压力0.02~0.06MPa,蒸氨时间1~5h,当蒸氨母液锌含量在2.5~3.5g/L时,停止蒸氨,得到碱式碳酸锌固液混合物并进行液固离心分离,母液返浸出过程;蒸氨过程中的分解混合蒸汽经冷凝系统后进入吸收塔回收氨和CO2,并经氨循环系统至浸出过程的浸取槽,补充氨水和碳铵后循环利用;
④洗涤过程:采用30~80℃的去离子水搅拌洗涤蒸氨过程生产的碱式碳酸锌结晶,洗涤时间为5~50分钟,洗涤次数1-3次,液固体积比1~5∶1,然后进行离心分离,对滤饼进行甩干脱水处理,滤液进入吸收塔循环后返浸出过程;
⑤烘干粉碎过程:将洗涤脱水后的碱式碳酸锌混合物结晶送入专用的烘干加热设备中,控制温度在120~200℃,烘干时间1~4h,物料含水分小于2.5%以下,并将干燥后的物料进行旋风粉碎,得到粒径小于320目的碱式碳酸锌中间体。
⑥煅烧过程:将烘干粉碎后的碱式碳酸锌中间体置入煅烧窑内,温度控制在280~650℃,时间0.5~4h,煅烧后即得到活性氧化锌;煅烧过程产生的高温烟气用于干燥烘干过程,烟气中的CO2经专用吸收装置回收利用;
⑦成品包装过程:煅烧过程生产的活性氧化锌经冷却后,根据控制条件和性能指标的不同,进行分类包装,有自动包装机称重、缝口、入库。包装采用外编内塑,每袋净重25kg。
所述的高砷次氧化锌,即指含锌量为45.18-47.05%,含砷1.06-3.06%的烟灰;由铅锌冶炼所产生,且烟灰中还含其它成分如下:Pb 6.07-26.07%;Cu0.016- 0.06%;Cd 0.18-0.21%;Co0.006- 0.018%;Fe 4.63-5.84%;Sb 0.54-4.54%;In 0.0173- 0.0273%;此外还可以含F 0.20- 0.38;Cl 1.07-2.25。
上述步骤①中,还可以根据过程中根据原料成分适量加入氧化剂H2O2或KMnO4。
本发明的工艺过程和反应原理解释如下:
浸出过程:
先将NH4HCO3和NH4OH配制成符合要求的浸出剂水溶液,然后把次氧化锌物料加入浸出剂中进行配合浸出。锌将主要以Zn(NH3)i 2+或Zn(OH)j 2-j配合离子的形态进入浸出溶液中,其他杂质如:Cu、Cd、Co、Ni也将会以Me(NH3)j 2+配合离子(Me代表Cu、Cd、Co、Ni等,j代表OH的配位数量,以下同)的形态进入溶液;原料中的In、Fe、Mn、Sn及大部分Pb、As、Sb、Bi基本不被浸出,从而留在浸出残渣中,经过滤分离后回收。若以含Zn较低的原料进行生产时,为提高浸出液中的Zn2+浓度到50g/L以上,需要进行多次循环浸出,即将前一次的浸出液作为下一次浸出的前液,配制浸出剂后进行再浸出;以此类推,通过增加循环次数来提高浸出液中的Zn2+浓度,直到达到最佳技术经济指标要求为止。
浸出过程主要反应如下:
ZnO + 2NH4 + + (i-2)NH3 = Zn(NH3)i 2+ + H2O
Zn(OH)2 + 2NH4 + + (i-2)NH3 = Zn(NH3)i 2+ + 2H2O
ZnCO3 + iNH3 = Zn(NH3)i 2+ + CO3 2-
ZnSO4 + iNH3 = Zn(NH3)i 2+ + SO4 2-
ZnO + H2O + (i-2)OH- = Zn(OH)i 2-i
Zn(OH)2+(i-2)OH- = Zn(OH)i 2-i
ZnCO3+iOH- = Zn(OH)i 2-i+CO3 2-
ZnSO4+iOH- = Zn(OH)i 2-i+SO4 2-
(上述i代表氨的配位数,以下同)
净化除杂过程:
浸出过程得到的滤液由于含有Fe、As、Sb、Pb、Cu、Cd、Co、Ni等重金属配合离子,会影响产品的纯度,因此必须净化除掉。首先氧化共沉淀去除Fe、As、Sb,应根据溶液杂质含量情况,先加入少量氧化剂H2O2,稍后加入亚铁盐和剩余的H2O2,使Fe、As、Sb氧化为高价不溶物共协沉淀。然后再加入硫化物进一步深度除杂,使重金属离子生成不溶性硫化物沉淀。
氧化反应如下:
AsO3 3- + H2O2 → AsO4 3-
SbO3 3- + H2O2 → SbO4 3-
Fe2+ + AsO3 3- + H2O2 → FeAsO4↓
Fe2+ + H2O2 → Fe3++ H2O
Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3↓
Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2↓
在浸出液中As、Sb主要是以AsO3 3 -、AsO4 3 -、及SbO3 3-、SbO4 3-等形式存在,加入亚铁盐和氧化剂后As、Sb会主要形成高价态,并于铁盐进一步反应生成为更难溶解的FeAsO4等沉淀。而同时Fe(OH)2部分氧化为Fe(OH)3,溶液中剩余的微量AsO3 3-特别是FeAsO4和AsO4 3-也可以被Fe(OH)3 - Fe(OH)2 絮状沉淀共吸附成沉淀除去。
硫化反应如下:
Ag+ + S2- → Ag2S↓
Pb2+ + S2- → PbS↓
Cu2+ + S2- → CuS↓
Cd2+ + S2- → CdS↓
浸出液中还含有Cu、Cd、Co、Ni、Pb等配合离子Me(NH3)j 2+,加入锌粉进行置换除去,其化学反应方程式如下:
Zn+Me(NH3)j 2+=Zn(NH3)j 2++ Me + (j-i)NH3
Zn+Pb2++4NH3 = Zn(NH3)4 2++Pb
锌粉加入量为理论量的1.5~30倍,锌粉粒度一般为100~200目。采用两段逆流净化,第一段净化后过滤,除去铜镉(铅)渣的净化液进入第二段;第二段采用新鲜锌粉净化,净化后的过滤渣返回第一段净化使用,来节约和充分利用锌粉。净化后的杂质元素含量基本降至2mg/L以下,过滤后将合格净化液送去蒸氨分解工序。
蒸氨过程:
将净化除杂后得到的精制锌液引入专用蒸氨设备中,在常压或微负压条件下逐步升高温度到90~110℃,其主要反应方程式为:
3Zn(NH3)4CO3 + 3H2O = ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O↓+ 12NH3↑+ 2CO2↑
蒸氨过程产生的NH3和CO2气体经冷凝后进行专门吸收处理,循环回收和返回系统。产出的碱式碳酸锌结晶混合物经液固分离、洗涤脱水后在120~200℃下进行烘干及预处理,得到制备活性氧化锌的中间体。
煅烧过程:
由于得到的活性氧化锌中间体主要以碱式碳酸锌为主,需要进行进一步的焙烧分解,将其送入煅烧设备中,控制煅烧温度在280~650℃,煅烧时间0.5~4h,并在反应过程中充分搅拌,即可得到符合国标要求的活性氧化锌产品。其主要过程反应如下:
ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O = 3ZnO + 3H2O↑+ CO2↑
本发明对含锌物料的适应性强,既可以处理铅锌冶炼过程所产的低品位、高砷锑次氧化锌烟道灰,又可以处理成分复杂的钢铁厂烟道灰锌资源。具有流程简短,操作方便,能耗低,经济效益好,生产系统闭路循环,污染小及综合回收能力强等优点。本发明制取的活性氧化锌纯度高,粒径小,呈微黄色多孔球形,经检验其主要质量技术指标达到(或超过)HG/T 2572-2006 工业活性氧化锌标准,部分指标接近纳米氧化锌国家标准。具体是:ZnO含量:97.63%;比表面积:56.7m3/g;Pb:0.0012%;Cu:0.0003%;Mn:0.0005%;粒径0.03~0.23μm。
附图说明
图1为本发明利用铅锌冶炼所产高砷次氧化锌资源氨-铵工艺制取活性氧化锌的原则流程。
具体实施方式
下面结合附图和个体实施方式对本发明作进一步说明。
实施例1
一种利用高砷次氧化锌资源氨-铵工艺制取活性氧化锌的方法,其高砷次氧化锌的来源是某铅锌企业生产的次氧化锌烟灰,成分(wt%)如下:Zn 47.05;Pb 26.07;Cu 0.06;Cd 0.21;Co 0.018;Fe 4.63;As 3.06;Sb 4.54;In 0.0273。
先配置含氨水:碳酸氢铵=2.5∶1(摩尔比),游离氨的总摩尔浓度8mol的浸出剂1L,称取粉状次氧化锌烟灰样品250g,液固比=4∶1,在40℃-70℃的温度下反应0.5小时后过滤,并入洗液后使浸出液体积与浸出剂相同,锌浸出率为93.5%,浸出液成分(g/L): Zn 107.68;Pb 0.53;Cu 0.036;Cd 0.35;As 1.67;Sb 0.6。然后将浸取液进行净化除杂,根据As、Sb量先后加入适量的双氧水、铁盐进行一次除杂并在反应结束前0.5h加入硫化物进行二次除杂;过滤后根据滤液中Cu、Pb、Cd所需锌粉理论量的1.2~4倍加入锌粉,进行两次逆流净化,控制温度30~60℃下进行,反应时间0.5~1h,反应结束后,用5%的Na2S溶液定性合格后进行压滤,过滤后将合格的净化液转入蒸氨装置,操作条件:温度控制60~80℃,绝对压力0.02~0.04MPa,蒸氨时间1~3h,当蒸氨母液锌含量在2.5~3g/L时,停止蒸氨,得到碱式碳酸锌固液混合物并进行液固离心分离,母液返浸出过程;蒸氨过程中的分解混合蒸汽经冷凝系统后进入吸收塔回收氨和CO2,并经氨循环系统至浸出过程的浸取槽,补充氨水和碳铵后循环利用;将得到的混合结晶物采用30~50℃的去离子水搅拌洗涤蒸氨过程生产的碱式碳酸锌结晶,洗涤时间为5~10分钟,洗涤次数1-2次,液固体积比1∶1,然后进行离心分离,对滤饼进行甩干脱水处理,滤液进入吸收塔循环后返浸出过程;将洗涤脱水后的碱式碳酸锌混合物结晶送入专用的烘干加热设备中,控制温度在120~150℃,烘干时间1~3h,物料含水分小于2.5%以下,并将干燥后的物料进行旋风粉碎,得到粒径小于320目的碱式碳酸锌中间体。将烘干粉碎后的碱式碳酸锌中间体置入煅烧窑内,温度控制在280~400℃,时间0.5~2h,煅烧后即得到活性氧化锌;煅烧过程产生的高温烟气用于干燥烘干过程,烟气中的CO2经专用吸收装置回收利用;煅烧过程生产的活性氧化锌经冷却后,根据控制条件和性能指标的不同,进行分类包装,有自动包装机称重、缝口、入库。包装采用外编内塑,每袋净重25kg。
实施例2
一种利用高砷次氧化锌资源氨-铵工艺制取活性氧化锌的方法,其高砷次氧化锌的来源是钢铁厂次氧化锌烟灰,成分(%)如下:Zn 45.18;Pb 6.07;Cu 0.016;Cd 0.18;Co 0.006;Fe 5.84;As 1.06;Sb 0.54;In 0.0173;F 0.38; Cl 2.25。
先配置含氨水:碳酸氢铵=5∶1(摩尔比),游离氨的总摩尔浓度10mol的浸出剂1L,称取粉状次氧化锌烟灰样品200g,液固比=2∶1,在30℃-50℃的温度下反应2.0小时后过滤,并入洗液后使浸出液体积与浸出剂相同,锌浸出率为90.3%,浸出液成分(g/L): Zn 89.25;Pb 0.16;Cu 0.01;Cd 0.25;As 0.87;Sb 0.25。除杂:除杂开始时先采用30%的H2O2进行预氧化,然后缓慢加入加入亚铁盐及H2O2进行氧化吸附沉淀砷锑等杂质,反应结束前30min加入硫化物分离重金属离子;反应过程中H2O2加入量为1~10ml/L,亚铁盐加入量为0.5~10g/L,硫化物加入量为0.5~10g/L,反应搅拌时间为0.5~3h,温度50~70℃;过滤后根据滤液中Cu、Pb、Cd所需锌粉理论量的4~20倍加入锌粉,进行两次逆流净化,控制温度50~70℃下进行,反应时间1~3h,根据液体含杂情况采用一次或者两次锌粉置换,反应结束后,用5%的Na2S溶液定性合格后进行压滤,滤液进入蒸氨过程;操作条件:温度控制80~110℃,绝对压力0.04~0.06MPa,蒸氨时间3~5h,当蒸氨母液锌含量在3~3.5g/L时,停止蒸氨,得到碱式碳酸锌固液混合物并进行液固离心分离,母液返浸出过程;蒸氨过程中的分解混合蒸汽经冷凝系统后进入吸收塔回收氨和CO2,并经氨循环系统至浸出过程的浸取槽,补充氨水和碳铵后循环利用;然后将得到的混合结晶物采用50~80℃的去离子水搅拌洗涤蒸氨过程生产的碱式碳酸锌结晶,洗涤时间为10~50分钟,洗涤次数2-3次,液固体积比5∶1,然后进行离心分离,对滤饼进行甩干脱水处理,滤液进入吸收塔循环后返浸出过程;将洗涤脱水后的碱式碳酸锌混合物结晶送入专用的烘干加热设备中,控制温度在150~200℃,烘干时间3~4h,物料含水分小于2.5%以下,并将干燥后的物料进行旋风粉碎,得到粒径小于320目的碱式碳酸锌中间体。将烘干粉碎后的碱式碳酸锌中间体置入煅烧窑内,温度控制在400~650℃,时间2~4h,煅烧后即得到活性氧化锌;煅烧过程产生的高温烟气用于干燥烘干过程,烟气中的CO2经专用吸收装置回收利用;煅烧过程生产的活性氧化锌经冷却后,根据控制条件和性能指标的不同,进行分类包装,有自动包装机称重、缝口、入库。包装采用外编内塑,每袋净重25kg。
实施例3
一种利用高砷次氧化锌资源氨-铵工艺制取活性氧化锌的方法,其高砷次氧化锌的来源是钢铁厂次氧化锌烟灰,成分(%)如下:Zn 46.12;Pb 14.65;Cu 0.04;Cd 0.20;Co 0.01;Fe 4.95;As 2.84;Sb3.21;In 0.0198;F 0.20; Cl 1.07。
先配置含氨水:碳酸氢铵=1∶1(摩尔比),游离氨的总摩尔浓度10mol的浸出剂1L,称取粉状次氧化锌烟灰样品100g,液固比=10∶1,在60℃-85℃的温度下反应4.0小时后过滤,并入洗液后使浸出液体积与浸出剂相同,锌浸出率为92.1%,浸出液成分(g/L): Zn 49.25;Pb 0.09;Cu 0.02;Cd 0.11;As 0.35;Sb 0.12。然后将浸取液进行净化除杂,根据As、Sb量先后加入适量的双氧水、铁盐进行一次除杂并在反应结束前0.5h加入硫化物进行二次除杂;过滤后根据滤液中Cu、Pb、Cd所需锌粉理论量的20~30倍加入锌粉,进行两次逆流净化,控制温度50~70℃下进行,反应时间1~2h,反应结束后,用5%的Na2S溶液定性合格后进行压滤,过滤后将合格的净化液转入蒸氨装置,操作条件:温度控制85~105℃,绝对压力0.03~0.05MPa,蒸氨时间2~3h,当蒸氨母液锌含量在2~3g/L时,停止蒸氨,得到碱式碳酸锌固液混合物并进行液固离心分离,母液返浸出过程;蒸氨过程中的分解混合蒸汽经冷凝系统后进入吸收塔回收氨和CO2,并经氨循环系统至浸出过程的浸取槽,补充氨水和碳铵后循环利用。然后将得到的混合结晶物采用40~60℃的去离子水搅拌洗涤蒸氨过程生产的碱式碳酸锌结晶,洗涤时间为20~40分钟,洗涤次数2次,液固体积比4∶1,然后进行离心分离,对滤饼进行甩干脱水处理,滤液进入吸收塔循环后返浸出过程;将洗涤脱水后的碱式碳酸锌混合物结晶送入专用的烘干加热设备中,控制温度在140~180℃,烘干时间2~3h,物料含水分小于2%以下,并将干燥后的物料进行旋风粉碎,得到粒径小于300目的碱式碳酸锌中间体。将烘干粉碎后的碱式碳酸锌中间体置入煅烧窑内,温度控制在300~500℃,时间2~3h,煅烧后即得到活性氧化锌;煅烧过程产生的高温烟气用于干燥烘干过程,烟气中的CO2经专用吸收装置回收利用;煅烧过程生产的活性氧化锌经冷却后,根据控制条件和性能指标的不同,进行分类包装,有自动包装机称重、缝口、入库。包装采用外编内塑,每袋净重25kg。
Claims (1)
1.一种利用高砷次氧化锌资源氨-铵工艺制取活性氧化锌的方法,是高砷次氧化锌为原料,加入氨水和碳酸氢铵进行选择性浸出,然后经过除杂、锌粉净化、蒸氨结晶、脱水分离及烘干、煅烧工序;过程的氨和CO2经回收后循环利用;其特征在于:具体方法如下:
①浸出过程:以高砷次氧化锌为原料,用碳酸氢铵、氨水为浸取剂,浸出剂成分以摩尔质量计为:氨水∶碳酸氢铵=1~5∶1;液固体积质量比为:2~10∶1;浸出温度30~85℃;浸出搅拌时间为0.5~4h;反应终了,用密闭压滤机进行液固分离,滤渣水洗,滤液进入下道工序;
②净化除杂过程:
除杂:除杂开始时先采用30%的H2O2进行预氧化,然后缓慢加入亚铁盐及H2O2进行氧化吸附沉淀砷锑杂质,反应结束前30min加入硫化物分离重金属离子;反应过程中H2O2加入量为1~10ml/L,亚铁盐加入量为0.5~10g/L,硫化物加入量为0.5~10g/L,反应搅拌时间为0.5~3h,温度50~70℃;
净化:除杂后的滤液采用锌粉置换,锌粉用量为理论用量的1.2~30倍,净化温度为30~70℃,反应搅拌时间为0.5~3h,根据液体含杂情况采用一次或者两次锌粉置换,反应结束后,用5%的Na2S溶液定性合格后进行压滤,滤液进入蒸氨过程;
③蒸氨过程:在专用蒸氨装置设备中进行,操作条件:温度控制60~110℃,绝对压力0.02~0.06MPa,蒸氨时间1~5h,当蒸氨母液锌含量在2.5~3.5g/L时,停止蒸氨,得到碱式碳酸锌固液混合物并进行液固离心分离,母液返浸出过程;蒸氨过程中的分解混合蒸汽经冷凝系统后进入吸收塔回收氨和CO2,并经氨循环系统至浸出过程的浸取槽,补充氨水和碳铵后循环利用;
④洗涤过程:采用30~80℃的去离子水搅拌洗涤蒸氨过程生产的碱式碳酸锌结晶,洗涤时间为5~50分钟,洗涤次数1-3次,液固体积比1~5∶1,然后进行离心分离,对滤饼进行甩干脱水处理,滤液进入吸收塔循环后返浸出过程;
⑤烘干粉碎过程:将洗涤脱水后的碱式碳酸锌混合物结晶送入专用的烘干加热设备中,控制温度在120~200℃,烘干时间1~4h,物料含水分小于2.5%以下,并将干燥后的物料进行旋风粉碎,得到粒径小于320目的碱式碳酸锌中间体;
⑥煅烧过程:将烘干粉碎后的碱式碳酸锌中间体置入煅烧窑内,温度控制在280~650℃,时间0.5~4h,煅烧后即得到活性氧化锌;煅烧过程产生的高温烟气用于干燥烘干过程,烟气中的CO2经专用吸收装置回收利用;
⑦成品包装过程:煅烧过程生产的活性氧化锌经冷却后,根据控制条件和性能指标的不同,进行分类包装,由自动包装机称重、缝口、入库;包装采用外编内塑,每袋净重25kg;
所述的高砷次氧化锌,即指含锌量为45.18-47.05%,含砷1.06-3.06%的烟灰;由铅锌冶炼所产生,且烟灰中还含其它成分如下:Pb 6.07-26.07%;Cu0.016- 0.06%;Cd 0.18-0.21%;Co0.006- 0.018%;Fe 4.63-5.84%;Sb 0.54-4.54%;In 0.0173- 0.0273%。
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