CN1062004A - 制取氧化锌的新工艺 - Google Patents

Abstract

一种制取氧化锌的新工艺，特别适用于氨-铵法 生产碱式碳酸锌或氧化锌产品，现有的方法是分为如 下工序：氨-铵液浸取，锌粉还原置换去杂净化、加热 沉锌、煅烧、氨回收、本发明特征是在去杂净化工艺 中，增加了氧化除杂，即在一定反应条件下，用空气或 氧化作为氧化剂，去掉现有技术中无法去除的铁、锰、 钙、镁离子，从而提高了产品纯度，且此工艺简单，经 济上可行，无污染，适于工业化生产。

Description

本发明涉及无机化工生产技术，特别适用于氨-铵法生产碱式碳酸锌或氧化锌产品。

目前生产碱式碳酸锌及氧化锌产品的方法较多，在化学湿法生产技术中，氨铵法生产技术对原料适应性强，可适用于低品位锌矿和其他含锌付产品，并避免了酸法生产技术的多种弊端，具有设备腐蚀小，工艺简单，操作方便、生产中氨和二氧化碳及母液可回收循环使用而基本无废液、废气排放等优点。例：CN90105488.7“一种制取氧化锌的方法”中记载了用氨-铵法从锌烟尘泥和低品位锌矿粉中制取氧化锌;又例：CN88102610中记载了用氨-铵法从菱锌矿制氧化锌，但现有的氨-铵法制取氧化锌工艺，还有不足之处，主要是对杂质的净化能力差，影响了氧化锌产品的纯度，从而会影响产品的等级，有的还会进而影响到使用该氧化锌作原料而生产出的产品的质量。例：锰是橡胶制品的老化剂，因而氧化锌产品中锰的含量也会影响橡胶的质量。在现有工艺中当含锌原料经氨-铵溶液浸取后，Zn以氨络合物进入溶液时，还有铅、铜、镉、钴、镍、铁、锰、钙、镁等杂质也分别以氨络合物或水合离子进入溶液。在CN90105488.7所述的技术中，对浸取液用锌粉进行还原置换，使铅、铜、镉、钴、镍等重金属离子被转化为沉淀除去，但铁、锰、钙、镁等离子仍残留在溶液中，严重影响了产品的纯度和色度，其产品ZnO的含量只有99.4-99.7%，此含量受原料带进杂质量的影响很大。所以产品质量不稳定。在CN88102610中，对浸取液用硫化物除去重金属，这方法有二个缺陷：①部分锌离子易生成ZnS沉淀而造成锌的损失。②由于锰、铁、钴、镍的硫化物溶度积比硫化锌的溶度积大，所以，这四种离子难以被沉淀而分离掉。

本发明的目的是提供一种用氨-铵法生产碱式碳酸锌或氧化锌的新工艺，该工艺除杂效果好，工艺简单，经济上可行，无污染，适于工业化生产，且使用该工艺生产的产品，质量稳定，收得率高。

本发明目的是这样实现的：用含氧化锌的粉状付产品氧化锌，低度氧化性、锌焙砂或菱锌矿为原料，用氨-碳酸铵溶液浸取，采用加锌粉还原置换去杂和氧化去杂，对经去杂净化后的浸取液加热沉锌制成碱式碳酸锌，将碱式碳酸锌煅烧制取氧化锌。对氨、二氧化碳及母液在工艺中设有回收循环使用装置。

上述氧化去杂是这样进行的：将经加锌粉还原置换去杂后的溶液，加热到95℃以上，通入空气或氧气，并控制平衡压力在0.2-1.0MPa，搅拌反应20-40分钟，使低价铁、锰离子氧化成高价铁锰离子而生成相应的沉淀物，反应式如下：

由于生成的Fe（OH）₃和MnO（OH）₂具有胶体性质，在溶液中可吸附部分其他杂质共沉，起到进一步净化作用;另外，在此温度下，溶液中的钙镁等杂质也进一步转化成难溶的碳酸盐沉淀，反应式如下：

由于上述工艺中，与现有技术相比，去杂净化中采用了二步法，增加了加热氧化除杂工艺，使溶液中的重金属以外的金属离子，例：钙、镁、铁、锰离子也被分离除去，因而提高了氧化锌产品的纯度，按国家标准：GB3185-82检测项目检测结果，氧化锌含量可达99.87%，Mn的含量可降至0.0008%。其中铁、钙、镁离子的含量，虽在标准里无具体要求，但它们的存在与氧化锌含量的总指标有关，另外，铁离子含量还与产品的色度有关，本发明由于除铁效果好，所以色白。又由于此氧化除杂工艺是采用在一定温度、压力条件下向溶液通空气或氧化的方法来实现，故工艺简单，费用合理，在净化过程中无新的杂质带入，也无污染，能适于工业化生产。

下面结合工艺流程图和实施例作进一步说明：

实施例1：以湖南水口山矿务局付产氧化锌（含Zn56.2%、Pb9.5%）原料650kg，粒度80目，用含NH₃12%。碳化度70%的碳酸铵溶液作浸取剂，按液∶固（重量比）＝6.5配料，在浸取槽中，反应温度60℃左右，搅拌反应1.5小时，制得含Zn（NH₃）²⁺ ₄和其他金属离子（即为杂质）的浸取液。浸取液经过滤去渣的滤液进入还原置换槽中，加入锌粉1.2kg作还原剂，（锌粉含Zn90%）。控制反应温度55℃，搅拌反应1.5小时，沉降过滤，滤去了重金属沉淀物的滤液进入1000立升氧化釜中，加热至95℃，控制平衡压力为0.2MPa，同时用钢瓶氧气经减压后通入氧化釜内的溶液中，进行氧化去杂反应，搅拌反应30分钟，沉降过滤，再将滤液在加热沉锌槽内加热到80°-100℃条件下进行热解，溶液中锌氨络离子中的锌转化成碱式碳酸锌（ZnCO₃·2Zn（OH）₂·nH₂O）沉淀，进入分离，氨及二氧化碳挥发逸出，进入吸收回收工序。将分离所得的碱式碳酸锌在煅烧炉内加热至900℃，煅烧2小时，制得氧化锌产品62.85kg，质量符合GB3185-82中一级品标准。收得率为88%。

另外，用相同的原料，相同的工艺条件，但减去氧化去杂工艺作一对比试验，其结果如下表：

产品质量	经氧化除尘	未经氧化除杂
			ZnO含量	99.84%	99.0%
锰含量（以Mn计）	0.00008%	0.005%
			产品色度	白色	微黄

实施例2：以锌焙砂（含锌31.4%，Pb6.1%）原料80kg，（经粉碎至80目），用含NH₃8%、碳化度80%的碳酸铵溶液作浸取剂，按液∶固（重量比）＝5.6配浸取液，加入锌粉1kg作还原剂;氧化釜中温度为120℃，平衡压力为0.5MPa，通入空气氧化，搅拌反应35分钟。在最后的煅烧工序中，煅烧温度为500℃，4.5小时，其余条件同例1，制得活性氧化锌产品27.63kg，含ZnO为99.71%，Mn%＝0.0001%，色白，其余指标也均符合GB3185-82中一级品标准。收得率85%。

实施例3：以云南开远低度氧化锌（含锌68.2%，Pb2.3%）原料100kg，用含NH₃15%、碳化度60%的碳酸铵溶液作浸取剂，按液∶固（重量比）＝5.3配料，制取浸取液，加入锌粉1kg作还原剂;氧化釜内温度为140℃，平衡压力为1.0MPa，采用钢瓶氧气减压后通入，反应20分钟，其余条件同实施例1，制得产品氧化锌79.3kg，ZnO含量为99.9%，锰含量（以Mn计）为0.00007%，色白，其余各项指标均达到GB3185-82一级品标准。收得率92%。

Claims (2)

1、制取氧化锌的新工艺，以粉碎后的含锌物为原料，经浸取、去杂净化、加热沉锌、煅烧制成的高纯度氧化锌，其中浸取工序中的浸取剂为氨--碳酸铵溶液；对氨和二氧化碳设有回收和母液循环工序；在去杂净化工序中采用加锌粉还原置换去杂，其特征在于在去杂净化工序中增加了氧化去杂工艺。

2、根据权利要求1所述的制取氧化锌的新工艺，其特征在于氧化去杂工艺是采用在一定温度和压力条件下向溶液通入空气或氧气的方法。

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