CN108950225B - 一种利用电解锌酸法浸出渣生产氧化锌的方法 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种利用电解锌酸法浸出渣生产氧化锌的方法，包括一次浸提步骤、任选的净化步骤、脱硫步骤、锌酸钙合成步骤、一次煅烧步骤、二次浸提步骤、加压结晶步骤、减压分解步骤、任选的漂洗步骤、二次煅烧步骤。本公开的方法在解决环保问题的同时实现了浸出渣的二次利用，解决多种重金属污染的同时实现其资源化利用，无需蒸氨，简便易行，还大大降低了工艺的能耗，作为污染源的硫酸根离子通过硫酸钙转换变废为宝，首次在锌氨环境下实现锌酸钙合成，并经由锌酸钙得到氧化锌，在工艺中创造性地利用碳酸铵的分解条件，通过压差实现了二氧化碳的循环使用。
Description
技术领域
本发明属于资源综合利用与新材料的综合应用技术领域，涉及电解锌酸法浸出渣的环保处理及资源化利用，特别涉及一种利用电解锌酸法浸出渣生产氧化锌的方法。
背景技术
电解锌酸法浸出渣是电解锌行业最主要的污染物，属于国家危废目录中铅锌冶炼过程常规浸出法产生的浸出渣及常压氧浸及加压氧浸产生的硫渣(浸出渣)。电解锌酸法浸出渣的处理及资源化利用是亟需解决的问题。同时我国锌的生产与消耗均居全球首位，国内锌资源不能满足生产，每年需进口大量的锌原料。开发一种方法以实现电解锌酸法浸出渣中锌的高效率资源化利用，对于解决环保压力及缓解国内锌原料供给问题具有重要意义。
锌酸钙具有广泛的用途。锌酸钙用于碱性二次锌电极的负极材料是近年新开辟的方向，正在不断成熟和工业化；与传统的氧化锌脱硫剂相比，锌酸钙为脱硫活性组分的常温脱硫剂，其硫容大幅度增加；锌酸钙作为饲料添加剂不仅利于动物吸收也利于减少环境污染。锌酸钙同时还可以广泛用于釉料、油漆、涂料添加剂等。锌酸钙也可以用于电解锌及氧化锌原料。
现有技术中锌酸钙的制备方法限于实验性的探索，尚不成熟。例如，中国专利CN1397498A和CN1595688A都公开了球磨法合成锌酸钙，其中中国专利CN1397498A中公开的是将Ca(OH)2和ZnO按锌酸钙化学式中的比例放入球磨罐中，加入适量水，在氩气氛保护下球磨8-18小时，然后在30-80℃下烘烤10-15小时后得到产品；美国专利5,460,899公开了一种用ZnO和Ca(OH)2在碱液中反应生成锌酸钙的方法；中国专利CN2012100305744中公开用可溶性锌盐与化学计量比的Ca(OH)2配成乳状液生成锌酸钙。上述方法中需要以成品高纯度氧化锌或成品锌盐为起始原料，原料昂贵，且反应条件苛刻，耗能高，反应不完全，收率低，反应特异性差，易受杂质干扰，总体制备过程成本高昂，不适于工业化应用。
氧化锌是锌的一种氧化物，难溶于水，可溶于酸和强碱。氧化锌是一种常用的化学添加剂，广泛地应用于塑料、硅酸盐制品、合成橡胶、润滑油、油漆涂料、药膏、粘合剂、食品、电池、阻燃剂等产品的制作中。氧化锌的能带隙和激子束缚能较大，透明度高，有优异的常温发光性能，在半导体领域的液晶显示器、薄膜晶体管、发光二极管等产品中均有应用。
中国专利CN102863007中公开了电解锌酸法浸出渣生产氧化锌的方法，该方法通过氨-碳铵对电解锌浸出渣进行浸出、净化、蒸氨结晶、漂洗和干燥煅烧生产氧化锌，由于电解锌浸出渣中锌含量较低，在实际应用中络合液中锌浓度难超过3％，导致蒸氨能耗过高，同时由于硫酸根的大量存在会增加工艺中环保处理压力。
发明内容
发明要解决的问题
本公开提出的技术方案解决目前锌原料短缺，良好的经由锌酸钙制备氧化锌的方法，现有的电解锌酸法浸出渣制氧化锌的方法耗能高、环保处理压力大等一方面或多方面的问题。
用于解决问题的方案
为解决现有技术存在的问题，本公开提供一种利用电解锌酸法浸出渣生产氧化锌的方法，包括以下步骤：
一次浸提步骤：将电解锌酸法浸出渣与第一浸提剂混合搅拌，然后过滤，得到第一浸出液，其中，所述第一浸提剂为氨和碳酸氢铵的混合水溶液，或氨和碳酸铵的混合水溶液，或氨、碳酸氢铵和碳酸铵的混合水溶液；
任选地，对所述一次浸提步骤中得到的第一浸出液进行净化；
脱硫步骤：向所述第一浸出液中加入氧化钙和/或氢氧化钙，搅拌，然后过滤，得到第一固体和第一滤液；
锌酸钙合成步骤：向所述第一滤液加入氢氧化钙和/或氧化钙，搅拌，然后过滤，得到第二固体和第二滤液；
一次煅烧步骤：取所述第二固体进行煅烧，煅烧温度为150～1050℃，优选150～350℃；
二次浸提步骤：向所述一次煅烧步骤得到的煅烧产物加入第二浸提剂，搅拌，然后过滤，得到第二浸出液，其中，所述第二浸提剂为氨和碳酸氢铵的混合水溶液，或氨和碳酸铵的混合水溶液，或氨、碳酸氢铵和碳酸铵的混合水溶液；
加压结晶步骤：向所述第二浸出液中通入加压的二氧化碳，得到含有结晶的浆液；
减压分解步骤：将所述加压结晶步骤中得到的所述浆液在密封环境中进行过滤，得到第三固体和第三滤液，将所述第三滤液减压至常压，使所述第三滤液中的部分碳酸铵分解为氨和二氧化碳；
任选地，用水漂洗所述第三固体；
二次煅烧步骤：将所述第三固体干燥，在450～900℃的温度下进行煅烧，得到氧化锌产品。
在本公开进一步的实施方案提供的利用电解锌酸法浸出渣生产氧化锌的方法中，所述第一浸提剂中的总氨的质量浓度为5％～15％，所述第一浸提剂中有效碳酸根的物质的量是电解锌酸法浸出渣中硫酸根的物质的量的100％～200％。
在本公开进一步的实施方案提供的利用电解锌酸法浸出渣生产氧化锌的方法中，所述第一浸出液中的锌氨络离子浓度(以锌元素的质量计)为10～25g/L。
在本公开进一步的实施方案提供的利用电解锌酸法浸出渣生产氧化锌的方法中，所述第二浸提剂中总氨的质量浓度为6％～12％，有效碳酸根的质量浓度为8％～15％。
在本公开进一步的实施方案提供的利用电解锌酸法浸出渣生产氧化锌的方法中，在所述脱硫步骤中加入的氧化钙和/或氢氧化钙的物质的量为所述第一浸出液中的硫酸根的物质的量的100％至130％，优选100％至110％。
在本公开进一步的实施方案提供的利用电解锌酸法浸出渣生产氧化锌的方法中，在所述锌酸钙合成步骤中，向所述第一滤液中加入氢氧化钙和/或氧化钙的物质的量与第一滤液中锌氨络离子的物质的量之比为1～1.2:2，优选1～1.1:2。
在本公开进一步的实施方案提供的利用电解锌酸法浸出渣生产氧化锌的方法中，在所述加压结晶步骤中，结晶压力为0.3～0.6MPa。
在本公开进一步的实施方案提供的利用电解锌酸法浸出渣生产氧化锌的方法中，在所述减压分解步骤中，使所述第三滤液中的部分碳酸铵分解为氨和二氧化碳的反应在70～90℃的温度下进行。
在本公开进一步的实施方案提供的利用电解锌酸法浸出渣生产氧化锌的方法中，向所述锌酸钙合成步骤得到的所述第二滤液通入二氧化碳，将通入了二氧化碳的第二滤液作为第一浸提剂，循环用于电解锌酸法浸出渣的一次浸提。
在本公开进一步的实施方案提供的利用电解锌酸法浸出渣生产氧化锌的方法中，在所述减压分解步骤中，将所述第三滤液减压至常压后：
收集碳酸铵分解释放的二氧化碳，循环用于加压结晶；
收集减压至常压后的第三滤液，循环用于二次浸提。
发明的效果
本公开实现了以下一方面或多方面的有利技术效果：
1)将电解锌酸法浸出渣中的硫酸盐转换为碳酸盐，使渣中金属盐更难溶于水而解决环保问题，同时实现了浸出渣的二次利用(可作为水泥与火烧砖的原料)。
2)使电解锌酸法浸出渣中锌、铜、镉等氨可络合离子进入络合液，解决多种重金属污染的同时实现其资源化利用。
3)作为污染源的硫酸根离子通过硫酸钙转换变废为宝。
4)为锌氨环境下首次实现锌酸钙合成，并经由锌酸钙得到氧化锌；从锌氨络离子合成锌酸钙的反应选择性高，简单快速。
5)本公开的工艺通过碳酸根的循环实现锌的浸出及分离，解决现有的氨循环工艺中因蒸汽带入富余水量影响工艺水平衡而面临的环保问题。
6)打破传统氨-碳铵法锌络合浸提工艺通过加热蒸发氨而破坏络合环境实现锌离子结晶分离的固有方法，本申请创造性地向硫酸铵-锌氨络合物体系中加入氧化钙或氢氧化钙，使锌氨络离子-锌离子-氢氧化锌/锌酸钙的平衡发生移动，在不破坏溶液氨环境的前提下通过平衡移动原理实现锌元素的选择性结晶分离，打破传统氨-碳铵法锌络合浸提工艺通过加热蒸发氨而破坏络合环境实现锌离子结晶分离的固有方法，避免现有加热蒸氨法破坏氨环境导致杂质大量共沉淀的现象。本公开的工艺无需蒸氨，简便易行，大大降低了工艺的能耗，还避免了蒸氨导致的高温高压安全隐患、设备腐蚀、大量氨蒸出挥发造成额外的环保处理负担等问题。
7)在工艺中创造性地利用碳酸铵的分解条件，通过压差实现了二氧化碳的循环使用。
具体实施方式
以下将详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好地说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、试剂和设备未作详细描述，但本领域技术人员可以根据本领域的一般知识实现本公开的技术方案。
名词解释
在本文中，除非另有说明，“硫酸氨合锌”是锌氨络离子与硫酸根形成的化合物的总称，包括[Zn(NH3)4]SO4(硫酸四氨合锌)、[Zn(NH3)3]SO4(硫酸三氨合锌)、[Zn(NH3)2]SO4(硫酸二氨合锌)、[Zn(NH3)]SO4(硫酸一氨合锌)等。
在本文中，除非另有说明，“锌氨络离子”是各级氨合锌络离子的总称，包括[Zn(NH3)4]2+(四氨合锌离子)、[Zn(NH3)3]2+(三氨合锌离子)、[Zn(NH3)2]2+(二氨合锌离子)、[Zn(NH3)]2+(一氨合锌离子)等。
在本文中，除非另有说明，溶液(包括但不限于第一浸提剂、第一浸出液、第二浸提剂等各种液体)中的“有效碳酸根”是指该溶液中碳酸根与碳酸氢根的总和。
“任选的”或“任选地”表示随后所述的步骤可以进行，或者可以不进行，并且该表述包括随后所述的步骤进行的情形和随后所述的步骤不进行的情形。
化学反应式
1.一次浸提
a.硫酸盐与碳酸盐/碳酸氢盐的置换
CaSO4+(NH4)2CO3＝CaCO3+(NH4)2SO4
MgSO4+(NH4)2CO3＝MgCO3+(NH4)2SO4
PbSO4+(NH4)2CO3＝PbCO3+(NH4)2SO4
或
CaSO4+NH4HCO3＝CaCO3+(NH4)2SO4+H2O+CO2
MgSO4+NH4HCO3＝MgCO3+(NH4)2SO4+H2O+CO2
PbSO4+NH4HCO3＝PbCO3+(NH4)2SO4+H2O+CO2
b.氧化锌浸提
ZnO+(i-2)NH3+(NH4)2SO4＝[Zn(NH3)i]SO4+H2O(i为2至4的整数)
2.脱硫
CaO+H2O＝Ca(OH)2
Ca(OH)2++(NH4)2SO4＝CaSO4↓+NH3·H2O
[Zn(NH3)i]SO4+Ca(OH)2＝[Zn(NH3)i](OH)2+CaSO4↓
3.锌酸钙合成
2[Zn(NH3)i](OH)2+Ca(OH)2+2H2O＝Ca(OH)2·2Zn(OH)2·2H2O+2iNH3(i为1至4的整数)
4.一次煅烧
Ca(OH)2·2Zn(OH)2·2H2O＝Ca(OH)2+2ZnO+4H2O
或
Ca(OH)2·2Zn(OH)2·2H2O＝CaO+2ZnO+5H2O
5.二次浸提
ZnO+(i-2)NH3+(NH4)2CO3＝[Zn(NH3)i]CO3+H2O(i为2至4的整数)
6.加压结晶
2NH3·H2O+CO2＝(NH4)2CO3+H2O
3[Zn(NH3)i]CO3+3H2O＝ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O+2(NH4)2CO3+(3i-4)NH3(i为2至4的整数)
7.减压分解
(NH4)2CO3+H2O＝2NH3·H2O+CO2
8.二次煅烧
ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O＝3ZnO+CO2+3H2O
具体工艺步骤
步骤1一次浸提
将电解锌酸法浸出渣与配制好的第一浸提剂按一定比例混合进行搅拌浸提，第一浸提剂可以选自：氨和碳酸氢铵的混合水溶液；氨和碳酸铵的混合水溶液；氨、碳酸氢铵和碳酸铵的混合水溶液。浸提后过滤，得到第一浸出液。
第一浸提剂中的总氨浓度和有效碳酸根浓度没有特别限制，本领域技术人员可根据各批次电解锌酸法浸出渣中硫酸盐、锌含量等因素，结合实际需要进行选择。
在优选的方案中，第一浸提剂中总氨的质量浓度为5％～15％，更优选6％～8％，优选的浓度范围可达到充分的浸提效果，又避免过多的氨造成浪费和环保问题。
在优选的方案中，第一浸提剂中有效碳酸根的量与电解锌酸法浸出渣中硫酸根的量大致匹配，允许一定的过量，以达到将浸出渣中的硫酸盐充分转化为碳酸盐，又不过度增加后续工艺处理压力的目的。例如，第一浸提剂中有效碳酸根的物质的量可以是电解锌酸法浸出渣中硫酸根的物质的量的100％～200％。
第一浸提剂与电解锌酸法浸出渣的重量比没有特别限制，只要锌成分可以被浸出即可。优选浸提剂与电解锌酸法浸出渣的重量比为3:1至5:1，既可得到满意的浸提效果，又避免浸提剂的浪费。
浸提的温度没有特别限制，只要使电解锌酸法浸出渣中的锌成分被浸出即可。优选在常温下进行浸提，例如在15～30℃下进行浸提。将电解锌酸法浸出渣与浸提剂混合后进行搅拌，搅拌时间没有特别限制，优选搅拌时间为1～4小时，更优选1～2小时。搅拌后进行过滤。
在浸提过程中，电解锌酸法浸出渣中的多种金属硫酸盐转化为更难溶的碳酸盐从而被过滤除去，而锌元素转化为锌氨络离子(主要为各级锌氨络离子)，进入第一浸出液中。第一浸出液送至后续的脱硫工艺。第一浸出液中锌氨络离子的浓度没有特别限制，但优选第一浸出液中锌氨络离子的浓度(以锌元素的质量计)为10～25g/L，可使工艺的处理效率最优，在后续的锌酸钙合成步骤中得到良好的收率和纯度，综合经济效益最佳。如果原始浸出的液体中锌氨络离子浓度不在优选范围内，也可任选地将浸出的液体进行浓缩或稀释，将浸出液中的锌氨络离子浓度调节为优选的10～25g/L范围。
步骤2净化
步骤2为任选的步骤，在有必要时选择进行步骤2。将第一浸出液按公知方法进行净化，去除铁、锰、铅、铜等杂质元素。一种示例性的净化方法是添加锌粉进行置换然后过滤，从而除去重金属污染物，但也可以使用其他各种公知的净化方法。净化步骤有助于提高终产品的纯度。
步骤3脱硫
在脱硫步骤中，向含有锌氨络离子的第一浸出液中加入氢氧化钙和/或氧化钙，将浸出液中的硫酸根转化为难溶的硫酸钙。如果第一浸出液中锌氨络离子浓度过高，则有可能同时发生浸出液中锌氨络离子-锌离子-氢氧化锌的平衡移动，极少的一部分锌成分可能以氢氧化锌的形式与硫酸钙共沉淀。
在脱硫步骤中，氢氧化钙和/或氧化钙的添加量大致匹配第一浸出液中硫酸根的含量，例如，脱硫步骤加入的氢氧化钙和/或氧化钙的物质的量为第一浸出液中硫酸根的物质的量的100％至130％，更优选100％至110％。适量地添加氢氧化钙和/或氧化钙，有助于控制工艺成本，也有助于改善成品锌产品的纯度和品质。
在脱硫步骤中，向第一浸出液中加入氢氧化钙和/或氧化钙，搅拌进行反应，生成固体沉淀。反应的温度没有特别限制，但由于反应无需加热即可顺利进行，故特别优选在常温下进行反应(例如15～25℃)，一方面节约能源，另一方面也减少氨挥发造成的环境污染。搅拌时间没有特别限制，只要获得沉淀即可，优选搅拌1～2小时。
搅拌后进行过滤，得到第一固体和第一滤液。第一固体的主要成分为硫酸钙，如果浸出液中锌氨络离子的浓度较高，则第一固体中也可能存在一些与硫酸钙共沉淀的氢氧化锌。第一滤液继续用于后续的锌酸钙合成。
步骤4锌酸钙合成
向第一滤液中加入氢氧化钙和/或氧化钙，搅拌进行反应。本步骤中加入的氢氧化钙和/或氧化钙的物质的量与第一滤液中锌氨络离子的物质的量之比优选1～1.2:2，更优选1～1.1:2。反应温度没有特别限制，可以是例如15～90℃，优选20～90℃，进一步优选30～60℃；或者也优选15～25℃的反应温度，该温度范围具有无需加热、节能且减少氨挥发的优点。反应0.5～2小时(优选0.5～1小时)后即可进行过滤，无需长时间的反应和陈化过程。过滤得到第二固体和第二滤液。第二固体的主要成分为锌酸钙。另外可向第二滤液通入二氧化碳，然后作为第一浸提剂循环用于电解锌酸法浸出渣的浸提。
步骤5一次煅烧
在本步骤中，取步骤4得到的第二固体进行煅烧，使锌酸钙分解。煅烧温度在150～1050℃，优选150～350℃。煅烧得到的产物为混合物，如果煅烧温度在150～350℃，则煅烧产物主要成分为氧化锌和氢氧化钙；如果采用更高的煅烧温度，则煅烧产物可能含有氧化锌、氢氧化钙和/或氧化钙。
步骤6二次浸提
向一次煅烧步骤得到的含氧化锌和氢氧化钙(或氧化钙)的混合物中加入配置好的第二浸提剂，进行搅拌浸提，优选搅拌1～4小时。第二浸提剂可以是氨和碳酸氢铵的混合水溶液，或氨和碳酸铵的混合水溶液，或氨、碳酸氢铵和碳酸铵的混合水溶液，优选为氨-碳酸铵水溶液，其中总氨质量浓度为6％～12％，有效碳酸根质量浓度为8％～15％。
在本步骤中，一次煅烧得到的混合物中的氢氧化钙(或氧化钙)与第二浸提剂中的碳酸根/碳酸氢根反应生成碳酸钙沉淀，混合物中的氧化锌则转化为碳酸氨合锌([Zn(NH3)i]CO3，i为1至4的整数)。反应完成后过滤除去碳酸钙沉淀，过滤得到的滤液为含有锌氨络离子的第二浸出液，用于后续的加压结晶步骤。
步骤7加压结晶
将加压的二氧化碳气体压入第二浸出液，使第二浸出液中的游离氨转换为碳酸铵，锌成分则失去络合条件，以碱式碳酸锌的形式沉淀。结晶压力控制为0.3～0.6MPa，该过程反应温度低温优于高温。由于水溶液中的碳酸铵在常压下达到70℃能自行分解，工业上可以有效利用压差实现二氧化碳的循环使用，减少工艺二氧化碳的消耗量，因此本步骤优选的反应温度控制在70～90℃。本步骤得到含有碱式碳酸锌晶体的浆液，送至下一步骤。
步骤8减压分解
将完成结晶的浆液在密封环境(维持加压状态的环境)中进行过滤，得到第三固体和第三滤液。第三固体的主要成分为碱式碳酸锌，第三滤液中溶解有碳酸铵。将第三滤液减压至常压，使第三滤液中的部分碳酸铵分解为氨和二氧化碳。释放出的二氧化碳气体可用于循环加压结晶，氨主要以游离氨的形式存在于溶液中。优选的分解反应温度为70～90℃，在此温度下的常压环境中反应1～2小时，水溶液中碳酸铵能够分解约60～70％。分解反应后的液体重新具有络合条件，可以循环用于二次浸提。
步骤9漂洗
步骤9为任选的步骤，在有必要时选择进行步骤9。将步骤8得到的主要成分为碱式碳酸锌的第三固体加水进行漂洗，液固比5～10:1，漂洗次数1～2次。
步骤10二次煅烧
将主要成分为碱式碳酸锌的第三固体干燥，然后进行煅烧，煅烧温度450～900℃。碱式碳酸锌分解，得到氧化锌固体。
下面将结合实施例对本公开的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本公开，而不应视为对本公开的范围的限定。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
四川某公司电解锌酸法浸出渣，锌含量8.46％，硫含量14.09％。
取2000克电解锌酸法浸出渣，放入10000毫升的氨-碳铵混合液(总氨质量浓度10％，碳酸根质量浓度5.5％)中进行搅拌浸提，浸提温度常温，搅拌时间为2小时，然后进行过滤，过滤后的液体中含锌(以氧化锌当量计)1.47％，液体中硫酸根质量浓度8.8％。根据检验数据，锌回收率为86.9％。
将过滤得到的锌氨络合液锌氨络合液进行净化处理。
向净化后的锌氨络合液加入256.7克氧化钙用于沉淀硫酸根，反应1小时后进行过滤。
向过滤后的液体加入18克氢氧化钙用于锌酸钙的合成，搅拌1小时后进行过滤。将过滤得到得固体在105℃下干燥2小时，再经300℃煅烧2小时，锌酸钙分解为氧化锌与氢氧化钙。
取50克煅烧后的固体，加入500毫升的氨-碳酸铵混合液(氨质量浓度10％，碳酸根质量浓度12％)进行搅拌浸提，搅拌时间为2小时，然后进行过滤。
将过滤后的滤液加热到70℃后置入反应釜中，将压缩二氧化碳气体通入反应釜进行反应，压力控制在0.3MPa，取样检验，当液体中锌浓度低于0.5％时停止二氧化碳的加入，抽入正压过滤器进行过滤。
过滤得到的碱式碳酸锌按液固比10:1加水进行两次漂洗，漂洗后的碱式碳酸锌在105℃下干燥2小时，再经800℃煅烧2小时，所得氧化锌产品经检验分析，其中氧化锌含量为99.76％。
实施例2
云南某公司电解锌酸法浸出渣，锌含量7.98％，硫含量16.01％。
取2000克电解锌酸法浸出渣，放入10000毫升的氨-碳铵混合液(总氨质量浓度10％，碳酸根质量浓度6％)中进行搅拌浸提，浸提温度常温，搅拌时间为2小时，然后进行过滤，过滤后的液体中含锌(以氧化锌当量计)1.367％，液体中硫酸根质量浓度为9.61％。根据检验数据，锌回收率为86.63％。
将过滤得到的锌氨络合液锌氨络合液进行净化处理。
向净化后的锌氨络合液加入280克氧化钙用于沉淀硫酸根，反应1小时后进行过滤。
过滤后的液体加入16克氢氧化钙用于锌酸钙的合成，搅拌1小时后进行过滤。将过滤得到得固体在105℃下干燥2小时，再经300℃煅烧2小时，锌酸钙分解为氧化锌与氢氧化钙。
取50克煅烧后的固体，放入500毫升的氨-碳酸铵混合液(氨质量浓度10％，碳酸根质量浓度12％)中进行搅拌浸提，搅拌时间为2小时，然后进行过滤。
将过滤后的滤液加热到70℃后置入反应釜中，将压缩二氧化碳气体通入反应釜进行反应，控制压力0.3MPa，取样检验，当液体中锌浓度低于0.5％时停止二氧化碳的加入，抽入正压过滤器进行过滤。
过滤后的碱式碳酸锌按液固比10:1加水进行两次漂洗，漂洗后的碱式碳酸锌在105℃下干燥2小时，再经800℃煅烧2小时，所得氧化锌产品经检验分析，其中氧化锌含量99.80％。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (13)
1.一种利用电解锌酸法浸出渣生产氧化锌的方法，其特征在于，所述利用电解锌酸法浸出渣生产氧化锌的方法包括以下步骤：
一次浸提步骤：将电解锌酸法浸出渣与第一浸提剂混合搅拌，然后过滤，得到第一浸出液，其中，所述第一浸提剂为氨和碳酸氢铵的混合水溶液，或氨和碳酸铵的混合水溶液，或氨、碳酸氢铵和碳酸铵的混合水溶液；
任选地，对所述一次浸提步骤中得到的第一浸出液进行净化；
脱硫步骤：向所述第一浸出液中加入氧化钙和/或氢氧化钙，搅拌，然后过滤，得到第一固体和第一滤液；
锌酸钙合成步骤：向所述第一滤液加入氢氧化钙和/或氧化钙，搅拌，然后过滤，得到第二固体和第二滤液；
一次煅烧步骤：取所述第二固体进行煅烧，煅烧温度为150～1050℃；
二次浸提步骤：向所述一次煅烧步骤得到的煅烧产物加入第二浸提剂，搅拌，然后过滤，得到第二浸出液，其中，所述第二浸提剂为氨和碳酸氢铵的混合水溶液，或氨和碳酸铵的混合水溶液，或氨、碳酸氢铵和碳酸铵的混合水溶液；
加压结晶步骤：向所述第二浸出液中通入加压的二氧化碳，得到含有结晶的浆液；
减压分解步骤：将所述加压结晶步骤中得到的所述浆液在密封环境中进行过滤，得到第三固体和第三滤液，将所述第三滤液减压至常压，使所述第三滤液中的部分碳酸铵分解为氨和二氧化碳；
任选地，用水漂洗所述第三固体；
二次煅烧步骤：将所述第三固体干燥，在450～900℃的温度下进行煅烧，得到氧化锌产品。
2.根据权利要求1所述的利用电解锌酸法浸出渣生产氧化锌的方法，其特征在于，在所述一次煅烧步骤中，煅烧温度为150～350℃。
3.根据权利要求1所述的利用电解锌酸法浸出渣生产氧化锌的方法，其特征在于，所述第一浸提剂中的总氨的质量浓度为5％～15％，所述第一浸提剂中有效碳酸根的物质的量是电解锌酸法浸出渣中硫酸根的物质的量的100％～200％。
4.根据权利要求1至3任一项所述的利用电解锌酸法浸出渣生产氧化锌的方法，其特征在于，所述第一浸出液中的以锌元素的质量计的锌氨络离子浓度为10～25g/L。
5.根据权利要求1至3任一项所述的利用电解锌酸法浸出渣生产氧化锌的方法，其特征在于，所述第二浸提剂中总氨的质量浓度为6％～12％，所述第二浸提剂中有效碳酸根的质量浓度为8％～15％。
6.根据根据权利要求1至3任一项所述的利用电解锌酸法浸出渣生产氧化锌的方法，其特征在于，在所述脱硫步骤中加入的氧化钙和/或氢氧化钙的物质的量为所述第一浸出液中的硫酸根的物质的量的100％至130％。
7.根据根据权利要求6所述的利用电解锌酸法浸出渣生产氧化锌的方法，其特征在于，在所述脱硫步骤中加入的氧化钙和/或氢氧化钙的物质的量为所述第一浸出液中的硫酸根的物质的量的100％至110％。
8.根据权利要求1至3任一项所述的利用电解锌酸法浸出渣生产氧化锌的方法，其特征在于，在所述锌酸钙合成步骤中，向所述第一滤液中加入氢氧化钙和/或氧化钙的物质的量与第一滤液中锌氨络离子的物质的量之比为1～1.2:2。
9.根据权利要求8所述的利用电解锌酸法浸出渣生产氧化锌的方法，其特征在于，在所述锌酸钙合成步骤中，向所述第一滤液中加入氢氧化钙和/或氧化钙的物质的量与第一滤液中锌氨络离子的物质的量之比为1～1.1:2。
10.根据权利要求1至3任一项所述的利用电解锌酸法浸出渣生产氧化锌的方法，其特征在于，在所述加压结晶步骤中，结晶压力为0.3～0.6MPa。
11.根据权利要求1至3任一项所述的利用电解锌酸法浸出渣生产氧化锌的方法，其特征在于，在所述减压分解步骤中，使所述第三滤液中的部分碳酸铵分解为氨和二氧化碳的反应在70～90℃的温度下进行。
12.根据权利要求1至3任一项所述的利用电解锌酸法浸出渣生产氧化锌的方法，其特征在于，向所述锌酸钙合成步骤得到的所述第二滤液通入二氧化碳，将通入了二氧化碳的第二滤液作为第一浸提剂，循环用于电解锌酸法浸出渣的一次浸提。
13.根据权利要求1至3任一项所述的利用电解锌酸法浸出渣生产氧化锌的方法，其特征在于，在所述减压分解步骤中，将所述第三滤液减压至常压后：
收集碳酸铵分解释放的二氧化碳，循环用于加压结晶；
收集减压至常压后的第三滤液，循环用于二次浸提。
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