CN110482592B - 一种用炼钢烟灰制取纳米氧化锌的工艺 - Google Patents

一种用炼钢烟灰制取纳米氧化锌的工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN110482592B
CN110482592B CN201910765114.8A CN201910765114A CN110482592B CN 110482592 B CN110482592 B CN 110482592B CN 201910765114 A CN201910765114 A CN 201910765114A CN 110482592 B CN110482592 B CN 110482592B
Authority
CN
China
Prior art keywords
zinc
soot
steelmaking
zinc oxide
solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910765114.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110482592A (zh
Inventor
李守荣
贡大雷
李彦龙
李银丽
鲁兴武
王长征
庞振业
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northwest Research Institute of Mining and Metallurgy
Original Assignee
Northwest Research Institute of Mining and Metallurgy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northwest Research Institute of Mining and Metallurgy filed Critical Northwest Research Institute of Mining and Metallurgy
Priority to CN201910765114.8A priority Critical patent/CN110482592B/zh
Publication of CN110482592A publication Critical patent/CN110482592A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110482592B publication Critical patent/CN110482592B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G9/00—Compounds of zinc
    • C01G9/02—Oxides; Hydroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G9/00—Compounds of zinc
    • C01G9/02—Oxides; Hydroxides
    • C01G9/03—Processes of production using dry methods, e.g. vapour phase processes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用炼钢烟灰制取纳米氧化锌的工艺，是将炼钢烟灰先用水洗脱除氟、氯、硫酸根、钠、钾等可溶性杂质，洗涤净化的滤渣经氨气+碳酸钠浸出，得到含锌溶液及浸渣；含锌溶液经氧化‑吸附除铁、深度除锰、除铜镉后得到净化溶液；将净化溶液经水解‑微压超声蒸馏后得到白色碱式碳酸锌沉淀，过滤并水洗，去除反应物中的钠和硫酸根；将得到的碱式碳酸锌用热分解炉进行分解后得活性纳米氧化性。本发明用炼钢烟灰制取纳米氧化锌的工艺具有流程简单、成品率高、污染少、产品纯度高，锌回收率高等特点。

Description

一种用炼钢烟灰制取纳米氧化锌的工艺
技术领域
本发明属于冶炼化工领域，涉及炼钢烟灰综合利用方法，具体涉及一种用炼钢烟灰制取纳米氧化锌的工艺。
背景技术
碱式碳酸锌和活性氧化锌都是重要的锌化工产品。碱式碳酸锌用作轻型收敛剂和乳胶制品原料。用于配制炉甘石洗剂，还可以用于生产人造丝和催化脱硫剂。活性氧化锌可由碱式碳酸锌加热分解得到,主要用作橡胶或电缆的补强剂,也可作天然橡胶的硫化活化剂，白色橡胶的着色剂和填料，氯丁橡胶的硫化剂等。
锌烟灰（炼钢烟灰）是一种冶炼过程的产物，其成份复杂，除含锌、铜、铁外还含有较高的锰、锑、氟、氯等杂质，不能直接做为湿法炼锌的原料，但由于其锌含量高，且以氧化锌形式存在，易于浸出进入溶液，因此可用做制取锌化工高附加值产品的原料。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种采用炼钢烟灰制取纳米氧化锌的工艺，通过该工艺产出高附加值的产品，提高资源回收利用率。
本发明采用的技术方案如下： 一种用炼钢烟灰制取纳米氧化锌的工艺，具体包括以下步骤：
步骤（1）.水洗净化
将锌含量为45-55%的炼钢烟灰，按照液固比5-10:1进行水洗，经水洗、过滤后，烟灰中氯、钾、钠被洗涤除去，得到满足氨浸制取活性氧化锌前驱体的原料；
步骤（2）.浸出
将步骤（1）得到的净化烟灰与浸出剂碳酸氢铵溶液按照液固比3-5:1进行混合搅拌，同时向溶液中通入氨气，反应2-3小时，反应溶液的pH为8-10，反应温度50-93℃，过滤得滤渣和含锌140g/L以上的浸出液和；
步骤（3）.净化
向步骤（2）得到的浸出液中加入高锰酸钾，高锰酸钾与铁的质量比为1:1-1.3，反应温度30-50℃，搅拌10-30分钟，向溶液中按与锌的质量比为0.005-0.01：1加入吸附助滤剂，过滤得净化除铁液；向净化除铁液中加入过氧化铅，加入的过氧化铅与锰的质量比为1:1，反应温度30-50℃，反应时间0.5-1.5小时，过滤得脱锰液；向脱锰液中加入过量锌粉脱铜镉，加入的锌粉量为理论量的3-3.5倍，反应温度50-80℃，反应时间20-50分钟；
步骤（4）.超声水解沉锌
将锌净化液在超声发生器中用蒸馏水稀释，稀释比为1:10，进行水解沉锌；
步骤（5）.微压超声蒸馏沉锌
将步骤（4）的水解沉锌母液用水浴加热，开启超声发生器，密封机械搅拌，蒸发负压为0.1-0.2KPa，溶液沸点88-95℃，得氧化锌；
步骤（6）热分解
超声水解和微压超声蒸馏沉淀产物经400-420℃焙烧产出假比重0.11—0.34g/cm3活性纳米氧化锌。
优选的，步骤（1）中，水洗温度为50-80℃，洗涤1-2小时。
步骤（1）中，经水洗、过滤后使烟灰中98%以上的氯离子、90%以上的钾离子、和硫酸根离子被洗涤除去。
步骤（2）中，浸出所用的浸出剂为碳酸钠与氨气混合形成的碳酸氢铵溶液。
步骤（3）中，净化过程中除铁用的吸附助滤剂活性炭。
步骤（3）中，脱锰用的过氧化铅纯度不低于99%。
步骤（3）中，除铜镉的锌粉为99%的合金锌粉。
步骤（5）中，蒸发出来的氨及CO2返回浸出工序再利用。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明是将炼钢烟灰先用水洗脱除氟、氯、硫酸根、钠、钾等可溶性杂质，使烟灰中98%以上的氯离子、90%以上的钾离子、硫酸根离子被洗涤除去，从而得到满足氨浸制取活性氧化锌的前驱体要求的原料；洗涤净化的滤渣经氨气+碳酸钠浸出，得到含锌溶液及浸渣，锌浸出率可达98%以上，浸出液含锌140g/L以上；然后含锌溶液经氧化-吸附除铁、深度除锰、除铜镉后得到净化溶液；将净化溶液经水解-微压超声蒸馏后得到白色碱式碳酸锌沉淀，其中，步骤（4）和步骤（5）中沉锌过程施加超声波，形成的碱式碳酸锌沉淀晶粒更细，更有利于在后期焙烧分解得到粒度更细的活性纳米氧化性，水解沉锌率达到50%-55%，过滤并水洗，去除反应物中的钠和硫酸根；通过对得到的碱式碳酸锌用热分解炉进行分解后得假比重0.11—0.34g/cm3活性纳米氧化锌；本发明具有工艺操作简单、成品率高、污染少、产品纯度高，锌回收率高等特点，此外本发明利用炼钢烟灰作为原料制备纳米氧化锌，使炼钢废物得到资源化回收利用，提高资源综合利用水平。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的解释和说明；
实施例1
一种用炼钢烟灰制取纳米氧化锌的工艺，具体包括以下步骤：
步骤（1）.水洗净化
将锌含量为50%左右的炼钢烟灰，按照液固比10:1进行水洗，水洗温度为80℃，洗涤时间2小时，经过水洗、过滤后，烟灰中氯、钾、钠被洗涤除去，得到预处理原料。
步骤（2）浸出
将步骤（1）滤渣与浓度20g/L的碳酸氢铵溶液按照液（mL）固（g）比为5:1进行混合搅拌，同时向溶液中通入氨气，反应时间3小时，反应溶液的pH为10，反应温度85℃，过滤后得到含锌150g/L的浸出液和滤渣，锌浸出率95%。
步骤（3）净化
向步骤（2）中得到的浸出液中加入高锰酸钾，高锰酸钾与浸出液中铁的质量比为1:1，反应温度为50℃，搅拌10分钟后向溶液中加入吸附助滤剂活性炭，按照100g锌加入0.01g加入，过滤得净化除铁液；向净化除铁液中加入过氧化铅，过氧化铅加入量与锰质量比为1:1，反应温度50℃，反应时间0.5小时，过滤得到脱锰液；向80℃脱锰液中加入理论量3倍的锌粉脱铜镉，反应30分钟后过滤。
步骤（4）超声水解沉锌
将锌净化液在超声发生器中用蒸馏水稀释，稀释比为1:10，进行水解沉锌，锌沉积率为55%，氧化锌纯度为99.5%以上。
步骤（5）微压超声蒸馏沉锌
将水解沉锌母液用水浴加热，开启超声发生器，密封机械搅拌，蒸发时微压为-0.2Kpa，溶液沸点95℃，蒸发出来的氨及CO2返回浸出工序再利用，得到纯度为99.5%以上的氧化锌。
步骤（6）热分解
超声水解和微压超声蒸馏沉淀产物经420℃焙烧产出的假比重0.34g/cm3活性纳米氧化锌。
实施例2
一种用炼钢烟灰制取纳米氧化锌的工艺，具体包括以下步骤：
步骤（1）水洗净化
将锌含量为40%的炼钢烟灰，按照液固比5:1进行水洗，水洗温度为50℃，洗涤时间1小时，经过水洗后，烟灰中氯离子、钾离子、硫酸根离子被洗涤除去，得到制取活性氧化锌的前驱体原料。
步骤（2）浸出
将步骤（1）净化烟灰与浓度70g/L碳酸氢铵溶液按照液（mL）固（g）比为3:1进行混合搅拌，同时向溶液中通入氨气和二氧化碳，反应时间2小时，反应溶液的pH为8，反应温度93℃，浸出液含锌160g/L。
步骤（3）净化
向步骤（2）中得到的浸出液中加入高锰酸钾，搅拌30分钟，反应温度为30℃，高锰酸钾与铁的质量比为1:1.3，反应完成后向溶液中加入吸附助滤剂活性炭，按照100g锌加入0.005g加入，过滤得净化除铁液；向净化除铁液中加入过氧化铅，反应温度30℃，反应时间0.5小时，过氧化铅加入量与锰质量比为1:1，过滤得到脱锰液；向脱锰液中加入3.5倍合金锌粉脱铜镉，反应温度50℃，反应时间20分钟。
步骤（4）超声水解沉锌
将锌净化液在超声发生器中用蒸馏水稀释，在稀释比为1:20的条件下，进行水解沉锌，锌便以碱式碳酸锌的形式水解沉淀出来，水解沉锌率为55%，氧化锌纯度99.5%以上。
步骤（5）微压超声蒸馏沉锌
将水解沉锌母液用水浴加热，开启超声发生器，密封机械搅拌，蒸发时负压为0.1KPa溶液沸点88℃，蒸发出来的氨及CO2返回浸出工序再利用，氧化锌纯度99.5%以上。
步骤（6）热分解
超声水解和微压超声蒸馏沉淀产物经400℃焙烧产出的假比重0.24g/cm3活性纳米氧化锌。
实施例3
一种用炼钢烟灰制取纳米氧化锌的工艺，具体包括以下步骤：
步骤（1）水洗净化
将锌含量为40%的炼钢烟灰，按照液固比7:1进行水洗，水洗温度为50℃，洗涤时间1小时，经过水洗后，烟灰中氯离子、钾离子、硫酸根离子被洗涤除去，得到制取活性氧化锌的前驱体原料。
步骤（2）浸出
将步骤（1）净化烟灰与浓度120g/L碳酸氢铵溶液按照液（mL）固（g）比为3:1进行混合搅拌，同时向溶液中通入氨气和二氧化碳，反应时间2小时，反应溶液的pH为8，反应温度93℃。浸出液含锌160g/L。
步骤（3）净化
向步骤（2）中得到的浸出液中加入高锰酸钾，搅拌30分钟，反应温度为30℃，高锰酸钾与铁的质量比为1:1.3，反应完成后向溶液中加入吸附助滤剂活性炭，按照100g锌加入0.008g加入，过滤得净化除铁液；向净化除铁液中加入过氧化铅，反应温度30℃，反应时间0.5小时，过氧化铅加入量与锰质量比为1:1，过滤得到脱锰液；向脱锰液中加入3.5倍合金锌粉脱铜镉，反应温度50℃，反应时间20分钟。
步骤（4）超声水解沉锌
将锌净化液在超声发生器中用蒸馏水稀释，在稀释比为1:20的条件下，进行水解沉锌，锌便以碱式碳酸锌的形式水解沉淀出来，水解沉锌率为55%，氧化锌纯度99.5%以上。
步骤（5）微压超声蒸馏沉锌
将水解沉锌母液用水浴加热，开启超声发生器，密封机械搅拌，蒸发时负压为0.1KPa溶液沸点88℃，蒸发出来的氨及CO2返回浸出工序再利用，氧化锌纯度99.5%以上。
步骤（6）热分解
超声水解和微压超声蒸馏沉淀产物经410℃焙烧产出的假比重0.34g/cm3活性纳米氧化锌。

Claims (5)

1.一种用炼钢烟灰制取纳米氧化锌的工艺，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤（1）.水洗净化
将锌含量为45-55%的炼钢烟灰，按照液固比5-10:1进行水洗，经水洗、水洗温度为50-80℃，洗涤1-2小时过滤后，烟灰中氯、钾、钠被洗涤除去，得到满足氨浸制取活性氧化锌前驱体的原料；
步骤（2）.浸出
将步骤（1）得到的净化烟灰与浸出剂碳酸氢铵溶液按照液固比3-5:1进行混合搅拌，同时向溶液中通入氨气，反应2-3小时，反应溶液的pH为8-10，反应温度50-93℃，过滤得滤渣和含锌140g/L以上的浸出液；浸出所用的浸出剂为碳酸钠与氨气混合形成的碳酸氢铵溶液；
步骤（3）.净化
向步骤（2）得到的浸出液中加入高锰酸钾，高锰酸钾与铁的质量比为1:1-1.3，反应温度30-50℃，搅拌10-30分钟，向溶液中按与锌的质量比为0.005-0.01：1加入吸附助滤剂，过滤得净化除铁液；向净化除铁液中加入过氧化铅，加入的过氧化铅与锰的质量比为1:1，反应温度30-50℃，反应时间0.5-1.5小时，过滤得脱锰液；向脱锰液中加入过量锌粉脱铜镉，加入的锌粉量为理论量的3-3.5倍，反应温度50-80℃，反应时间20-50分钟；
步骤（4）.超声水解沉锌
将锌净化液在超声发生器中用蒸馏水稀释，稀释比为1:10，进行水解沉锌；
步骤（5）.微压超声蒸馏沉锌
将步骤（4）的水解沉锌母液用水浴加热，开启超声发生器，密封机械搅拌，蒸发负压为0.1-0.2KPa，溶液沸点88-95℃，得氧化锌；
步骤（6）热分解
超声水解和微压超声蒸馏沉淀产物经400-420℃焙烧产出假比重0.11—0.34g/cm 3活性纳米氧化锌。
2.如权利要求1 所述的一种用炼钢烟灰制取纳米氧化锌的工艺，其特征在于：步骤（3）中，净化过程中除铁用的吸附助滤剂为活性炭。
3.如权利要求1或2所述的一种用炼钢烟灰制取纳米氧化锌的工艺，其特征在于：步骤（3）中，脱锰用的过氧化铅纯度不低于99%。
4.如权利要求3所述的一种用炼钢烟灰制取纳米氧化锌的工艺，其特征在于：步骤（3）中，除铜镉的锌粉为99%的合金锌粉。
5.如权利要求2 或4所述的一种用炼钢烟灰制取纳米氧化锌的工艺，其特征在于：步骤（5）中，蒸发出来的氨及CO2 返回浸出工序再利用。
CN201910765114.8A 2019-08-19 2019-08-19 一种用炼钢烟灰制取纳米氧化锌的工艺 Active CN110482592B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910765114.8A CN110482592B (zh) 2019-08-19 2019-08-19 一种用炼钢烟灰制取纳米氧化锌的工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910765114.8A CN110482592B (zh) 2019-08-19 2019-08-19 一种用炼钢烟灰制取纳米氧化锌的工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110482592A CN110482592A (zh) 2019-11-22
CN110482592B true CN110482592B (zh) 2022-02-11

Family

ID=68551524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910765114.8A Active CN110482592B (zh) 2019-08-19 2019-08-19 一种用炼钢烟灰制取纳米氧化锌的工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110482592B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111763830B (zh) * 2020-08-11 2022-04-12 广东省科学院资源综合利用研究所 一种从烟灰中提取金属的方法
CN112520782A (zh) * 2020-12-07 2021-03-19 太仓恒泽科技有限公司 一种防火耐磨的煅烧碱式碳酸锌的制备工艺
CN112779424B (zh) * 2020-12-28 2022-10-04 湖南中金岭南康盟环保科技有限公司 一种高氟氯次氧化锌渣的处理方法
CN114438322B (zh) * 2022-02-11 2024-01-30 长沙有色冶金设计研究院有限公司 一种高锰锌精矿氧压浸出液除锰的方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1193106C (zh) * 2002-11-28 2005-03-16 王树楷 从低品位含锌物料制备纳米活性氧化锌的方法
CN101407328B (zh) * 2008-10-16 2011-11-16 昆明理工大学 一种制备锌铝氧化物纳米粉体的方法
CN102583503B (zh) * 2011-01-18 2013-07-17 郴州市金贵银业股份有限公司 利用高砷次氧化锌资源氨-铵工艺制取活性氧化锌的方法
CN202297273U (zh) * 2011-09-27 2012-07-04 上虞华杰环保有限公司 一体化除铁除锰水质处理器
CN102515252B (zh) * 2011-12-28 2013-06-05 韶关凯鸿纳米材料有限公司 一种植膜型纳米氧化锌生产工艺
CN104944462B (zh) * 2015-07-12 2017-05-10 汕尾市现代畜牧产业研究院 一种饲料级氧化锌的制备方法
CN106745195B (zh) * 2017-01-21 2018-06-08 宁夏京成天宝饲料添加剂有限公司 硫酸锌及氧化锌的闭路循环制备新工艺
CN108002423A (zh) * 2017-12-19 2018-05-08 云南锡业职业技术学院 一种超声波和微波协同制备纳米氧化锌的方法
CN109097581A (zh) * 2018-08-14 2018-12-28 深圳市华慧品牌管理有限公司 废旧镍钴锰锂离子电池中有价金属的回收方法
CN109589762B (zh) * 2018-12-29 2021-09-10 沈阳三聚凯特催化剂有限公司 一种气相脱砷剂及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110482592A (zh) 2019-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110482592B (zh) 一种用炼钢烟灰制取纳米氧化锌的工艺
CN104152687B (zh) 从黑色页岩中提取铝、钒、钼、镍元素无三废排放的生产工艺
CN109055757B (zh) 一种回收电解锰或电解锌的阳极渣中二氧化锰和铅的方法
CN102212700A (zh) 一种高纯无水氯化锌的生产方法
WO2022022090A1 (zh) 一种从污泥焚烧灰中回收蓝铁矿的方法
CN110819828A (zh) 一种从含锗烟尘中回收二氧化锗的方法
US4269811A (en) Production of lead monoxide from lead sulfate with acetic acid
CN108328642A (zh) 一种从锌氨溶液中免蒸发制备碱式碳酸锌的方法
WO2019137542A1 (zh) 一种高钛渣选择性浸出提质的方法
CN109368688A (zh) 一种高纯度氧化锌间接法的生产工艺
CN101307462A (zh) 一种高铁锰矿浸出除铁的方法
CN105002521B (zh) 一种利用含氟矿物脱除电解锰体系中杂质镁的方法
CN109019680A (zh) 一种氯化法钛白粉副产盐酸生产钛白粉方法
CN110512075B (zh) 一种硫酸钴锰混和液深度净化除镉的方法
CN116102211A (zh) 一种电池正极材料前驱体合成废水处理方法
CN108179290B (zh) 一种从酸泥中富集汞的方法
KR20210011735A (ko) 폐 전극재를 재생하여 니켈(Ni)-코발트(Co)-망간(Mn) 복합 황산염 용액을 제조하는 방법
KR101865262B1 (ko) Edta를 이용한 고순도 흑연 정제방법
CN113912088B (zh) 一种利用叔戊醇锂废料回收锂制备电池级碳酸锂的方法
CN105645475A (zh) 一种应用于锂电正极材料的高纯锰源制备方法
CN109399592A (zh) 一种脱除磷酸中重金属的方法
CN103086440B (zh) 一种处理草酸钴废料的方法
TWI486312B (zh) 自含銅廢液回收銅之方法
CN113912130A (zh) 一种氧化铁红及其制备方法
CN109809442B (zh) 电石炉净化灰渣生产氢氧化镁和轻质碳酸钙的系统和方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant