CN113264549A - 一种活性氧化锌制备新工艺 - Google Patents

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潘洪州
王华琦
薛革文
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Abstract

本发明提供了一种活性氧化锌制备新工艺，将含氯和高氯次氧化锌的原料依次经过浸出工序，浸出后的滤液通过氧化工序处理，处理后去除氧化工序中的沉淀再通过锌粉置换工序处理，置换净化后的液体通过蒸氨碳化处理，然后在进行压滤，所述压滤后的滤渣进行漂洗后烘干煅烧，烘干煅烧中产生的二氧化碳循环通入蒸氨碳化处理中再次利用，滤液一部分返回到浸出工序中再次利用，滤液另一部进行氯化铵母液蒸发处理。本方案的有效的提高了废弃物的循环利用，水循环、二氧化碳循环和氨水循环使用，降低了对环境的污染和生产成本，降低了能耗和生产过程中材料的使用。

Description

一种活性氧化锌制备新工艺
技术领域
本发明涉及氧化锌生产技术，特别是一种活性氧化锌制备新工艺。
背景技术
当前制备氧化锌的工艺主要有火法和湿法两种，火法工艺又分直接法和间接法，直接法是用高品位纯净的硫化锌精矿经焙烧脱硫，焦粉还原，空气氧化等工序制得，品位可达99.5%，但原料不易获得；间接法工艺是用锌锭熔化、挥发、氧化等工序制得，品位可达99.7%，但成本很高。湿法工艺主要有酸法和氨法两种工艺，酸法工艺是用硫酸浸出锌焙砂或次氧化锌等含锌物料，经氧化除铁锰、净化除铜镉、碳铵沉锌、漂洗、烘干、煅烧等工序制得活性氧化锌，品位在95~98%，该法存在废水蒸发量大，回收的硫铵不纯难于销售等缺陷；氨法工艺是用碳铵和氨水浸出次氧化锌，经氧化除铁锰、净化除铜镉、蒸氨沉锌、漂洗、烘干、煅烧等工序制得活性氧化锌，品位在95~98%，同样存在废水处理量大、能耗高等缺陷。
专利号为CN102583503B公开了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。
随着地壳资源不断减少，人类经济活动越来越依赖于资源循环再生工作，锌80%以上用于镀锌，在钢铁冶炼和废钢再生过程中锌以锌灰的形式得以富集并进一步生产出含锌50~60%的次氧化锌，由于这类回收的次氧化锌同时富含氯，对用酸法和氨法生产氧化锌的工艺均会产生相当大的制约，尤其在废水循环使用和蒸发回收硫铵方面。本方法克服了酸法和氨法在处理含氯次氧化锌时遇到的难题，并且实现了废水基本循环使用，能耗和成本大大降低。
发明内容
本发明的目的是，克服现有技术的上述不足，而提供一种在酸法和氨法在处理含氯次氧化锌时除氯不彻底的问题，并且实现了废水的循环利用，能耗和成本低的活性氧化锌制备新工艺。
本发明的技术方案是：一种活性氧化锌制备新工艺，将含氯和高氯次氧化锌的原料依次经过浸出工序，浸出后的滤液通过氧化工序处理，处理后去除氧化工序中的沉淀再通过锌粉置换工序处理，置换净化后的液体通过蒸氨碳化处理，然后在进行压滤，所述压滤后的滤渣进行漂洗后烘干煅烧，烘干煅烧中产生的二氧化碳循环通入蒸氨碳化处理中再次利用，滤液一部分返回到浸出工序中再次利用，滤液另一部进行氯化铵母液蒸发处理。
本方案的优点在于，能够有效的提高废弃物的循环利用，降低了对环境的污染，烘干煅烧后的二氧化碳以及蒸氨碳化后的滤液再次利用或者经过处理提取氯化铵进行除氯，有效的提高了废弃物的利用，降低了生产成本和能源的损耗，提高了环保。
进一步，所述氯化铵母液蒸发处理过程中产生冷凝水，冷凝水用于漂洗压滤后的碱式碳酸锌滤渣。
进一步，所述浸出工序中添加浸出剂，浸出剂包括氨水、氯化铵和碳铵中的一种或多种。
进一步，所述浸出工序为将原料投入到盛有浸出液的浸出罐中，浸出液中添加浸出剂，在常温下搅拌反应一定时间；待浸出完成后固液分离，滤液输送至氧化工序，滤渣投入到洗渣罐，搅拌1h后压滤，洗水按浸出液成分比例配制好后返回至浸出罐，洗渣作铅原料装袋出售给炼铅厂。
进一步，所述氧化工序为将浸出工序中的滤液加入到氧化罐中加热到50-70℃，然后在搅拌下按浸出液中二价铁和二价锰的总重量缓慢加入1.5倍重量的过硫酸铵，反应1h后检测锰低于100mg/L，若锰含量高于数值再适量加入过硫酸铵，直到除铁锰合格；将合格后除铁锰进行液固分离，滤液输送至置换罐，滤饼采用清水清洗后装袋出售。
进一步，所述锌粉置换工序为先检测氧化工序后的滤液中铜镉的含量，控制低于40℃的液温，搅拌速度30-100转/min，按铜镉总重量的1~2倍缓慢加入250~300目的锌粉反应20-40min，并及时检测含镉是否低于20mg/L；除铜镉合格后再补加0.8-1.5Kg锌粉并快速压滤；过滤后的铜镉渣用少许水冲洗，洗水返回第一步，铜镉渣装袋出售。
进一步，所述蒸氨碳化工序，在带搅拌夹套加热的密封蒸氨碳化罐内加入净化液，开蒸汽加热蒸发，氨气用带负压装置的吸氨系统冷却吸收制备浓度约15%的氨水调节PH值降至7~8，停止加热，并将蒸汽切换成循环冷却水降温至30~40℃；蒸氨后，将氨气出气阀门关闭通入二氧化碳气体，后续则用碱式碳酸锌煅烧的尾气进行碳化，碳化时检测PH值降至6~6.5、碳化度达到200时，停止碳化；碳化完成后采用隔膜压滤机压滤，滤饼投入到洗涤罐，滤液进一步处理。
进一步，所述漂洗工序为采用四级逆流连续漂洗，漂洗后得到滤饼。
进一步，所述烘干煅烧工序为采用煅烧炉对漂洗后的滤饼进行煅烧，煅烧炉为燃气煅烧炉包括不锈钢砖窑筒体和燃烧室，燃烧室外设有保温墙体，不锈钢砖窑筒体的上方通过管道连接收尘布袋风机和煅烧炉尾气排风机，煅烧炉的进料口设有螺旋给料机，煅烧温度控制在400-900℃，煅烧炉后的二氧化碳气体接入中间储罐或直接供入碳化罐，煅烧后的产物即为氧化锌。
进一步，所述氯化铵母液蒸发工序为将蒸氨碳化工序中压滤后的滤液进行蒸发处理，先将滤液加入蒸发器各个汽液分离罐指定液位并开启循环泵循环，在加热器内通入蒸汽，开启真空泵、冷却水循环泵、冷却塔风机，当各个蒸发器的加热器和汽液分离罐的温度、负压均达到设备设计要求后，进入正常运行时间，汽液分离罐内氯化铵的浓度达设定浓度时及时排出，冷凝水位达到排放高度时输送至漂洗工序；排出的氯化铵浓缩热晶浆放入冷却结晶罐继续结晶，温度接近环境温度时开始甩干、包装。
工艺原理：本方法的原理是在氨法工艺的基础上研发出的适合含氯和高氯次氧化锌处理的新方法，浸出剂为氨水和氯化铵、碳铵的混合溶液，原料中的氯化锌和氧化锌与氯化铵和氨反应生成氯化锌氨络合物进入溶液，加入碳铵的目的是防止钙镁被浸出，并将氯化铅转化为碳酸铅以便铅泥易于销售。浸出液加入过硫酸铵氧化去除微量的铁和锰，除铁锰后液加入锌粉除铜镉。以上净化后的溶液加入到蒸氨碳化罐，先用蒸汽间接加热蒸发大部分游离氨，再通入二氧化碳碳化制得氧化锌前驱体碱式碳酸锌，过滤后经漂洗、烘干、煅烧制得氧化锌产品。过滤后的母液返回到浸出工序，煅烧产生的二氧化碳气体用于碳化，漂洗的洗水用于吸收氨气和浸出补充水。每天氯化铵由于原料带入氯会有少量多余，只需抽出部分母液蒸发开路部分氯化铵，冷凝水用于碱式碳酸锌滤饼漂洗。
工艺过程主要化学反应如下：
浸出工序
ZnO+2NH3+2NH4Cl=(Zn(NH 3)4)Cl2+H2O (1)
ZnCl2+4NH3=(Zn(NH 3)4)Cl2 (2)
PbCl2+NH4HCO3+NH3=PbCO3↓+2NH4Cl (3)
CdO+2NH3+2NH4Cl=(Cd(NH 3)4)Cl2+H2O (4)
CuO+2NH3+2NH4Cl=(Cu(NH 3)4)Cl2+H2O (5)
氧化工序
2Fe2++S2O8 2-+6H2O+6NH3=2Fe(OH)3+2SO4 2-+6NH4 - (6)
Mn2++ S2O8 2-+2H2O+2NH3=MnO2+2SO4 2-+2NH4 - (7)
净化工序
(Cd(NH 3)4)Cl2+Zn=(Zn(NH 3)4)Cl2+Cd↓ (8)
(Cu(NH 3)4)Cl2+Zn=(Zn(NH 3)4)Cl2+Cu↓ (9)
蒸氨碳化工序
(Zn(NH 3)4)Cl2=(Zn(NH 3)2)Cl2+NH3↑ (10)
3(Zn(NH 3)2)Cl2+CO2+6H2O=ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O+6NH4Cl (11)
煅烧工序
ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O= 3ZnO+3H2O+CO2 (12)
本发明与现有技术相比具有如下特点：本方案的有效的提高了废弃物的循环利用，水循环、二氧化碳循环和氨水循环使用，降低了对环境的污染和生产成本，降低了能耗和生产过程中材料的使用。
以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。
附图说明
附图图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“上方”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“下方”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“具体实施例”、“示例”或“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
如附图所示：一种活性氧化锌制备新工艺，将含氯和高氯次氧化锌的原料依次经过浸出工序，浸出后的滤液通过氧化工序处理，处理后去除氧化工序中的沉淀再通过锌粉置换工序处理，置换净化后的液体通过蒸氨碳化处理，然后在进行压滤，压滤后的滤渣进行漂洗后烘干煅烧，烘干煅烧中产生的二氧化碳循环通入蒸氨碳化处理中再次利用，滤液一部分返回到浸出工序中再次利用，滤液另一部进行氯化铵母液蒸发处理。
本方案能够有效的提高废弃物的循环利用，降低了对环境的污染，烘干煅烧后的二氧化碳以及蒸氨碳化后的滤液再次利用或者经过处理提取氯化铵进行除氯，有效的提高了废弃物的利用，降低了生产成本和能源的损耗，提高了环保。优选地，氯化铵母液蒸发处理过程中产生冷凝水，冷凝水用于漂洗压滤后的滤渣。更优地，浸出工序中添加浸出剂，浸出剂包括氨水、氯化铵和碳铵中的一种或多种。
浸出工序为将原料投入到盛有浸出液的浸出罐中，浸出液中添加上述浸出剂氨水、氯化铵和碳铵中的一种或多种；在常温下搅拌反应一定时间；待浸出完成后固液分离，滤液输送至氧化工序，滤渣投入到洗渣罐，搅拌1h后压滤，洗水按浸出液成分比例配制好后返回至浸出罐，便于提高出渣的效果，降低洗渣中锌的含量，洗渣作铅原料装袋出售给炼铅厂。
氧化工序为将浸出工序中的滤液加入到氧化罐中加热到50-70℃，优选地，温度还可以为55-65℃，然后在搅拌下按浸出液中二价铁和二价锰的总重量缓慢加入1.5倍重量的过硫酸铵，反应1h后检测锰低于100mg/L，若锰含量高于数值再适量加入过硫酸铵，直到除铁锰合格；将合格后除铁锰进行液固分离，滤液输送至置换罐，滤饼采用清水清洗后装袋出售，此过程便于将滤液中的铁锰进行去除，提高锌的纯度。
锌粉置换工序为先检测氧化工序后的滤液中铜镉的含量，控制低于40℃的液温，优选地，液温还可以为10-35℃；搅拌速度30-100转/min，优选地，搅拌速度还可以为50-80转/min；按铜镉总重量的1~2倍缓慢加入250~300目的锌粉反应20-40min，并及时检测含镉是否低于20mg/L；除铜镉合格后再补加0.8-1.5Kg锌粉并快速压滤；过滤后的铜镉渣用少许水冲洗，洗水返回第一步，铜镉渣装袋出售，此过程便于将其中的铜镉去除，提高氧化锌的生产效果。
蒸氨碳化工序，在带搅拌夹套加热的密封蒸氨碳化罐内加入净化液，开蒸汽加热蒸发，氨气用带负压装置的吸氨系统冷却吸收制备浓度约15%的氨水调节PH值降至7~8，停止加热，并将蒸汽切换成循环冷却水降温至30~40℃；蒸氨后，将氨气出气阀门关闭通入二氧化碳气体，后续则用碱式碳酸锌煅烧的尾气进行碳化，碳化时检测PH值降至6~6.5、碳化度达到200时，停止碳化；碳化完成后采用隔膜压滤机压滤，滤饼投入到洗涤罐，滤液进一步处理。
漂洗工序为采用四级逆流连续漂洗，漂洗后得到滤饼，有效的提高了漂洗的效果和效率，降低了氯的残留，便于氧化锌纯度的提高。
烘干煅烧工序为采用煅烧炉对漂洗后的滤饼进行煅烧，煅烧炉为燃气煅烧炉包括不锈钢砖窑筒体和燃烧室，燃烧室外设有保温墙体，不锈钢砖窑筒体的上方通过管道连接收尘布袋风机和煅烧炉尾气排风机，煅烧炉的进料口设有螺旋给料机，煅烧温度控制在400-900℃，优选地，煅烧温度还可以为500-880℃；煅烧炉后的二氧化碳气体接入中间储罐或直接供入碳化罐，煅烧后的产物即为氧化锌。
氯化铵母液蒸发工序为将蒸氨碳化工序中压滤后的滤液进行蒸发处理，先将滤液加入蒸发器各个汽液分离罐指定液位并开启循环泵循环，在加热器内通入蒸汽，开启真空泵、冷却水循环泵、冷却塔风机，当各个蒸发器的加热器和汽液分离罐的温度、负压均达到设备设计要求后，进入正常运行时间，汽液分离罐内氯化铵的浓度达设定浓度时及时排出，冷凝水位达到排放高度时输送至漂洗工序；排出的氯化铵浓缩热晶浆放入冷却结晶罐继续结晶，温度接近环境温度时开始甩干、包装。
实施例一
浸出工序：第一步，将2吨含锌55%、含氯10%的次氧化锌投入到盛有10方浸出液的浸出罐中，浸出液控制含氨5mol/L、氯化铵3mol/L、碳铵1mol/L，在常温、搅拌速度58转/min下反应3h；
第二步，浸出完成后液固分离，浸出液送氧化工序，渣投入到洗渣罐，洗渣罐控制液固比3：1，洗液含氯化铵5mol/L、碳铵1.6mol/L，搅拌1h后压滤，洗水按浸出液成分比例配制好后加入浸出罐，洗渣作铅原料装袋出售给炼铅厂。
氧化工序：第一步，将浸出工序过来的约9.5方液加入到氧化罐中加热到60℃，然后在搅拌下按浸出液中二价铁和二价锰的总重量缓慢加入1.5倍重量的过硫酸铵，反应1h后检测是否还有锰，或者锰的含量低于100mg/L，若有再如适量的过硫酸铵，直到除铁锰合格；
第二部，上一步除铁锰合格后进行液固分离，氧化后的滤液加入到置换罐，滤饼在板腔内用500Kg清水冲洗，洗水流入氧化罐，铁锰渣装袋出售；
锌粉置换工序：第一步，检查氧化后的滤液中铜镉的含量，控制低于40℃的液温，搅拌速度58转/min，按铜镉总重量的1.5或1.8倍缓慢加入纯度为97%的锌粉，有效锌达到至少在95%以上，锌粉粒径控制250~300目；反应30min，并及时检测含镉是否符合要求，或者镉的含量低于20mg/L；
第二步，除铜镉合格后再补加0.8、1或1.2Kg锌粉，并马上快速压滤，防止镉渣返溶，铜镉渣用少许水冲洗，洗水返回第一步，铜镉渣装袋出售；
蒸氨碳化工序：第一步，在容量为20方并带搅拌夹套加热的密封蒸氨碳化罐内加入10方净化液，开蒸汽加热蒸发，氨气用带负压装置的吸氨系统冷却吸收制备浓度为15%的氨水；当罐内溶液PH值降至7~8时，溶液出现大量沉淀，此时停止加热，并将蒸汽切换成循环冷却水，使溶液降温至30~40℃，或32-38℃，或35℃；
第二部，上步蒸氨后，将氨气出气阀门关闭，第一次从二氧化碳罐放出气体进行碳化，以后则用碱式碳酸锌煅烧的尾气进行碳化，碳化时每30min检测一次溶液的PH值和碳化度，当PH值降至6~6.5，碳化度达到200时，停止碳化；
第三步，碳化完成后即使用隔膜压滤机压滤，滤饼投入到洗涤罐，滤液返回到浸出工序中的洗渣罐内；
漂洗工序：为了确保碱式碳酸锌滤饼洗涤干净、用水量少，本工序采用四级逆流连续漂洗，操作过程是，先将四个10方的漂洗罐注入8方清水，蒸氨碳化工序经隔膜压滤的滤饼在浆化罐内浆化后，用泵均匀抽入1#陶瓷过滤机，1#陶瓷过滤机产出的滤饼卸入一级漂洗罐并开启一级漂洗罐的搅拌，滤液含氯化铵浓度达到2mol时，滤液一部分到氨水吸收系统，清水量按陶瓷过滤机产出滤饼重量的1.5~2倍加入，其余部分滤液返回浆化罐；当一级漂洗罐内液固比达到4：1时，从一级漂洗罐抽取浆液到2#陶瓷过滤机并开机过滤，滤饼卸入二级漂洗罐，滤液部分注入一级漂洗罐，部分注入浆化罐，依此类推，直到四级漂洗罐液固比达到4：1，此时从四级漂洗罐抽取浆液用隔膜压滤机压滤，并开始往四级漂洗罐加入清水或冷凝水，水量按陶瓷过滤机产出滤饼重量的1.5~2倍，隔膜压滤机卸下的滤饼送烘干煅烧工序；碱式碳酸锌滤饼连续漂洗运行时，要不断观察四个漂洗罐液位的变化并适当调整某个罐进出水量的大小，采用多级漂洗，有效的提高了漂洗的效率和效果；
烘干煅烧工序为采用煅烧炉对漂洗后的滤饼进行煅烧，煅烧炉为燃气煅烧炉包括不锈钢砖窑筒体和燃烧室，燃烧室外设有保温墙体，不锈钢砖窑筒体的上方通过管道连接收尘布袋风机和煅烧炉尾气排风机，煅烧炉的进料口设有螺旋给料机，煅烧温度控制在400-900℃，优选地，煅烧温度还可以为500-880℃；煅烧炉后的二氧化碳气体接入中间储罐或直接供入碳化罐，煅烧后的产物即为氧化锌。
氯化铵母液蒸发工序为将蒸氨碳化工序中压滤后的滤液进行蒸发处理，先将滤液加入蒸发器各个汽液分离罐指定液位并开启循环泵循环，在加热器内通入蒸汽，开启真空泵、冷却水循环泵、冷却塔风机，当各个蒸发器的加热器和汽液分离罐的温度、负压均达到设备设计要求后，进入正常运行时间，汽液分离罐内氯化铵的浓度达设定浓度时及时排出，冷凝水位达到排放高度时输送至漂洗工序；排出的氯化铵浓缩热晶浆放入冷却结晶罐继续结晶，温度接近环境温度时开始甩干、包装。
实施例二
在实施例一的基础上，存在以下不同，烘干煅烧工序：第一步，开启煅烧炉天然气燃烧气，加热煅烧炉不锈钢砖窑筒体和燃烧室保温墙体，使燃烧室温度升至800℃，砖窑筒体内中部温度升至450℃同时开启煅烧炉收尘布袋风机和煅烧炉尾气排风机。当煅烧炉尾气温度达到350℃时开启空气换热器风机，当热风温度达到200℃，收尘布袋风机连接布袋室，布袋室进口温度达到150℃时开始通过1#螺旋给料机给煅烧炉上的闪蒸干燥炉喂料，根据温度上升情况缓慢提高进料量，直到达到闪蒸干燥炉额定进料量；
第二步，当闪蒸干燥炉产出的干燥碱式碳酸锌装满一半干料仓时，开始通过2#螺旋给料机给煅烧炉喂料。根据砖窑筒体内温度和燃烧室温度变化情况缓慢提高进料量，确保砖窑筒体内温度控制在450~500℃，燃烧室温度700~800℃，如果温度下降应适当提高天然气燃烧器功率。
第三步，当闪蒸干燥炉和煅烧炉运行稳定、产量达到正常时，考虑将煅烧炉内的二氧化碳气体接入中间储罐或直接供入碳化罐，首先打开中间储罐的放空阀，让罐内的空气排尽，然后关闭排空阀，以后在中间储罐与碳化罐之间切换使用，如果煅烧炉所产二氧化碳不够用，在启用二氧化碳高压储罐的气体。
氯化铵母液蒸发工序：第一步，根据每天产量情况抽出蒸氨碳化工序中压滤后的氯化铵母液至三效蒸发器进行蒸发；如每天生产20吨氧化锌的工厂，需抽出40~50方氯化铵母液蒸发开路。先将氯化铵母液加入蒸发器各个汽液分离罐指定液位并开启循环泵循环，在一效加热器通入蒸汽、开启真空泵、冷却水循环泵、冷却塔风机，当各个蒸发器的加热器和汽液分离器的温度、负压均达到设备设计要求后，进入正常运行时间，操作人员根据液位变化及时加料、出料罐浓度达到设定值时及时出料，冷凝水位达到排放高度时及时抽送到漂洗工序的储罐或者直接用于漂洗；
第二步，排出的氯化铵浓缩热晶浆放入冷却结晶罐继续结晶，温度接近环境温度时开始甩干、包装。
本方法的原理是：在氨法工艺的基础上研发出的适合含氯和高氯次氧化锌处理的新方法，浸出剂为氨水和氯化铵、碳铵的混合溶液，原料中的氯化锌和氧化锌与氯化铵和氨反应生成氯化锌氨络合物进入溶液，加入碳铵的目的是防止钙镁被浸出，并将氯化铅转化为碳酸铅以便铅泥易于销售。浸出液加入过硫酸铵氧化去除微量的铁和锰，除铁锰后液加入锌粉除铜镉。以上净化后的溶液加入到蒸氨碳化罐，先用蒸汽间接加热蒸发大部分游离氨，再通入二氧化碳碳化制得氧化锌前驱体碱式碳酸锌，过滤后经漂洗、烘干、煅烧制得氧化锌产品。过滤后的母液返回到浸出工序，煅烧产生的二氧化碳气体用于碳化，漂洗的洗水用于吸收氨气和浸出补充水。每天氯化铵由于原料带入氯会有少量多余，只需抽出部分母液蒸发开路部分氯化铵，冷凝水用于碱式碳酸锌滤饼漂洗。
工艺过程主要化学反应如下：
浸出工序
ZnO+2NH3+2NH4Cl=(Zn(NH 3)4)Cl2+H2O (1)
ZnCl2+4NH3=(Zn(NH 3)4)Cl2 (2)
PbCl2+NH4HCO3+NH3=PbCO3↓+2NH4Cl (3)
CdO+2NH3+2NH4Cl=(Cd(NH 3)4)Cl2+H2O (4)
CuO+2NH3+2NH4Cl=(Cu(NH 3)4)Cl2+H2O (5)
氧化工序
2Fe2++S2O8 2-+6H2O+6NH3=2Fe(OH)3+2SO4 2-+6NH4 - (6)
Mn2++ S2O8 2-+2H2O+2NH3=MnO2+2SO4 2-+2NH4 - (7)
净化工序
(Cd(NH 3)4)Cl2+Zn=(Zn(NH 3)4)Cl2+Cd↓ (8)
(Cu(NH 3)4)Cl2+Zn=(Zn(NH 3)4)Cl2+Cu↓ (9)
蒸氨碳化工序
(Zn(NH 3)4)Cl2=(Zn(NH 3)2)Cl2+NH3↑ (10)
3(Zn(NH 3)2)Cl2+CO2+6H2O=ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O+6NH4Cl (11)
煅烧工序
ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O= 3ZnO+3H2O+CO2 (12)
本方案有效的提高了能源的利用，降低了污水废弃物的排放，提高了环保，将煅烧后的二氧化碳、冷凝水等循环利用，有效的降低了生产成本，提高了生产效率。
以上所述是本发明较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种活性氧化锌制备新工艺，将含氯和高氯次氧化锌的原料依次经过浸出工序，浸出后的滤液通过氧化工序处理，处理后去除氧化工序中的沉淀再通过锌粉置换工序处理，置换净化后的液体通过蒸氨碳化处理，然后在进行压滤，其特征在于：所述压滤后的滤渣进行漂洗后烘干煅烧，烘干煅烧中产生的二氧化碳循环通入蒸氨碳化处理中再次利用，滤液一部分返回到浸出工序中再次利用，滤液另一部进行氯化铵母液蒸发处理。
2.根据权利要求1所述的活性氧化锌制备新工艺，其特征在于：所述氯化铵母液蒸发处理过程中产生冷凝水，冷凝水用于漂洗压滤后的滤渣。
3.根据权利要求2所述的活性氧化锌制备新工艺，其特征在于：所述浸出工序中添加浸出剂，浸出剂包括氨水、氯化铵和碳铵中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的活性氧化锌制备新工艺，其特征在于：所述浸出工序为将原料投入到盛有浸出液的浸出罐中，浸出液中添加浸出剂，在常温下搅拌反应一定时间；待浸出完成后固液分离，滤液输送至氧化工序，滤渣投入到洗渣罐，搅拌1h后压滤，洗水按浸出液成分比例配制好后返回至浸出罐，洗渣作铅原料装袋出售给炼铅厂。
5.根据权利要求4所述的活性氧化锌制备新工艺，其特征在于：所述氧化工序为将浸出工序中的滤液加入到氧化罐中加热到50-70℃，然后在搅拌下按浸出液中二价铁和二价锰的总重量缓慢加入1.5倍重量的过硫酸铵，反应1h后检测锰低于100mg/L，若锰含量高于数值再适量加入过硫酸铵，直到除铁锰合格；将合格后除铁锰进行液固分离，滤液输送至置换罐，滤饼采用清水清洗后装袋出售。
6.根据权利要求5所述的活性氧化锌制备新工艺，其特征在于：所述锌粉置换工序为先检测氧化工序后的滤液中铜镉的含量，控制低于40℃的液温，搅拌速度30-100转/min，按铜镉总重量的1~2倍缓慢加入250~300目的锌粉反应20-40min，并及时检测含镉是否低于20mg/L；除铜镉合格后再补加0.8-1.5Kg锌粉并快速压滤；过滤后的铜镉渣用少许水冲洗，洗水返回第一步，铜镉渣装袋出售。
7.根据权利要求6所述的活性氧化锌制备新工艺，其特征在于：所述蒸氨碳化工序，在带搅拌夹套加热的密封蒸氨碳化罐内加入净化液，开蒸汽加热蒸发，氨气用带负压装置的吸氨系统冷却吸收制备浓度约15%的氨水调节PH值降至7~8，停止加热，并将蒸汽切换成循环冷却水降温至30~40℃；蒸氨后，将氨气出气阀门关闭通入二氧化碳气体，后续则用碱式碳酸锌煅烧的尾气进行碳化，碳化时检测PH值降至6~6.5、碳化度达到200时，停止碳化；碳化完成后采用隔膜压滤机压滤，滤饼投入到洗涤罐，滤液进一步处理。
8.根据权利要求7所述的活性氧化锌制备新工艺，其特征在于：所述漂洗工序为采用四级逆流连续漂洗，漂洗后得到滤饼。
9.根据权利要求8所述的活性氧化锌制备新工艺，其特征在于：所述烘干煅烧工序为采用煅烧炉对漂洗后的滤饼进行煅烧，煅烧炉为燃气煅烧炉包括不锈钢砖窑筒体和燃烧室，燃烧室外设有保温墙体，不锈钢砖窑筒体的上方通过管道连接收尘布袋风机和煅烧炉尾气排风机，煅烧炉的进料口设有螺旋给料机，煅烧温度控制在400-900℃，煅烧炉后的二氧化碳气体接入中间储罐或直接供入碳化罐，煅烧后的产物即为氧化锌。
10.根据权利要求1-9任一项所述的活性氧化锌制备新工艺，其特征在于：所述氯化铵母液蒸发工序为将蒸氨碳化工序中压滤后的滤液进行蒸发处理，先将滤液加入蒸发器各个汽液分离罐指定液位并开启循环泵循环，在加热器内通入蒸汽，开启真空泵、冷却水循环泵、冷却塔风机，当各个蒸发器的加热器和汽液分离罐的温度、负压均达到设备设计要求后，进入正常运行时间，汽液分离罐内氯化铵的浓度达设定浓度时及时排出，冷凝水位达到排放高度时输送至漂洗工序；排出的氯化铵浓缩热晶浆放入冷却结晶罐继续结晶，温度接近环境温度时开始甩干、包装。
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