由鋅焙砂制備七水合硫酸鋅

由鋅焙砂制備七水合硫酸鋅、超細(xì)氧化鋅以及含量的測(cè)定和應(yīng)用應(yīng)121-2 201269503208趙繼豪摘要：七水硫酸鋅是一種重要的無(wú)機(jī)鋅鹽，以其良好的水溶性廣泛用于選礦、電鍍、化工、化纖、飼料生產(chǎn)等方面。常由鋅精礦焙燒后的鋅焙砂或者其他含鋅原料，經(jīng)過(guò)酸浸、氧化、置換和再次氧化等化學(xué)反應(yīng)，除去雜質(zhì)后制得。以鋅焙砂為原料，經(jīng)氨浸，除雜,沉鋅，干燥,煅燒等工序制取了活性氧化鋅.采用正交設(shè)計(jì)確定制備過(guò)程的最佳技術(shù)條件，使鋅的浸出率達(dá)95%以上，總回收率達(dá)90%.產(chǎn)品中活性氧化鋅的含量為99.4%,比表面積為75m2/g,產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到HG/72572-94一等品標(biāo)準(zhǔn).該工藝具有操作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、可靠、適應(yīng)性強(qiáng)以及鋅的轉(zhuǎn)化回收率高、“三廢”少、環(huán)境污染小、成本低、產(chǎn)品質(zhì)量好等特點(diǎn)。基本性質(zhì)：七水硫酸鋅：ZnSO4?7H2O 分子量：287.56白色或微帶黃色結(jié)晶或粉末。易溶于水。微溶于醇和甘油，不溶于液氨、酮。在干燥空氣中逐漸風(fēng)化，失去水而成白色粉末。280°C時(shí)失去全部結(jié)品水而成無(wú)物，500C以上分解。相對(duì)密度1.975。熔點(diǎn)100C。氧化鋅：ZnO 分子量：81.39白色或者淺黃色微細(xì)粉末，難溶于水和乙醇，易溶于稀酸，氫氧化鈉和氯化銨溶液，在空氣中緩慢吸收二氧化碳以及水形成酸式碳酸鋅。密度：5.606g?cm-3。熔點(diǎn)：1975Co應(yīng)用：七水合硫酸鋅：1、 在醫(yī)藥生產(chǎn)中用作的催吐劑、營(yíng)養(yǎng)增補(bǔ)劑、置換劑等。2、 在農(nóng)業(yè)上大量用于飼料、復(fù)合肥料作為鋅的補(bǔ)充劑及防止果樹(shù)病蟲(chóng)害的殺蟲(chóng)劑；3、 在工業(yè)生產(chǎn)中用于制造立德粉（鋅鋇白）、鋅鹽、人造纖維及維綸纖維的原料；印染行業(yè)的媒染劑；木材、皮革的保存劑；循環(huán)冷卻的水處理劑；骨膠澄清、保存劑；有色金屬選礦藥劑。氧化鋅：1、 主要用于橡膠或電纜工業(yè)作補(bǔ)強(qiáng)劑和活性劑，也作白色膠的著色劑和填充劑，在氯丁橡膠中用作硫化劑等2、 在化肥工業(yè)中對(duì)原料氣作精脫硫用3、 主要用作白色顏料，橡膠硫化活性劑、有機(jī)合成催化劑、脫硫劑，用于靜電復(fù)印、制藥等

4、 用于合成氨、石油、天然氣化工原料氣的脫硫5、 用作分析試劑、基準(zhǔn)試劑、熒光劑和光敏材料的基質(zhì)一、用硫酸鐵一硫酸作浸取劑從閃鋅礦制備七水合硫酸鋅目前,國(guó)內(nèi)外濕法煉鋅中對(duì)閃鋅礦的冶煉一直采用焙燒后浸取的方法，此方法缺點(diǎn)有三:①在高溫焙燒過(guò)程中，一部分鋅能生成溶解度很小的鐵酸鋅，降低鋅的回收率。②焙燒時(shí)產(chǎn)生大量的煙塵和SO2氣體，致使勞動(dòng)條件惡化，并造成大氣污染。③有的廠家用堿液吸收SO2,這又需要增加龐大的除塵凈化設(shè)備，使成本增加。根據(jù)上述情況，本課題旨在探索一條既能利用國(guó)內(nèi)天然資源，又能保護(hù)生態(tài)環(huán)境的濕法煉鋅新工藝。本文介紹了用硫酸鐵一硫酸作浸取劑，從閃鋅礦制備七水硫酸鋅的工藝過(guò)程。用鐵屑作中和劑和還原劑除去浸取液中的酸和未反應(yīng)的Fe3+,從溶液中結(jié)品出大部分FeSO4?7H20后,用“針鐵礦”法除去剎余的Fe2+，用四氛乙烯作革取劑回收渣中的硫。1.1浸漬法工藝流程見(jiàn)圖1Fe^(SOP|—過(guò)通過(guò)海1.2頭驗(yàn)方法圖一母取法工藝流程1.2.1浸取和提硫在1000毫升燒杯中，加入一定量的HSO,Fe(S0)和水,2 4 2 43在一定溫度和不斷攪拌下加入定量礦粉，反應(yīng)一定時(shí)間后過(guò)濾，濾渣用四氯乙烯提硫后進(jìn)行二次浸取，浸取過(guò)程中不斷補(bǔ)充水，以維持一定的液固比。1.2.2還原脫酸將上述濾液在323K條件下，加人過(guò)量鐵屑，反應(yīng)半小時(shí)后抽濾。1.2.3除鐵將還原脫酸后的濾液加熱濃縮，冷卻結(jié)晶析出FeSO4-7H2O晶體。溶液中剩余的Fe2+用“針鐵礦”法除去。具體方法是在363K條件下，以空氣作氧化劑，以粗氧化鋅作中和劑，在PH3.5—4.5之間反應(yīng)4小時(shí)后抽濾，濾渣(FeOOH)用H2S;溶解生成Fe2(S04):作浸取劑以循環(huán)利用。

1.2.4除重金屬將上述濾液加熱至353K，按重金屬含量的110%的比例加人鋅粉,在不斷攪拌下，反應(yīng)1小時(shí)后抽濾，濾液濃縮至51Beo,冷卻結(jié)品即得產(chǎn)品ZnSO4-7H2O針狀品體。二、由鋅焙砂制備活性氧化鋅目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)活性氧化鋅多采用碳酸鋅分解法。該法需耗用大量的硫酸和純堿，副產(chǎn)品硫酸鈉量大，不易回收,浸取時(shí)進(jìn)入液相的雜質(zhì)較多.硫酸浸取時(shí)對(duì)設(shè)備的腐蝕嚴(yán)重.SO廣的存在會(huì)影響產(chǎn)品的主含量和活性，需進(jìn)行多次洗滌,從而排出大量的廢液，嚴(yán)重污染環(huán)境，同時(shí)也降低了鋅的回收率，且產(chǎn)品質(zhì)量難以保證。本實(shí)驗(yàn)采用混合氨浸法.該法以價(jià)格低廉的NHNHHCO作浸取劑和沉淀劑，副3- 4 3產(chǎn)品碳酸銨可循環(huán)使用，降低了生產(chǎn)成本.氨浸取時(shí)的選擇性高，進(jìn)入液相的雜質(zhì)少，除雜時(shí)只需在浸取的過(guò)程中加少量的H2O2,過(guò)濾即可除去少量的鐵、錳雜質(zhì),再向?yàn)V液中加入少量的鋅粉置換進(jìn)行深度除雜.除雜簡(jiǎn)單徹底，減少了鋅損失的環(huán)節(jié),提高了鋅的總回收率，產(chǎn)品質(zhì)量也得到了保證.同時(shí)排出的廢液量少，基本上無(wú)環(huán)境污染，從而達(dá)到“一低三高”的效果。2.1原理及制備方法將鋅焙砂礦粉研碎后,與氨水碳銨和水的混合溶液于500mL的三口瓶中進(jìn)行攪拌浸取，控制一定的反應(yīng)溫度和轉(zhuǎn)速，在浸取后期不時(shí)地向浸取液中加適量的H2O2(5%)，氧化低價(jià)的鐵、錳.浸取大約3h后，過(guò)濾，去殘?jiān)?礦石中的粗品氧化鋅經(jīng)氨浸后得到鋅銨絡(luò)合物溶液.2.2工藝流程鋅焙砂制活性氧化鋅的工藝流程見(jiàn)圖2.圖二用同:*活性甄4L春的工藝旅程三、結(jié)語(yǔ)a、用硫酸鐵一硫酸作浸取劑從閃鋅礦制備七水合硫酸鋅，按GB666一78分析結(jié)果,各項(xiàng)均符合工業(yè)一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)。b、 以鋅焙砂為原料，采用氨碳銨法制取活性氧化鋅的工藝路線簡(jiǎn)單可行.鋅的總回收率達(dá)90%以上，且活性氧化鋅中氧化鋅的含量高達(dá)99.4%.符合HG/72572-94一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。c、 使用氨浸法選擇性很高,不經(jīng)硫酸鋅階段,不需用硫酸，從而使雜質(zhì)鎂的帶入量少，凈化負(fù)荷小.且氨可循環(huán)使用，降低了生產(chǎn)成本.d、 本工藝具有流程簡(jiǎn)單、合理原料來(lái)源充足、操作方便、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn).參考文獻(xiàn)【1】天津化工研究院編.無(wú)機(jī)鹽工業(yè)手冊(cè)(下).北京:化學(xué)工業(yè)出版社，1981,302-309【2】中南礦冶學(xué)院.關(guān)于“針鐵礦”法濕法煉鋅過(guò)程的理論分析.中國(guó)科技情報(bào)研究所(國(guó)內(nèi)資料館藏)，1979,6-18【3】江聲揚(yáng).濕法煉鋅新工藝實(shí)驗(yàn).中國(guó)科技情報(bào)研究所(國(guó)內(nèi)資料館藏),4一7【4】朱炳辰.無(wú)機(jī)化工反應(yīng)工程.北京北學(xué)工業(yè)出版社，1981,309-318【5】CN.85107153A.1985,5-9【6】彭清靜，黃誠(chéng).氨浸法菱鋅礦制活性氧化鋅[J].化學(xué)世界,1996,31(6):294-296.【7】鐘國(guó)清.菱鋅礦濕法制活性氧化鋅的研究[J].無(wú)機(jī)鹽工業(yè)，1995,(3):12-15.【8】謝頌明.氨浸法制取活性氧化鋅[J