专利名称：一种由含锌物料制取氧化锌的方法
技术领域：
本发明涉及湿法冶金领域。
湿法生产氧化锌以其投资规模小、设备机动性强(多为通用化工设备)等优点，在80年代后期被逐步为人们所重视。专利文献CN86108798A，CN1053412A，CN1040013A，CN86107218A公开了湿法生产氧化锌的现有方法，但这些方法均存在一些不足。具体表现在1、浸出阶段中仅加入稀硫酸，在实际生产中会形成氢氧化铁胶体及硅胶，导致过滤速度慢、过滤困难、过滤设备易损坏。2、在净化阶段中加入的氧化剂(高锰酸钾、氯酸钾、次氯酸钠、漂白粉、氯气、空气等)对于除铁有好效果，但对于除锰，耗时太长，有些带入新的杂质(Cl-及锰)、且不能除净锰；最后所得氧化锌产品中锰的指标无法达到国标的要求。3、在合成阶段中多用ZnSO4溶液与NH4HCO3反应生成碱性碳酸锌的方法，需用高纯度的NH4HCO3，同时由于反应产物中有CO2气体产生，降低了合成剂的有效利用率，并使反应体系中产生大量泡沫，会致溶液溢出反应器，故不能连续加合成剂，使反应时间拖长、设备利用率降低，这些都使生产成本大增；此外，还有用氨水或(NH4)2CO3、NaOH、Na2CO3等作合成剂的，同样均存在有效利用率低、不经济的缺点。4、在焙烧阶段中，采用的温度偏高(800℃以上)，使能耗增加；或采用温度偏低(650℃以下)，不能得到高纯度(满足国标要求)的氧化锌产品。此外，现有方法中废物利用率低、环境污染较大。
本发明的目的在于克服现有技术之不足提供一种成本低、可获得高纯度氧化锌、操作方便的由含锌物料制取氧化锌的方法。
本发明的技术方案是第1种由含锌物料制取氧化锌的方法，工艺过程为含锌物料(锌矿或次氧化锌等)磨粉(40目以下即可)→浸出→净化→合成→焙烧→氧化锌成品。其特殊之处在于净化阶段的工艺过程为用普通酸或碱调浸出液(锌盐液)PH值为5.0-5.4(公知方法调整)，0-100℃(据需要定，不沸腾或冻结即可)并搅拌下，按Zn与杂质Cu、Cd、Co、Ni等反应式计算所需理论量的1-4倍的量加入锌粉反应0.5-12小时(据需要定，使之充分反应即可)，进行置换反应(主要反应式为，，，，置换出的Cu、Cd、Co、Ni等还会与未反应的Zn生成合金)→过滤、去渣→保持PH值5.0-5.4，0-100℃并搅拌下，按与溶液中锰、铁杂质反应式计算所需理论量的1-8倍(据需要定)的量加入具有氧化性质的过酸盐类(如(NH4)2S2O3、过醋酸钠等)或过氧化物(如过氧化钠等)反应0.5-8小时进行氧化反应(据需要定，反应充分即可，主要反应式为→过滤、去渣→得锌盐净化液，因采用过酸盐类或过氧化物作为氧化剂，故能完全除净杂质元素锰和铁，且氧化剂本身是“洁净的”，不带入其它杂质；合成阶段的工艺工程为室温并搅拌下，在净化液中加入氨及二氧化碳反应1-3小时(据需要定)，使Zn2+生成碱式碳酸锌沉淀析出，其主要反应式为，，，，，氨及二氧化碳加入总量以反应终点PH6.3-7为准(据需要定)，二氧化碳加入量以反应体系中无气泡冒出为准；因无泡沫出现，使设备利用率提高→过滤、洗涤—→碱式碳酸锌滤饼。
第2种由含锌物料制取氧化锌的方法，工艺过程为含锌物料(锌矿或次氧化锌等)磨粉(40目以下即可)→浸出→净化→合成→焙烧→氧化锌成品。其特殊之处在于浸出阶段的工艺过程为30-95℃下(据需要定)，按化学反应式计算所需理论量的0.9-2倍(据实际需要量定)的量加入公知酸(硫酸、盐酸、硝酸等)反应0.5-5小时(据需要定)，使酸与含锌物料充分反应，使锌呈锌盐进入溶液(其主要反应式为，，，)控制终点PH1.6-1.8(公知方法，加普通酸或碱调整)→85-95℃(据需要定)下，按化学反应式计算所需理论量的1-3倍的量加入公知氧化剂(可为过氧化氢、漂白粉、氯酸钠、过氧化氢、空气等)，使Fe2+转变为Fe3+→保持85-95℃，按化学反应计算所需理论量的1-5倍(据需要定)的量加入硫酸铵反应0.5-1小时(据需要定，只要反应充分即可)，使Fe3+生成大颗粒黄铵铁矾沉淀(因其为大颗粒沉淀，故很易滤出，避免了现有技术中Fe3+形成难过滤的胶状Fe(OH)3沉淀，其主要反应式为，，→过滤，除去铁等杂质→用石灰水调PH3-5.4，使母液中硅酸溶胶生成大颗粒硅酸钙沉淀→70-85℃(据需要定)下，按化学反应式计算所需理论量的0.9-1.2倍的量加入牛皮胶反应0.5-1小时(据需要定，使硅胶完全聚沉即可)，使硅胶聚沉，从而彻底除净杂质硅、改善过滤性能、提高了过滤速度→过滤、去渣→浸出液。
第3种由含锌物料制取氧化锌的方法，工艺过程为含锌物料(锌矿或次氧化锌)磨粉(40目以下即可)→浸出→净化→合成→络烧→氧化锌成品。其特殊之处在于焙烧阶段的工艺过程为将碱式碳酸锌滤饼离心甩干→95-250℃(据需要定)下干燥→760-800℃(据需要定)焙烧1～3小时(焙烧炉中进行，焙烧时间据需要定，保证反应充分进行即可)→冷却后出料→氧化锌成品。反应式为，该焙烧温度适中，即可保证获得高纯度的氧化锌，又耗能小。
图1为本发明工艺流程图，图2为本发明第一种方法工艺流程图，图3为本发明第二种方法工艺流程图，图4为本发明第三种方法工艺流程图。
以下进一步阐述
具体实施例方式实施例1该由含锌物料制取氧化锌的方法的工艺过程为次氧化锌粉500克→磨成-150目粉→30℃下，边搅边加入250ml浓度为20％的硫酸溶液反应3小时→调PH值为1.6→85℃下，加入5ml 30％的过氧化氢反应0.5小时→85℃下，加入500ml硫酸铵溶液反应0.5小时→过滤洗涤→加石灰水调PH值为5.2→70℃下，加15克牛皮胶反应0.5小时→过滤、去渣→控制PH值为5.2→70℃并搅拌下，加入10克锌粉反应0.5小时，进行置换反应→过滤、去渣→保持PH值5.2并搅拌下，加10克过硫酸铵反应2小时→过滤、洗涤室温并搅拌下，在净化液中加入氨及二氧化碳反应1小时，使Zn2+生成碱式碳酸锌沉淀析出，氨加入量为330ml，氨及二氧化碳加入总量以反应终点PH8.5为准，保持反应体系中不冒气泡→过滤、洗涤→碱式碳酸锌滤饼→用离心机离心甩干碱及碳酸锌滤饼→120℃烘箱中干燥→送入马弗炉中，780℃焙烧2小时→冷却出料(氧化锌)并回收副产物二氧化碳用于合成阶段。
实施例2该由含锌物料制取氧化锌的方法的工艺过程为取700克含Zn30％的菱锌矿(灼烧减量为35％)磨碎至-200目→加入2000ml水→90℃下，加入200ml 98％的硫酸反应0.5小时→调PH值为1.8→95℃下，加入10ml 30％的过氧化氢→95℃下，加入700ml硫酸铵溶液反应1小时→过滤、洗涤并回收滤渣、洗液→加石灰水调PH值为5.2→85℃下加25克牛皮胶反应1小时→过滤、去渣→85℃下，加15克锌粉反应12小时→过滤、去渣→PH5.2，25℃下，加过醋酸钠3克，反应3小时→过滤、去渣→温室下，搅拌加入氨及二氧化碳反应3小时，氨加入量为180ml，氨及二氧化碳加入总量以反应终点PH6.8为准，保持反应体系中不冒气泡→过滤、洗涤并回收母液(NH4)4SO4→甩干滤饼→250℃下干燥→800℃焙烧1小时→冷却出料(氧化锌)并回收二氧化碳。
实施例3该由含锌物料制取氧化锌的方法，工艺过程为500克，含锌30％的异极锌矿→磨成-40目粉→普通方法浸出→净化→合成→普通方法焙烧→氧化锌成品。其净化阶段的工艺过程为用石灰水调浸出液PH值为5.0→45℃并搅拌下，加入15克锌粉反应3小时，进行置换反应→过滤、去渣→95℃，保持PH值5.0并搅拌下，加入12克氧化剂(NH4)2S2O8反应4小时进行氧化反应→过滤、去渣→得净化液；合成阶段的工艺工程为室温并搅拌下，在净化液中加入氨及二氧化碳反应1小时，使Zn2+生成碱式碳酸锌沉淀析出，氨加入量为150ml，氨及二氧化碳加入总量以反应终点PH6.3为准，保持反应体系中不冒气泡→过滤、洗涤→碱式碳酸锌滤饼。
实施例4该由含锌物料制取氧化锌的方法，工艺过程为50克锌矿粉→磨成-80目粉→浸出→普通方法净化→普通方法合成→普通方法焙烧→氧化锌成品。其浸出阶段的工艺过程为70℃下，加入20ml25％的硫酸反应3小时，控制终点PH1.7→85℃下，加入2ml过氧化氢，使Fe2+转变为Fe3+→85℃下，加入50ml硫酸铵反应1小时，使Fe3+生成大颗粒黄铵铁矾沉淀→过滤，除去铁等杂质→用石灰乳调PH5.0，使母液中硅酸溶胶生成大颗粒硅酸钙沉淀→75℃下，加入3克牛皮胶反应0.6小时，使硅胶聚沉，→过滤、去渣→浸出液。
实施例5该由含锌物料制取氧化锌的方法，工艺过程为克锌矿粉→磨成-100目粉→普通方法浸出→普通方法净化→普通方法合成→焙烧→氧化锌成品。其焙烧阶段的工艺过程为将碱式碳酸锌滤饼离心甩干→200℃下干燥→770℃焙烧1.5小时(焙烧炉中进行)→冷却后出料→氧化锌成品。
实施例6该由含锌物料制取氧化锌的方法的工艺过程为取650克含Zn35％的红锌矿磨碎至-320目→加入2500ml水→60℃下，加入180ml 93％的硫酸反应2小时→调PH值为1.7→90℃下，加入8ml 30％的过氧化氢→加入500ml硫酸铵溶液反应45分钟→过滤、洗涤→加石灰水调PH值为5.3→75℃下加35克牛皮胶反应50分钟→过滤、去渣→75℃下，加12克锌粉反应6小时→去渣、过滤→PH5.3，60℃下，缓慢加入过氧化钠10克，反应4小时→过滤、去渣→室温下，搅拌加入氨及二氧化碳反应2小时，氨加入量为200ml，氨及二氧化碳加入总量以反应终点PH8.8为准，保持反应体系中不冒气泡→过滤、洗涤→甩干滤饼→95℃下干燥→770℃焙烧2小时→冷却出料并回收二氧化碳。
经取样分析，该例所得氧化锌产品的成份为Zn 99.7％；Mn 0.0001％；Fe2+0.0002％；Fe3+0.0001％；Cu 0.0001％；Pb 0.0002％；Na 0.00003％；Cr 0.001％；V 0.001％；Co 0.001％；Ni 0.001％；Si 0.001％；SO42-0.01％；Cd 无；金属物 无。
本发明由于采用与现有技术不同的工艺过程，具有各过程中原料及设备利用率高、过滤方便、省时、操作方便、成本低、所得产品纯度高的优点。
权利要求
1.一种由含锌物料制取氧化锌的方法，工艺过程为含锌物料磨粉→浸出→净化→合成→焙烧→氧化锌成品，其特征在于净化阶段的工艺过程为用普通酸或碱调浸出液(锌盐液)PH值为5.0-5.4，0-100℃并搅拌下，按Zn与Cu、Cd、Co、Ni等杂质反应式计算所需理论量的1-4倍的量加入锌粉反应0.5-12小时，进行置换反应→过滤、去渣→保持PH值5.0-5.4，0-100℃并搅拌下，按与溶液中锰、铁等杂质反应式计算所需理论量的1-3倍的量加入具有氧化性质的过酸盐类或过氧化物反应0.5-8小时，过滤、去渣→得锌盐净化液；合成阶段的工艺过程为室温并搅拌下，在净化液中加入氨及二氧化碳反应1-3小时，使Zn2+生成碱式碳酸锌沉淀析出，二氧化碳加入量以反应体系中无气泡冒出为准，氨及二氧化碳加入总量以反应终点PH6.3-7为准→过滤、洗涤→碱式碳酸锌滤饼。
2.一种由含锌物料制取氧化锌的方法，工艺过程为含锌物料磨粉→浸出→净化→合成→焙烧→氧化锌成品，其特征在于浸出阶段的工艺过程为30-95℃下，按化学反应式计算所需理论量的0.9-2倍的量加入公知酸反应0.5-5小时，控制终点PH1.6-1.8→85-95℃下，按化学反应式计算所需理论量的1-3倍的量加入公知氧化剂，使Fe2+转变为Fe2+→保持85-95℃，按化学反应计算所需理论量的1-5倍的量加入硫酸铵反应0.5-1小时，使Fe3+生成大颗粒黄铵铁矾沉淀→过滤，除去铁等杂质→用石灰水调PH3-5.4，并使母液中硅酸溶胶生成大颗粒硅酸钙沉淀→70-85℃下，按化学反应式计算所需理论量的0.9-1.2倍的量加入牛皮胶反应0.5-2小时，使硅胶聚沉→过滤、去渣→浸出液。
3.一种由含锌物料制取氧化锌的方法，工艺过程为含锌物料磨粉→浸出→净化→合成→焙烧→氧化锌成品，其特征在于焙烧阶段的工艺过程为将碱式碳酸锌滤饼离心甩干→95-250℃下干燥→760-800℃焙烧1-3小时→冷却后出料(氧化锌)。
全文摘要
本发明提供一种由含锌物料制取氧化锌的方法，属湿法冶金领域。工艺过程为含锌物料磨粉—→浸出—→净化—→合成—→焙烧—→氧化锌成品。浸出阶段先加酸，再加氧化剂、牛皮胶并控制适当pH值；净化阶段加锌粉置换后再加具有氧化性质的过酸盐类或过氧化物氧化；合成阶段加氨及二氧化碳；焙烧阶段在760-800℃焙烧。各阶段的副产物可循环返回前阶段过程中使用，具有生产成本低、操作方便、设备利用率高、产品纯度高的优点。
文档编号C22B19/34GK1120591SQ9411667
公开日1996年4月17日 申请日期1994年10月13日 优先权日1994年10月13日
发明者郑光 申请人:郑光