本發明專利技術公開了一種利用電解鋅酸浸渣氨法生產高純度氧化鋅的方法，浸取時加入適量氟硅酸鈉，并優選加入加入表面活性劑和二氰二胺，并增加預蒸氨步驟，還回收酸根離子得到硫酸鈣粉體，將氨法應用于對電解酸浸渣的處理，并對現有氨法進行了適應性改進，一方面使得電解鋅酸浸渣中的鋅得到充分回收利用；另一方面，本發明專利技術可以得到較大比表面積的氧化鋅同時純度可以達到99.7%以上，具有很高的經濟價值；本發明專利技術的處理方法能耗低、效率高，經過處理的電解鋅酸浸渣，由高危廢棄物的電解鋅酸浸渣變為一般廢棄物，達到了經濟環保的效果。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及ー種氧化鋅的生產方法，特別涉及一種高純度氧化鋅的生產方法。
技術介紹
目前濕法煉鋅主要采用焙燒-浸出-電解的生產エ藝，排放的電解鋅酸浸渣中鋅含量按質量比計一般為6-9%，有的能達20%，對酸浸渣所做的物相分析與X衍射分析表明，浸出渣中鋅主要以ZnFe2O4、硅酸鋅形式存在，同吋，硫的質量分數6-12%，其中硫酸根的質量分數為15-30%，各地礦鈣、鎂鹽含量不同，同時還含有Cu2+、Pb2+、Cd2+、Ni2+、Hg2+、As3+等離子，其大致質量含量約為銅1%、鉛0. 8%、鐵4%、硅3%、砷0. 3%、銀0. 003%、鈣12%、鎂3%)。為了回收這些鋅，目前的處理方法目前有火法和濕法兩種，火法為回轉窯揮發法(威爾茲法)和煙化爐揮發法，如公開號為CN101886180的中國專利申請。濕法有熱酸浸出或高溫加壓浸出。火法處理工藝流程長，設備維修量大，投資高，工作環境較差，需要消耗大量的燃煤或冶金焦煤，效益低，環境污染大。因此通常用熱酸浸出或高壓浸出，這些方法仍然存在缺點是①消耗大量的酸，②除鐵的壓カ大，需消耗較多的試劑，③高溫高壓設備腐蝕嚴重，設備復雜投資較大；④運行成本高，經濟效益差。⑤最后排出的渣是酸性渣，給環境帶來新的污染，只好采取固化填埋，不但污染環境，而且也浪費資源。最理想的方法是進行鋅的選擇性浸出，使鋅進入溶液中，鋅得到有價值的回收利用。另ー方面，高純度氧化鋅一般是指氧化鋅的質量百分含量在99. 7%及其以上的氧化鋅產品，高純度氧化鋅是現代エ業不可缺少的一種高科技原料，用途廣泛，主要用于玻璃、飼料、陶瓷、染料、油漆、造紙、橡膠、農藥、煉油、鍍鋅、特種鋼材、合金、國防科技等數十種行業企業，無論是玻璃、造紙，還是橡膠、煉油等都對氧化鋅需求量很大，并且純度要求非常聞。目前生產高純氧化鋅的方法，主要是間接法，間接法一般以鋅錠為原料，通過電解還原，或高溫氣化，空氣氧化再冷凝收集制得氧化鋅，不同的鋅錠原料，生產出的氧化鋅純度也不一樣，此エ藝主要生產99. 5%—99. 7%的氧化鋅。氨法是制備氧化鋅的ー種常用方法，目前氨法(氨-碳銨聯合浸出法生產氧化鋅)的一般步驟包括氨-碳銨為浸出液，對含鋅物料進行浸取，鋅氨絡合液體經凈化、蒸氨結晶、干燥煅燒制得氧化鋅產品。這種傳統的氨法制備氧化鋅一直沒有應用于電解鋅酸浸渣的處理，主要原因在于 I)電解鋅酸浸渣中有大量硫酸鈣包裹而使得其中的鋅浸出困難，回收率低。2)電解鋅酸浸渣中含有15-30%的硫酸根，大量的氨轉化為硫酸銨，氨耗高 3)將浸取后的鋅氨絡合液直接浄化，由于液體中仍然存在大量的游離氨，雜質絡合力強，凈化難以徹底，最終影響氧化鋅產品的純度4)由于溶液中存在大量的硫酸根，在蒸氨過程中將析出部分硫酸鋅銨復鹽，影響氧化鋅純度。綜上所述，對于電解鋅酸浸渣的處理，如何在低鋅含量和高雜質含量的物料中有效浸出其中的鋅，并得到高純度的氧化鋅，同時克服傳統的火法和濕法的缺點，成為本行業迫切解決而未能解決的技術難題。
技術實現思路
本專利技術目的之ー在于針對上述存在的問題，提供一種有效回收電解鋅酸浸渣中的鋅并制備高純度氧化鋅的方法。本專利技術采用的技術方案是這樣的ー種利用電解鋅酸浸渣采用氨-銨法生產高純氧化鋅的方法，依次包括以下步驟 酸浸渣浸出、預蒸氨、浄化除雜、蒸氨結晶和干燥煅燒， 在浸取待處理的電解鋅酸浸渣步驟之前，向待處理的電解鋅酸浸渣中加入熟石灰進行混合活化，所加入的熟石灰的量，按重量比計，為待處理電解鋅酸浸渣的1-5% ； 將混合活化后的電解鋅酸浸洛用氨水-碳酸銨液或氨水-碳酸氫銨液進行浸取；其中，NH3的摩爾濃度c (NH3) =5-6mol/L, C032_摩爾濃度c (CO32O =0. 9 I. 2 mol/L,在每立方米的氨水-碳銨液中添加0. 3-0. 5kg氟硅酸鈉。蒸氨結晶和干燥煅燒步驟均采用目前普通氨法制備氧化鋅的エ藝參數。本專利技術首先將現有的氨法制備氧化鋅的技術應用于對電解鋅酸浸渣的處理，同時，在現有的氨法的エ藝基礎上，在氨浸步驟之前，增加了在待處理的電解鋅酸浸渣中加入熟石灰進行混合活化的步驟，同時在浸取液中，加入適量的氟硅酸鈉。要得到高純度的氧化鋅，首先需要保證電解鋅酸浸渣中的鋅能盡可能地浸出，這樣ー方面可以提高鋅的回收率，另ー方面，在浸出液中鋅的含量越大，雜質含量也就越小，才能保證在同等エ藝條件下制得更高純度的氧化鋅。由于電解鋅酸浸渣中含有大量的硫酸鈣(15-30%)，硫酸鈣含鋅微粒起膜隔離作用，致使酸環境難以浸出，所以本專利技術采用氨法浸出，在氨-碳銨混合液作用下，硫酸鈣轉化為碳酸鈣與氫氧化鈣，在轉換過程中，實現硫酸鈣的逐層剝離與鋅氨絡合同步；但是氫氧化鈣等超細微粒對絡合也起到一定的阻礙作用，為了解決這個問題，本申請的專利技術人通過大量實驗得出適量的氟硅酸納能破除超細微粒對含鋅顆粒包裹作用，實現超細微粒分層上浮，從而將鋅暴露，使其較完全地進入浸取液中。同時，本申請的專利技術人通過大量實驗得出適量熟石灰的加入，一方面可以中和酸浸渣中殘余的酸根；另ー方面可以增加浸取環境中的0H—，破壞電位平衡，破壞表面能，提高鋅的浸出率和浸出速度；再一方面，0H_取代C032_提供絡合配位體可以使后續步驟中水解沉鋅為氫氧化鋅沉淀；再次，稍強的堿性環境利于雜質的沉淀處理(如鐵、鋁、鎂等離子金屬雜質)，使進入浸取液中的這些金屬雜質減少，為制備高純度氧化鋅奠定了基礎。其中 混合活化過程中的化學反應為Ca (OH) 2+C0廣—CaCO3 I +20F 2NH3. H2O + CaSO4 — Ca (OH) 2 I + (NH4) 2S04NH4HCO3+ NH3. H2O+ CaSO4 — CaCO3 I + (NH4) 2S04+H20Fe3+ +30F — Fe (OH) 3 IFe2+ +20F — Fe (OH) 2 I浸取步驟的化學反應方程式為ZnCHnNH3 +H2O — 2++20H_ ZnFe2O4 +nNH3+4H20 — 2++2Fe (OH) 3 I +20F ZnFe2O4 +nNH3+H20 — 2++Fe203 丨 +20IT Zn2SiO4+2nNH3 — 2 2+ + SiO44- Zn (OH) 2 +nNH3 — 2++20F Zn+nNH3 +2H20 — 2++H2+20H_ZnS04+nNH3 — 2++S042_ 其中n=l 4 ； 浄化除雜過程中發生的反應S2O82-+ Mn2++ 2NH3 H2O + H2O — Mn 0 (OH) 2 ふ + 2NH/+2S0廣+ 2H.S2O8 2>2Fe2+ +6H20 — 2S0廣 + 2Fe (OH) 3 I + 6H+ AsO43 + Fe3— FeAsO4 IAsO33 + S2O8 2 + H2O — 2SO42 + AsO43 + 2H+2H3As03 + 8Fe (OH) 3 — (Fe2O3)4As2O3 5H20 I +IOH2OM2+ + S2 — MS I M 代表 Cu2+、Pb2+、Cd2+、Ni2+ Hg2+ 等離子As3 + S 2 — As2S3 IY2+ + Zn —Zn2+ + Y 其中 Y 代表:本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種利用電解鋅酸浸渣氨法生產高純度氧化鋅的方法，包括以下步驟:浸取待處理的電解鋅酸浸渣、凈化除雜、蒸氨結晶和干燥煅燒，其特征在于：在浸取待處理的電解鋅酸浸渣步驟之前，向待處理的電解鋅酸浸渣中加入熟石灰進行混合活化，所加入的熟石灰的量，按重量比計，為待處理電解鋅酸浸渣的1？5%；將混合活化后的電解鋅酸浸渣用氨水？碳銨液進行浸取；其中，NH3的摩爾濃度c(NH3)=5？6mol/L，CO32？摩爾濃度c(CO32？)=0.9～1.2？mol/L，在每立方米的氨水？碳銨液中添加0.3？0.5kg氟硅酸鈉。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳尚全，李時春，李曉紅，
申請(專利權)人：四川巨宏科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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