氨浸法制活性氧化锌除杂净化过程研究
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般 采 用 锌 置 换 除 杂 净 化 ] 由于 锌 置 换 时 杂 质会 在 锌 粉表 面形 成 保 护膜 , 得 内部 的锌 使 不 能 继 续 反 应 , 此 使 得 锌 粉 的 用 量 远 大 于 因 理论 量 , 生产 成本增高 . 使 本 文 研 究 丁 以 粗 氧 化 锌 为 原 料 , 浸 法 氨
化 锌 的 生 产 方 法 主 要 有 酸 浸 法 和 氨 浸 法 " 】酸 浸 法 是 以 低 级 氧 化 锌 或 锌 矿 砂 为 原 . 料 与稀 硫 酸 反 应 , 成 粗 硫 酸 锌 溶 液 , 氧 制 经
化 , 骧 除 杂 后 , 得 精 硫 酸 锌 溶 液 , 中 和 还 制 经 反 应 后 得 碱 式 碳 酸 锌 , 经 过 滤 , 燥 , 烧 再 干 焙 制 得 活 性 氧 化 锌 . 因 酸 浸 法 在 酸 浸 时 进 入 液 相的杂 质多 , 需进 行 一 系 列 的净 化 除 杂 处 理 , 工 艺 复 杂 , 本 高 , 且 在 生 产 中还 需 要 用大 成 而
化.
2 2 深 度 除 锰 .
Fe + 2 OH 一 Fe 0 H ) ( = ( z S)
形成 硫 化 物 被 除 去 , 不 会影 响 z 的收 率 . 而 n
当 用 H: 除 杂 时 . 液 中 的 杂 质 由 低 价 O: 溶 氢 氧 化 合 物 被 氧 化 为 溶 解 度 更 小 的 Mn
由 表 4可 以 看 出 , ( 当 NH. )S的 用 量 为
生产 活性 氧化锌 的净 化 除杂 过 程 .净化 除杂 过 程 中 以 H: 0 作 氧 化 荆 进 行 深 度 除 锰 , 以
( NH. 为 除 杂 荆 进 行 深 度 除 铜 , 方 法 不 )S 该
量纯 水洗 涤 半成 品碱 式碳 酸 锌 沉 淀 , 艺过 工 程 的 废 水 量 大 , 水 处 理 困难 , 成 了 环 境 污 废 造
Cu( N ) + s件 — · us+ H 3 C
A g( Ha + s 一 N ) Ag: s+ _ NH =
F " 与 水 反 应 生 成 M n( e OH), b( 2P OH) e nF
( OH) , 2Mn( OH), b OH), e OH) 淀 , 4P ( 'F ( 沉
以 F 和 F "为例 , 反应 式 为 : e e 其
Fe + 3 + OH 一 Fe 0 H ) ( ( 3 S)
Hg NHa ~ +S什一 ( )
H喜 S NH3 +
由 表 1中 相 应 的 溶 度 积 常 数 及 表 2中 的 因 此 , 浸取 时一 些 不 溶 性 化 合 物 留在 配合 物 稳 定 常 数 计 算 可知 . K r 的硫 化 氨 对 s小 残 渣 中沉 淀析 出 , 可通 过 机 械 过 滤 除 去这 些 物 , 小 的配 合 物从 热 力学 上 容 易 除 去 , B 加入 不 溶 性 的 杂质 , 出液 通过 深 度 除 杂 继续 净 浸 适量 的 ( NH.z 可 很 好 地 使 杂 质 锕 , , )S, 镉 铅等
2 3 深 度 除 铜 .
[ n NH3, 0 +H O Z ( )] 3 : c
用氨 一碳氨 浸取 时发 生如 下主反 应 :
ZO n +N I C 3 L ) 3 T ' O +(—1 NH ~ H
式中i 1 4 = ～ .粗 氧 化 锌 中 的 Z O 通 过 n
经 除 锰 后 的 溶 液 中加 入 ( NH.: 根 据 分 )S,
3 2 分 析 测 试 E . ]
4 结 果 与 讨 论 在 氨 一 碳 酸 氢 铵 溶 解 过 程 中 加 入 H o
后 . o 的 加 入 量 的 对 除 锰 结 果 的 影 响 见 表 H:
先 在 漫 取 液 中加 入 H 进 行 反 应 , 过 机 械 4 1 Ht o. 通 . o2对 聆 拄 结 果 的 影 响
上 述 反 应大 部分 被 浸 出 , , , 等 也发 生 步 沉 淀 原 理 , 生 成 Cu P S Cd , n 铜 镉 汞 将 S, b , S Z S, 类 似 反 应 而 进 入 溶 液 由表 1可 见 , 氨 浸 取 AgS HgS沉 淀 , 浸 取 液 中 的 杂 质 形 成 难 在 ., . 使
曲
∞
蚰
∞
∞
仲
0
固 l 锰击 脒量 与 脱锰 时 甸的 关 系
42 ( . NH )S的 用 量 对 除 杂 效 果 的 影 响
除 铜 的 影 响 见 表 4 .
( NH : 用 量 ( 论 需 要 量 的 百 分 率 ) )S 理 对
衰 4 ( NH.: )S的加 人 量 与溶 液 中备 袖 质 的 浓 度
品位 的原 料 爱取 藏 得 以净 化 .
关键 词 化 锌 ; 性 氧 化锌 ; 杂净 化 氧 活 除
1 前 言
燥 , 烧 等工 艺流 程 与操 作后 制 成 活性 氧 化 煅
锌 . 配 合 法 以氨 一 铵 混 合 液 进 行 配 合 浸 取 , 氨
氧化 锌 广泛 应 用 于橡 胶 , 料 , 瓷 , 涂 陶 化
锌 含 量 用 EDT 容 量 法 测 定 ; 量 高 的 A 含 P c , e 用 原 子 吸收 法 分 析 测 定 b, a F )
元 素 用 化 学 法 测 定 } 量 低 的 元 素 ( n. 求 含 M Cu,
o果 世 衰 3 Hz 的加 人 量 对 脒譬^ l×c 髟响 O 结_ 盼 c
工, 医药 , 璃和 电子 等行 业L 随着 我国工 玻 1
业 的 飞速 发 展 , 氧 化 锌 的 需 求 量 日益 增 加 对 从 低 品 位 舍 锌 物 料 中 生 产 高 品 位 活 性 氧 化 锌 , 可 降低 生 产 成 本 , 可 充 分 利 用 我 国 的 既 又 锌 资 源 , 此 愈 来 愈 受 到 人 们 的重 视 . 因 目前 , 低 品 位 含 锌 物 料 中 生 产 活 性 氧 从
( OH) , b OH) , e OH) . .P ( .F ( 经过 滤 可 从溶 液
在实 际 的操 作 条 件 下 . ( 加 NH.z ) S可 将 C , u Ag c P Hg等 杂 质 除 去 到 可 以 忽 略 不 计 , d, b,
的 程 度 .这 些 杂 质 的 除 去 效 果 可 用 铜 的 去 除 率作 为控 制 指 标 , 因为 该 步 中铜 的 除 去是 最
回 收 率 在 9 , 以 上 ,产 品 符 合 HG/ 50
T7 5 2 9 2 7 - 4标 准 .
氨 浸法 生 产 活 性 氧 化 锌 是 以 普 通 工 业 用
粗 氧 化 锌 或 脱 硫 用过 的锌 触 媒 焙 烧 物 为原
料 , 氨 水 一 碳 酸 氢 铵 水 溶 液 为 浸取 液 , 粗 用 经
过 程 中 , n ,P , e , n , b 和 M b F M P "
溶性 金 属 硫 化 物 而 被 除 去 . 反 应 式 为 : 其
Z ( H| } S 一 n N ) + Zs i n + NH3
C ( , NH】 z d ) 十+ S — . " c + i NH{
为困难 .
中除 去 . 以 M n 为 例 , 反 应 式 为 : 其
M 口i + N H .H z — — M n( H ) o 0 : M Ⅱ :.x 2 0 H o
3 实 验 用 浓 氨 水 一 碳 酸 氢 铵 水 溶 液 作 为 浸 取
浸 取 液 中 加 入 H . F OH ), b 3 1 实 验 方 法 z 将 e( O: :P . ( OH), n( :M OH) 这 一 类 物 质 氧 化 生 成 将 一 M O,· H O 沉 淀 . 机 械 过 滤 即 可 除 去 其 液 , 粗 氧 化 锌 浸 取 溶 解 后 , 些 不 溶 性 化 合 x 由 可 中 的 沉 淀 杂 质 .由表 1可 见 , 些 杂 质 的 除 去 物 留 在 残 渣 中 沉 淀 析 出 , 通 过 机 械 过 滤 除 这
氧 化 锌溶 解 , 除杂 净 化 , 氨 , 涤 脱 水 , 蒸 洗 干
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2 基 本原理
粗 氧 化 锌 中 主 要 含 有 Z O, b Cu n P O, O, Cd 并 有 少 量 的其 它 杂 质 . 表 1为 部 分 离 子 O, 的 硫 化 合 物 和 氢 氧 化 合 物 的溶 度 积 常 数 Ks, r 表 2为 氨 配 合 物 的 稳 定 常 数
寰 1 溶 度 积 常 数 K (9 . 5 2 8 1 K) 表 2 配 合物 的 稳 定常 数 ~ 2 8 1 K) (9 . 5
2 1 浸 取 除 杂 .
效 果 可 用 锰 的 除 去 作 为 控 制 指 标 , 为 这 步 因 处 理 过 程 中 锰 的 除 去 是 最 为 困难 的
该 法在 浸取 时选 择性强 . 使得 除杂过 程简单 , 并 且 氨 循 环 使 用 , 有 成 本 低 , 量 好 的 优 具 质 点, 因而 活性 氧 化 锌 的生产 有 向氨 浸法 转 化 的趋 势 . 浸法 生产 中 , 氨 在进 行配 合浸取时 锌 原料 中 的铜 , 和部分 铅等 杂 质会 进入 溶液 , 锰 所 以在 浸 取 过 滤 之 后 , 须 进 行 除 杂 处 理 , 必 一
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氨 浸 法制 活 性 氧 化 锌 除 杂 净 化 过 程 研 究
王雅琼 许 文林
( 州大 学 化学 化 工 系 2 5 0 ) 扬 2 0 2 擒要 文 对 氨水 一 碳 酸 氢 铵 作 浸取 旱 本 葭以粗 氧 化锌 为 原 料制 活 性 氧 化 锌的 除 杂 净 化过 程 进 行 了研 究 .氨 浸 洼 生 产 活性 氧 化 锌 罐 度 除 杂 净 化 中 , H: 作 氧 化剂 探 废 除锰 , ( 以 O 以 NH. )S为 沉 淀 除 杂 剂 探 度除 铜 , 低 使
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去这 些不溶性 的杂质 . 取液 进行 深度 除杂 , 浸 过 滤 除 去 反 应 生 成 的 沉 淀 杂 质 .再 在 滤 液 中
加入 ( NH t 根 据 来自百度文库 步 沉 淀 原 理 , 生 成 的 )S, 将 Cu , b C S P S, AS, n , Hg S 沉 淀 除 去 . Z S Ag S, 2 2 除 杂 净化 后 的溶 液 经 蒸 氨 , 涤 脱水 , 燥 , 洗 干 煅 烧 可 制 成 活 性 氧 化 锌 】 .
3 当 H: 的 加 入 量 为 粗 Z O 量 的 2 0 时 . . o n . 锰 的去 除量与 脱锰 时 间的关 系见匿 1 .由表 3
及 图 1可 见 , H 加 入 量 为 粗 Z O 量 的 当 o: n
2 0 时 , 锰 时 间 为 3 ～ 4 ri 锰 与 锌 的 . 脱 0 0 n, a 比值 M n Z ≤ 2 0 0 , 足 深 度 除 锰 的 要 / n . ×1 ～ 满
染
仅简化 了工艺 流 程 , 改善 了操作条 件 , 且还 而 降 低 丁能耗 及 原 材料 消耗 , 低 品位 的原 料 使 浸取 液 得 以净 化 , 而 用于 活 性 氧 化锌 的生 从 产 经 除杂净 化 , 热解 蒸氨和 干燥煅 烧 , 湿法 制 各 活 性 氧 化 锌 , 产 品 纯 度达 9, . 其 9 3 总
化 锌 的 生 产 方 法 主 要 有 酸 浸 法 和 氨 浸 法 " 】酸 浸 法 是 以 低 级 氧 化 锌 或 锌 矿 砂 为 原 . 料 与稀 硫 酸 反 应 , 成 粗 硫 酸 锌 溶 液 , 氧 制 经
化 , 骧 除 杂 后 , 得 精 硫 酸 锌 溶 液 , 中 和 还 制 经 反 应 后 得 碱 式 碳 酸 锌 , 经 过 滤 , 燥 , 烧 再 干 焙 制 得 活 性 氧 化 锌 . 因 酸 浸 法 在 酸 浸 时 进 入 液 相的杂 质多 , 需进 行 一 系 列 的净 化 除 杂 处 理 , 工 艺 复 杂 , 本 高 , 且 在 生 产 中还 需 要 用大 成 而
化.
2 2 深 度 除 锰 .
Fe + 2 OH 一 Fe 0 H ) ( = ( z S)
形成 硫 化 物 被 除 去 , 不 会影 响 z 的收 率 . 而 n
当 用 H: 除 杂 时 . 液 中 的 杂 质 由 低 价 O: 溶 氢 氧 化 合 物 被 氧 化 为 溶 解 度 更 小 的 Mn
由 表 4可 以 看 出 , ( 当 NH. )S的 用 量 为
生产 活性 氧化锌 的净 化 除杂 过 程 .净化 除杂 过 程 中 以 H: 0 作 氧 化 荆 进 行 深 度 除 锰 , 以
( NH. 为 除 杂 荆 进 行 深 度 除 铜 , 方 法 不 )S 该
量纯 水洗 涤 半成 品碱 式碳 酸 锌 沉 淀 , 艺过 工 程 的 废 水 量 大 , 水 处 理 困难 , 成 了 环 境 污 废 造
Cu( N ) + s件 — · us+ H 3 C
A g( Ha + s 一 N ) Ag: s+ _ NH =
F " 与 水 反 应 生 成 M n( e OH), b( 2P OH) e nF
( OH) , 2Mn( OH), b OH), e OH) 淀 , 4P ( 'F ( 沉
以 F 和 F "为例 , 反应 式 为 : e e 其
Fe + 3 + OH 一 Fe 0 H ) ( ( 3 S)
Hg NHa ~ +S什一 ( )
H喜 S NH3 +
由 表 1中 相 应 的 溶 度 积 常 数 及 表 2中 的 因 此 , 浸取 时一 些 不 溶 性 化 合 物 留在 配合 物 稳 定 常 数 计 算 可知 . K r 的硫 化 氨 对 s小 残 渣 中沉 淀析 出 , 可通 过 机 械 过 滤 除 去这 些 物 , 小 的配 合 物从 热 力学 上 容 易 除 去 , B 加入 不 溶 性 的 杂质 , 出液 通过 深 度 除 杂 继续 净 浸 适量 的 ( NH.z 可 很 好 地 使 杂 质 锕 , , )S, 镉 铅等
2 3 深 度 除 铜 .
[ n NH3, 0 +H O Z ( )] 3 : c
用氨 一碳氨 浸取 时发 生如 下主反 应 :
ZO n +N I C 3 L ) 3 T ' O +(—1 NH ~ H
式中i 1 4 = ～ .粗 氧 化 锌 中 的 Z O 通 过 n
经 除 锰 后 的 溶 液 中加 入 ( NH.: 根 据 分 )S,
3 2 分 析 测 试 E . ]
4 结 果 与 讨 论 在 氨 一 碳 酸 氢 铵 溶 解 过 程 中 加 入 H o
后 . o 的 加 入 量 的 对 除 锰 结 果 的 影 响 见 表 H:
先 在 漫 取 液 中加 入 H 进 行 反 应 , 过 机 械 4 1 Ht o. 通 . o2对 聆 拄 结 果 的 影 响
上 述 反 应大 部分 被 浸 出 , , , 等 也发 生 步 沉 淀 原 理 , 生 成 Cu P S Cd , n 铜 镉 汞 将 S, b , S Z S, 类 似 反 应 而 进 入 溶 液 由表 1可 见 , 氨 浸 取 AgS HgS沉 淀 , 浸 取 液 中 的 杂 质 形 成 难 在 ., . 使
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仲
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固 l 锰击 脒量 与 脱锰 时 甸的 关 系
42 ( . NH )S的 用 量 对 除 杂 效 果 的 影 响
除 铜 的 影 响 见 表 4 .
( NH : 用 量 ( 论 需 要 量 的 百 分 率 ) )S 理 对
衰 4 ( NH.: )S的加 人 量 与溶 液 中备 袖 质 的 浓 度
品位 的原 料 爱取 藏 得 以净 化 .
关键 词 化 锌 ; 性 氧 化锌 ; 杂净 化 氧 活 除
1 前 言
燥 , 烧 等工 艺流 程 与操 作后 制 成 活性 氧 化 煅
锌 . 配 合 法 以氨 一 铵 混 合 液 进 行 配 合 浸 取 , 氨
氧化 锌 广泛 应 用 于橡 胶 , 料 , 瓷 , 涂 陶 化
锌 含 量 用 EDT 容 量 法 测 定 ; 量 高 的 A 含 P c , e 用 原 子 吸收 法 分 析 测 定 b, a F )
元 素 用 化 学 法 测 定 } 量 低 的 元 素 ( n. 求 含 M Cu,
o果 世 衰 3 Hz 的加 人 量 对 脒譬^ l×c 髟响 O 结_ 盼 c
工, 医药 , 璃和 电子 等行 业L 随着 我国工 玻 1
业 的 飞速 发 展 , 氧 化 锌 的 需 求 量 日益 增 加 对 从 低 品 位 舍 锌 物 料 中 生 产 高 品 位 活 性 氧 化 锌 , 可 降低 生 产 成 本 , 可 充 分 利 用 我 国 的 既 又 锌 资 源 , 此 愈 来 愈 受 到 人 们 的重 视 . 因 目前 , 低 品 位 含 锌 物 料 中 生 产 活 性 氧 从
( OH) , b OH) , e OH) . .P ( .F ( 经过 滤 可 从溶 液
在实 际 的操 作 条 件 下 . ( 加 NH.z ) S可 将 C , u Ag c P Hg等 杂 质 除 去 到 可 以 忽 略 不 计 , d, b,
的 程 度 .这 些 杂 质 的 除 去 效 果 可 用 铜 的 去 除 率作 为控 制 指 标 , 因为 该 步 中铜 的 除 去是 最
回 收 率 在 9 , 以 上 ,产 品 符 合 HG/ 50
T7 5 2 9 2 7 - 4标 准 .
氨 浸法 生 产 活 性 氧 化 锌 是 以 普 通 工 业 用
粗 氧 化 锌 或 脱 硫 用过 的锌 触 媒 焙 烧 物 为原
料 , 氨 水 一 碳 酸 氢 铵 水 溶 液 为 浸取 液 , 粗 用 经
过 程 中 , n ,P , e , n , b 和 M b F M P "
溶性 金 属 硫 化 物 而 被 除 去 . 反 应 式 为 : 其
Z ( H| } S 一 n N ) + Zs i n + NH3
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为困难 .
中除 去 . 以 M n 为 例 , 反 应 式 为 : 其
M 口i + N H .H z — — M n( H ) o 0 : M Ⅱ :.x 2 0 H o
3 实 验 用 浓 氨 水 一 碳 酸 氢 铵 水 溶 液 作 为 浸 取
浸 取 液 中 加 入 H . F OH ), b 3 1 实 验 方 法 z 将 e( O: :P . ( OH), n( :M OH) 这 一 类 物 质 氧 化 生 成 将 一 M O,· H O 沉 淀 . 机 械 过 滤 即 可 除 去 其 液 , 粗 氧 化 锌 浸 取 溶 解 后 , 些 不 溶 性 化 合 x 由 可 中 的 沉 淀 杂 质 .由表 1可 见 , 些 杂 质 的 除 去 物 留 在 残 渣 中 沉 淀 析 出 , 通 过 机 械 过 滤 除 这
氧 化 锌溶 解 , 除杂 净 化 , 氨 , 涤 脱 水 , 蒸 洗 干
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2 基 本原理
粗 氧 化 锌 中 主 要 含 有 Z O, b Cu n P O, O, Cd 并 有 少 量 的其 它 杂 质 . 表 1为 部 分 离 子 O, 的 硫 化 合 物 和 氢 氧 化 合 物 的溶 度 积 常 数 Ks, r 表 2为 氨 配 合 物 的 稳 定 常 数
寰 1 溶 度 积 常 数 K (9 . 5 2 8 1 K) 表 2 配 合物 的 稳 定常 数 ~ 2 8 1 K) (9 . 5
2 1 浸 取 除 杂 .
效 果 可 用 锰 的 除 去 作 为 控 制 指 标 , 为 这 步 因 处 理 过 程 中 锰 的 除 去 是 最 为 困难 的
该 法在 浸取 时选 择性强 . 使得 除杂过 程简单 , 并 且 氨 循 环 使 用 , 有 成 本 低 , 量 好 的 优 具 质 点, 因而 活性 氧 化 锌 的生产 有 向氨 浸法 转 化 的趋 势 . 浸法 生产 中 , 氨 在进 行配 合浸取时 锌 原料 中 的铜 , 和部分 铅等 杂 质会 进入 溶液 , 锰 所 以在 浸 取 过 滤 之 后 , 须 进 行 除 杂 处 理 , 必 一
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氨 浸 法制 活 性 氧 化 锌 除 杂 净 化 过 程 研 究
王雅琼 许 文林
( 州大 学 化学 化 工 系 2 5 0 ) 扬 2 0 2 擒要 文 对 氨水 一 碳 酸 氢 铵 作 浸取 旱 本 葭以粗 氧 化锌 为 原 料制 活 性 氧 化 锌的 除 杂 净 化过 程 进 行 了研 究 .氨 浸 洼 生 产 活性 氧 化 锌 罐 度 除 杂 净 化 中 , H: 作 氧 化剂 探 废 除锰 , ( 以 O 以 NH. )S为 沉 淀 除 杂 剂 探 度除 铜 , 低 使
】7
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去这 些不溶性 的杂质 . 取液 进行 深度 除杂 , 浸 过 滤 除 去 反 应 生 成 的 沉 淀 杂 质 .再 在 滤 液 中
加入 ( NH t 根 据 来自百度文库 步 沉 淀 原 理 , 生 成 的 )S, 将 Cu , b C S P S, AS, n , Hg S 沉 淀 除 去 . Z S Ag S, 2 2 除 杂 净化 后 的溶 液 经 蒸 氨 , 涤 脱水 , 燥 , 洗 干 煅 烧 可 制 成 活 性 氧 化 锌 】 .
3 当 H: 的 加 入 量 为 粗 Z O 量 的 2 0 时 . . o n . 锰 的去 除量与 脱锰 时 间的关 系见匿 1 .由表 3
及 图 1可 见 , H 加 入 量 为 粗 Z O 量 的 当 o: n
2 0 时 , 锰 时 间 为 3 ～ 4 ri 锰 与 锌 的 . 脱 0 0 n, a 比值 M n Z ≤ 2 0 0 , 足 深 度 除 锰 的 要 / n . ×1 ～ 满
染
仅简化 了工艺 流 程 , 改善 了操作条 件 , 且还 而 降 低 丁能耗 及 原 材料 消耗 , 低 品位 的原 料 使 浸取 液 得 以净 化 , 而 用于 活 性 氧 化锌 的生 从 产 经 除杂净 化 , 热解 蒸氨和 干燥煅 烧 , 湿法 制 各 活 性 氧 化 锌 , 产 品 纯 度达 9, . 其 9 3 总