由锌灰泥制备七水硫酸锌ppt
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3. 转化 滤液成分：主要离子SO42-、Zn2+、NH4+。 •如何获得ZnSO4? 能否利用硫酸锌和硫酸铵溶解度的差别实现提纯？
不能。
表1 硫酸锌和硫酸铵的溶解度表
-
原因：
尽管硫酸锌和硫酸铵的溶解度随时间变化显著且相差较大 (后者大)，由于溶液中的二者可以生成复盐且对应的相图具有 较宽的结晶区，因此，此前得到的滤液直接蒸发结晶制备七水 硫酸锌的路线不可行（产物为六水合硫酸锌铵）。
由锌灰泥制备七水硫酸锌
-
实验背景
工 业 废 渣 排 放环 境 污 染 严 重 -
锌灰泥：
一种工业废弃物，含有较高含量的锌以及多种 其他元素(Fe、Ni、Cu、Mg、Al、Si等)。锌灰泥的 有效利用不仅具有较好的经济效益，而且避免了工 业废物填埋带来的环境污染，具有较好的社会效益 。
因此，工业上常以锌灰泥为原料，通过提取其 中锌元素，制备七水硫酸锌或其它锌化合物。
• 当ZnSO4含量在1.5%( ω)以下， 才能结晶析出纯(NH4)2SO4 晶体；
• 当控制(NH4)2SO4 的含量在7% 以 下 ， 可 得 到 纯 ZnSO4⋅7H2O 晶体；
• 复 盐 (NH4)2Zn(SO4)2⋅6H2O 结 晶区较大，说明对利用复盐沉淀 方法进行含ZnSO4 溶液的深度净 化是极为有利和切实可行的.
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3. 转化
向滤液中滴加1 M (NH4)2CO3至Zn2+离子沉淀完全， 得到碱式碳酸锌Zn2(OH)2CO3，反应中有气泡放 出(CO2↑)。充分洗涤沉淀后，加3 M硫酸至沉淀 刚好溶解，加乙醇析出硫酸锌。称量粗产物，加
少量水溶解，用3 M H2SO4调pH至2 ~ 3，用水蒸
汽浴蒸发浓缩，冷却结晶，收集产物，记录质量、 颜色和形态。
慕思国等. 298 K 时三元体系MeSO4-(NH4)2SO-4-H2O 的相平衡. 过程工程学报， 2006，6(1): 32
3. 转化 方案？ 产物？ Zn2(OH)2CO3. 乙醇的作用？ 重结晶
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参考流程
1. 硫酸加热浸取
称取锌灰泥20.0 g，分别加入30 mL 3 M H2SO4和30 mL H2O, 加热至60 oC并搅拌 0.5 h，再加30 mL 3 M H2SO4和30 mL H2O，继续加热搅拌0.5 h，(pH = 5-6), 最后补充3~5 mL 1 M H2SO4，搅拌均匀 以防止Zn2+水解，3 min 后抽滤。(约一半 的量未溶解)
-
谢 谢！
-
分步加酸 1 mol/L 1 小时 1:6
采用分步加酸酸浓度1 mol/L的方式，保持变量相同探索 反应时间分别为0.5h,1h,2h时浸出液中锌量。 采用分步加酸,酸浓度1mol/L，加热1h的方式，探索固 液比分别为1:4,1:6,1:9时浸出液中锌含量。
-
2. 除杂
方案讨论 ？？？
备选试剂： EDTA、碳酸钙、氢氧化钠、碳酸铵、锌粉， 30%过氧化氢、无水乙醇、3 M 硫酸、氨水。
-
工业生产流程
锌灰泥样品成分分析
成分检测
锌灰泥所含主要组分定性分析 锌灰泥所含主要组分定量分析
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ZnSO4∙7H2O制备
样品酸溶
滤液除杂
含Zn2+溶液
ZnSO4∙7H2O 重结晶 硫酸锌
H2SO4 乙醇
Zn2(OH)2CO3沉淀
-
产品分析
ZnSO4·7H2O分析 杂质离子检测
XRD确定产物组成 热重法确定产品分子式 滴定法测定ZnSO4·7H2O含量 原子发射光谱法测定金属杂质离子的含量 定性检测产品Cl- 、NH4+杂质离子
-
2. 除杂
•搅拌下，用6 M氨水调节浸取液pH至4.0左右(出现 白色沉淀)，加热搅拌溶液10 ~ 15 min，滴加30% H2O2氧化除去Fe2+(有气泡产生，H2O2分解)，溶 液pH值略有降低，溶液变红)，用6 M氨水重调pH 值至4.0，加热搅拌0.5 h, 使Fe(OH)3 溶胶聚沉(过 滤困难)。 •进一步加氨水调节pH值5.2 ~ 5.4， 除去所含的 Al3+、硅酸，抽滤。
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4. 纯度分析 称取产品0.2 ~ 0.3 g配成100 mL水溶液，用移液管 取 25.00 mL溶液于锥形瓶中，加入0.1 g六次甲基 四 胺 ， 以 2 滴 二 甲 酚 橙 作 为 指 示 剂 ， 用 EDTA 滴 定 Zn2+，使溶液的颜色由紫红色变为黄色，达到滴定 终点。平行测定三组数据，计算七水硫酸锌的含量。
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锌灰泥的物相分析——XRD
●测定方法: XRD谱图定性分析矿物组成
1）Zn5(OH)8Cl2 (pcpdf 72-1444 )
酸有效溶解了Zn5(OH)8Cl2
-
制备过程
1. 浸取
判断依据：以EDTA络合滴定法测酸浸出的滤液中Zn2+含量为判断依据，对 H2SO4加入方式、硫酸浓度，反应时间、反应温度、固液比等条件进行探究。选 取最佳的浸出条件，从而方便进行后续Baidu Nhomakorabea验。
3. 转化 滤液成分：主要离子SO42-、Zn2+、NH4+。 •如何获得ZnSO4? 能否利用硫酸锌和硫酸铵溶解度的差别实现提纯？
不能。
表1 硫酸锌和硫酸铵的溶解度表
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原因：
尽管硫酸锌和硫酸铵的溶解度随时间变化显著且相差较大 (后者大)，由于溶液中的二者可以生成复盐且对应的相图具有 较宽的结晶区，因此，此前得到的滤液直接蒸发结晶制备七水 硫酸锌的路线不可行（产物为六水合硫酸锌铵）。
由锌灰泥制备七水硫酸锌
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实验背景
工 业 废 渣 排 放环 境 污 染 严 重 -
锌灰泥：
一种工业废弃物，含有较高含量的锌以及多种 其他元素(Fe、Ni、Cu、Mg、Al、Si等)。锌灰泥的 有效利用不仅具有较好的经济效益，而且避免了工 业废物填埋带来的环境污染，具有较好的社会效益 。
因此，工业上常以锌灰泥为原料，通过提取其 中锌元素，制备七水硫酸锌或其它锌化合物。
• 当ZnSO4含量在1.5%( ω)以下， 才能结晶析出纯(NH4)2SO4 晶体；
• 当控制(NH4)2SO4 的含量在7% 以 下 ， 可 得 到 纯 ZnSO4⋅7H2O 晶体；
• 复 盐 (NH4)2Zn(SO4)2⋅6H2O 结 晶区较大，说明对利用复盐沉淀 方法进行含ZnSO4 溶液的深度净 化是极为有利和切实可行的.
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3. 转化
向滤液中滴加1 M (NH4)2CO3至Zn2+离子沉淀完全， 得到碱式碳酸锌Zn2(OH)2CO3，反应中有气泡放 出(CO2↑)。充分洗涤沉淀后，加3 M硫酸至沉淀 刚好溶解，加乙醇析出硫酸锌。称量粗产物，加
少量水溶解，用3 M H2SO4调pH至2 ~ 3，用水蒸
汽浴蒸发浓缩，冷却结晶，收集产物，记录质量、 颜色和形态。
慕思国等. 298 K 时三元体系MeSO4-(NH4)2SO-4-H2O 的相平衡. 过程工程学报， 2006，6(1): 32
3. 转化 方案？ 产物？ Zn2(OH)2CO3. 乙醇的作用？ 重结晶
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参考流程
1. 硫酸加热浸取
称取锌灰泥20.0 g，分别加入30 mL 3 M H2SO4和30 mL H2O, 加热至60 oC并搅拌 0.5 h，再加30 mL 3 M H2SO4和30 mL H2O，继续加热搅拌0.5 h，(pH = 5-6), 最后补充3~5 mL 1 M H2SO4，搅拌均匀 以防止Zn2+水解，3 min 后抽滤。(约一半 的量未溶解)
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谢 谢！
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分步加酸 1 mol/L 1 小时 1:6
采用分步加酸酸浓度1 mol/L的方式，保持变量相同探索 反应时间分别为0.5h,1h,2h时浸出液中锌量。 采用分步加酸,酸浓度1mol/L，加热1h的方式，探索固 液比分别为1:4,1:6,1:9时浸出液中锌含量。
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2. 除杂
方案讨论 ？？？
备选试剂： EDTA、碳酸钙、氢氧化钠、碳酸铵、锌粉， 30%过氧化氢、无水乙醇、3 M 硫酸、氨水。
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工业生产流程
锌灰泥样品成分分析
成分检测
锌灰泥所含主要组分定性分析 锌灰泥所含主要组分定量分析
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ZnSO4∙7H2O制备
样品酸溶
滤液除杂
含Zn2+溶液
ZnSO4∙7H2O 重结晶 硫酸锌
H2SO4 乙醇
Zn2(OH)2CO3沉淀
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产品分析
ZnSO4·7H2O分析 杂质离子检测
XRD确定产物组成 热重法确定产品分子式 滴定法测定ZnSO4·7H2O含量 原子发射光谱法测定金属杂质离子的含量 定性检测产品Cl- 、NH4+杂质离子
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2. 除杂
•搅拌下，用6 M氨水调节浸取液pH至4.0左右(出现 白色沉淀)，加热搅拌溶液10 ~ 15 min，滴加30% H2O2氧化除去Fe2+(有气泡产生，H2O2分解)，溶 液pH值略有降低，溶液变红)，用6 M氨水重调pH 值至4.0，加热搅拌0.5 h, 使Fe(OH)3 溶胶聚沉(过 滤困难)。 •进一步加氨水调节pH值5.2 ~ 5.4， 除去所含的 Al3+、硅酸，抽滤。
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4. 纯度分析 称取产品0.2 ~ 0.3 g配成100 mL水溶液，用移液管 取 25.00 mL溶液于锥形瓶中，加入0.1 g六次甲基 四 胺 ， 以 2 滴 二 甲 酚 橙 作 为 指 示 剂 ， 用 EDTA 滴 定 Zn2+，使溶液的颜色由紫红色变为黄色，达到滴定 终点。平行测定三组数据，计算七水硫酸锌的含量。
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锌灰泥的物相分析——XRD
●测定方法: XRD谱图定性分析矿物组成
1）Zn5(OH)8Cl2 (pcpdf 72-1444 )
酸有效溶解了Zn5(OH)8Cl2
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制备过程
1. 浸取
判断依据：以EDTA络合滴定法测酸浸出的滤液中Zn2+含量为判断依据，对 H2SO4加入方式、硫酸浓度，反应时间、反应温度、固液比等条件进行探究。选 取最佳的浸出条件，从而方便进行后续Baidu Nhomakorabea验。