由含锌烟灰制备氧化锌的工艺研究

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1、中图分类号IE墨!三UDC669硕士学位论文学校代码!Q墨墨墨密级公珏由含锌烟灰制备氧化锌的工艺研究Researchontheprocessofthepreparationofzincoxidefromzinc—containingdust作者姓名：王为振学科专业：冶金工程研究方向：二次资源的回收利用学院(系、所)：化学化工学院指导教师：陈启元教授论文答辩t3期型：!：堡答辩委员会主席堕型至乌／寸0h中南大学2013年5月原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别

2、加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：至盎据日期：型13年上月4日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文

3、全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：垂杰篮导师签名!芝圭=珀期：2QB年上月盟日I中南大学硕士学位论文摘要由含锌烟灰制备氧化锌的工艺研究摘要：国内氧化锌主要用作橡胶行业的工业原料，占据氧化锌总消耗量的60％左右。用于橡胶行业的氧化锌对重金属杂质元素的含量有严格要求，尤其是锰元素，因为锰元素含量超标会加速橡胶的老化。采用氨法由含锌烟灰制备氧化锌的原生产工艺过程中，铁、锰脱除的具体过程为：在浸出的同时加入次氯酸钙进行一次氧化除铁、锰，然后还必须加入昂贵的二氧化铅进行深度氧化除铁、锰。此方法不仅经济成本高，而且沉降

4、过滤困难，铁、锰脱除效果不佳。针对上述问题本文采用次氯酸钙对含锌烟灰进行氧化预处理，然后对预处理后含锌烟灰进行氨浸，氨性浸出液经“净化一蒸氨一煅烧”后得氧化锌产品。首先考察了预处理条件对浸出液中铁、锰元素含量的影响。实验结果表明，优化后预处理条件为：次氯酸钙添加量为8％(wt．％)，预处理时间为30min，预处理时液固比为3ml／g，预处理温度为室温，搅拌速度250rpm。在优化后预处理条件下，氨性浸出液中检测不到铁、锰元素的存在。然后通过X射线光电子能谱(XPS)对预处理前后含锌烟灰中铁、锰元素的存在价态进行了表征，并对预处理过

5、程可能的氧化机理进行了讨论。研究表明，经预处理过程含锌烟灰中二价铁和二价锰的氧化物分别被氧化为三价铁和四价锰的氧化物或者它们的水合物形式，从而阻止了铁、锰元素在氨浸过程中的溶解，达到了脱除铁、锰元素的目的。采用“氧化预处理一氨浸"工艺处理含锌烟灰后得浸出液，采用锌粉置换法脱除浸出液中的铜、镉、铅元素。首先通过理论计算获得了浸出液中锌、铜、镉和铅的游离离子浓度分别为3．22×10domol／L、3．42×1002mol／L、3．2×10。12mol／L和2．23×10—2mol／L。然后进一步计算获得了置换后所得净化液中铜、镉和铅元

6、素的理论浓度分别为7．83×1004mol／L，2．7×10‘13mol／L和1．14×10。19mol／L。最后通过实验考察了净化条件对净化效果的影响。研究表明，在优化后净化条件下(锌粉添加量为理论锌粉添加量的8倍，反应时间1h，反应温度为60℃，搅拌速度为250rpm)进行深度净化所得净化液，采用原子吸收分光ll中南大学硕士学位论文摘要光度仪检测不到铜、镉和铅元素的存在。通过以上研究获得了“氧化预处理．氨浸．净化一蒸氨一煅烧”的新工艺，采用新工艺制备的氧化锌中铁、锰、铜、镉和铅的元素含量分别为0．84ppm、0．28ppm、O

7、．12ppm、0．88ppm、0．96ppm，满足作为橡胶硫化促进剂的氧化锌对杂质元素含量的要求。关键词：含锌烟灰；氧化预处理；氨浸；净化；氧化锌分类号：TF813中南人学硕士学位论文AbstractResearchontheprocessofthepreparationofzincoxidefromzinc—containingdustAbstract：InChina，about60％ofzincoxideconsumptionwasusedinrubberindustryasindustrialmaterial．Zincoxi

8、deusedintherubberindustryhasstrictrequirementsontheheavymetalcontentofimpurityelements，especiallytheelementofmanganesebecaus