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1、第19卷第3期有色矿冶Vol.19.№32003年6月NON-FERROUSMININGANDMETALLURGYJune2003文章编号:1007-967X(2003)03-0028-04X锌烟灰制取碱式碳酸锌及活性氧化锌康俊峰(沈阳有色金属研究院,辽宁沈阳110023)摘要:研究了锌烟灰经酸浸、净液、碳酸盐沉锌、焙烧等步骤制备碱式碳酸锌及活性氧化锌的工艺。流程简单,适应性强,经济效益显著。关键词:锌烟灰;碱式碳酸锌;活性氧化锌中图分类号:TF111文献标识码:A艺简单、成本低、环境污染少、易于实现工业化等优1前言点。锌烟灰是铅、锌冶金过程的一种中间产物。它2原料
2、、试剂及仪器是由回转窑挥发、贫化处理铅鼓风炉渣、湿法浸锌渣等低含锌物料所产生的。其成份复杂,除含锌、铅外原料:铅烟化炉产出的锌烟灰,主要元素含量见还含有较高的砷、锑、氟、氯等杂质,该物料不能直接表1。做为湿法炼锌的原料。必须经脱氟、氯等工序,处理表1铅烟化炉灰主要元素含量难度大,成本高。但由于其锌含量高,且以氧化锌形元素名称ZnPbAsSbMnCuCaMgSi式存在,易于浸出进入溶液,因此可用做制取锌系化含量(%)49.6226.631.2110.0010.0030.10.30.3工产品的原料。碱式碳酸锌和活性氧化锌都是重要的锌化工产材料:硫酸工业级含量92.5%;
3、品。碱式碳酸锌用作轻型收敛剂和乳胶制品原料。过硫酸铵分析纯;用于配制炉甘石洗剂,还可以用于生产人造丝和催硫酸铜分析纯;化脱硫剂。活性氧化锌可由碱式碳酸锌加热分解得锌粉工业级100目;到,主要用作橡胶或电缆的补强剂,也可作天然橡胶的硫化活化剂,白色橡胶的着色剂和填料,氯丁橡胶碳酸钠工业级含量≥98%;的硫化剂等。碳酸氢铵农用含氮量≥17%。随着工业的飞速发展,这两种锌化工产品,尤其设备:电动搅拌机,节点温度控制器,马弗炉,烘箱。是活性氧化锌产品的需求量显著增加。如能以锌烟3实验方法灰为原料,制备出合格的碱式碳酸锌及活性氧化锌产品,则不仅使锌资源得以有效利用,还可以创造
4、很(1)浸出实验在1000mL烧杯中进行,每次高的经济效益。投料200g,控温搅拌。真空吸滤,分析滤液及渣中选用铅烟化炉产出的锌烟灰进行试验,由于其锌含量,测定浸出率。砷含量较高,不适于氨浸工艺。因此采用硫酸浸出,(2)净化在1000mL烧杯中进行,控温搅两步净液。碳酸盐复分解制取碱式碳酸锌。焙烧制拌,过滤后分析杂质含量。取活性氧化锌的工艺流程(见图1)。该流程具有工(3)制备碱式碳酸锌在2000mL烧杯中进X收稿日期:2003-04-02作者简介:康俊峰(1972—),男,工程师。第3期康俊峰:锌烟灰制取碱式碳酸锌及活性氧化锌29行,真空吸滤、洗涤分析Zn含量及其
5、它相关指标。出率,使锌几乎全部进入溶液。但酸量的增加也使(4)焙烧用500mL瓷皿在马弗炉中进行,控杂质大量进入溶液,给下一步净液带来困难。温焙烧,分析Zn含量及其它相关指标。4表2L9(3)正交试验4结果与讨论A硫酸用量B液固比C温度D时间浸出率(%)4.1浸出A196B13.3:1C190D1299.60浸出的主要反应为:A196B23.8:1C275D2399.66A196B34.3:1C360D3499.50ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2OA293B13.3:1C275D3499.30PbO+H2SO4=PbSO4↓+H2OA293B23.8:1C36
6、0D1299.28A293B34.3:1C190D2399.41A390B13.3:1C360D2399.01A390B23.8:1C190D3499.15A390B34.3:1C275D1299.211298.76297.91298.16298.092297.99298.09298.17298.083297.37298.12297.79297.95199.5999.3099.3999.36299.3399.3699.3999.36399.1299.3799.2699.32R0.470.070.130.04298.04298.04298.04298.04注:每次投料
7、200g经过试验,我们确定最佳浸出条件为:200g料、水660mL、浓硫酸90mL、温度60℃、时间1h。锌浸出率99%。4.2净化浸出后液含有Fe、Mn、As、Sb、Cu、Pb等多种金属杂质,需进一步净化才能得到合格的硫酸锌溶液。根据所含杂质的特性,我们采用先氧化水解,后锌粉置换的二步净化过程。4.2.1氧化水解除锰、铁、砷、锑浸出液中所含的锰、铁较少。因此,我们选用过硫酸铵做氧化剂。这样可以避免使用高锰酸钾带入由于物料为挥发烟尘,氧化锌、氧化铅均为粉状锰杂质的可能。过硫酸铵在水溶液中的电位:2--2-细小颗粒,因此反应速度很快。针对影响浸出率及S2O8+2e
