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1、第2期化学世界·75·七水硫酸锌(湿法)生产中pH值的控制12王子平,覃永强(1.柳州地区分析测试中心,广西柳州545001;2.柳州化工股份有限公司,广西柳州545002)摘要:硫酸锌的湿法生产中,pH值的控制对生产过程除杂质和过滤两个重要环节起关键作用。pH值控制不好,或忽视了pH值的控制,会影响产品的质量及整个生产过程。试用理论和实践相结合的方法探讨这一问题。关键词:pH值;等电点;凝聚;过滤(压滤)中图分类号:TQ063文献标识码:A文章编号:036726358(2003)0220075203ControllingpHV
2、alueinProducingZnSO4·7H2OUsingWetMethod12WANGZi2ping,QINYong2qiang(1.AnalyseandTestCenterofLiuzhouPrefecture,GuangxiLiuzhou545001,China;2.LiuzhouChemicalIndustryCo.Ltd,GuangxiLiuzhou545002,China)Abstract:ItisimportanttocontrolpHvalueforbothremovingimpurityandfilterat
3、ioninproducingZnSO4usingwetmethod.ThebadorneglectofcontrolofpHvaluewillaffectthequalityofproductandthewholeproductionprocess.Thisproblemwasinvestigatedfromthepointofviewoftheoryandpractice.Keywords:pHvalue;isoelectricpoint;gelate;filteraction七水硫酸锌(ZnSO4·7H2O),无色针状结晶或
4、粉状结晶,相对密度为1.957,熔点100°C,易溶于水。于干燥空气中逐渐风化。加热至767°C可分解为ZnO和SO3,广泛应用于冶金、化工、皮革、食品、饲料等行业。该产品可直接采用价廉的低度氧化锌矿(15%～30%),以硫酸浸取、除杂质、浓缩、结晶的方1pH值对浸出时水解除杂质和澄清过滤的重要法(即湿法)生产。此法投资少,见效快,规模能大能性小。但有些厂家的产品含杂质多,且生产周期长,这浸出过程就是利用H2SO4的酸解作用,使矿粉涉及到几个关键的化学问题。这些问题解决好了,可中的Zn进入溶液,同时矿粉中的Fe(主要杂质,其3+
5、2+提高产品档次,缩短生产周期,降低成本,经济效益离子有Fe和Fe两种)、Mn、Ni、Cd、Sn、Cu、Ti等会有显著提高。本文讨论容易忽视但又对生产过程杂质元素均可酸解进入溶液。酸解完成后,通过投放3+2+起重要作用的pH值控制问题。石灰、烧碱控制浸出液的pH值,可使Fe、Sn、4+3+一般而言,湿法生产ZnSO4·7H2O的生产流Sn、Al、游离硅酸等杂质,水解生成沉淀或凝聚程如下:形成沉淀,经过滤除去。控制得当的终点pH值,可获得最佳的澄清和过滤效果。1.1水解除杂收稿日期:2002207230;修回日期:20022122
6、10作者简介:王子平(1966～),男,工程师,主要从事分析测试和化工工艺的应用研究。·76·化学世界2003年用水解法除去杂质的原理就是在水溶液中,杂质盐类水解形成氢氧化物沉淀而除去。沉淀的完全程度取决于终点反应时的酸度(pH值),因此调节和控制浸出的终点pH值,可除去溶液的部分杂质。部分氢氧化物的沉淀pH值如表1表示。表1部分元素氢氧化物沉淀的pH值pH值开始沉淀离子沉淀完全残存沉淀沉淀氢氧化物初始浓度ömol·L-1离子浓度ö开始溶解<10-9mol·L-1溶解完全10.01图1Zn2+开始析出沉淀时的pH值与浓度Sn(O
7、H)400.511315关系Sn(OH)20.92.14.71013.51.2控制pH值可获得最好地澄清和过滤效果TiO(OH)200.52.0在酸浸过程中,除了要考虑尽可能溶出Zn,最ZrO(OH)21.32.253.75大限度地除去杂质,还要保证矿浆能很好地澄清和Fe(OH)31.52.34.114容易过滤,这主要取决于Fe(OH)3及游离硅酸Al(OH)33.34.05.27.810.8(H2SiO3)是否以胶体形态存在。胶体一般严重影响Cu(OH)2515沉淀的过滤。As2O345当pH<5.2时,Fe(OH)3带正电荷
8、,沉淀吸水,Zn(OH)25.46.48.010.512～13体积较大,过滤有困难。当pH>5.2时,Fe(OH)3带Ag2O6.28.211.212.7负电荷,吸水性更强,生成絮状的Fe(OH)3,凝聚不Fe(OH)26.57.59.713.5好,也影响矿浆的
