氨法制备活性氧化锌工艺1

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1、郑州大学硕士学位论文1文献综述1.1项目来源本项研究为焦作氧化锌厂与郑州大学工学院联合研究项目。传统的氧化锌冶炼方法分为干法冶炼和湿法冶炼[o,21。在干法冶炼中直接焙烧锌矿制取氧化锌是常用方法。直接法制备氧化锌是经高温还原、挥发冷凝分离、收集所得氧化锌粉尘和锌渣，达到提取金属的目的。在焙烧锌矿过程中，当蒸馏炉采用半密闭加料装置加料时，产生大量粉尘，其中逸出的锌蒸汽全部变成氧化锌，铅、福、铁等也挥发而随炉气逸出，由加料装置上部的吸尘罩进入吸尘器，这些粉尘，通常称为烟道灰[3,4]。这些烟道灰若不进行回收直接排放，不仅污染环境，而且造成很大的浪费。本次实验即考虑对这些烟道灰进

2、行回收，以合理利用资源，变废为宝。对氧化锌烟道灰进行定量分析，实验测定烟道灰组成如表1:表1烟道灰成份表TablelTheCompositionofzincoxideash元素PbCdFeSCuSi含量%32.031.610.373.465.712.2515.81.2活性氧化锌的性质及用途氧化锌，俗称锌白，是一种重要的无机化工产品。活性氧化锌一般指粒子表面经活化处理的氧化锌，白色或微黄色粉末，呈球形。据资料报导，每克氧化锌粒子的表面积大于35m'.g-'，则可称为活性氧化锌151。活性氧化锌用途十分广泛，广泛应用于橡胶、涂料、陶瓷、化工、医药、食品等方面。在橡胶工业中用做添

3、加剂，可以增强硫化性能，并对橡胶制品起补强、着色、增加导热等功能[6]，在涂料工业中，氧化锌除具有着色力和遮盖力外，又是涂料中的防腐剂和发光剂;在化学工业中，氧化锌被广泛用做催化剂、脱硫剂和制取各种锌盐的原料(7,81;在医药卫生、食品工业方面，氧化锌具有拔毒、止血、杀菌、防皱和生肌收敛的功能，以及促进儿童智力发育的作用，在医药上用于制软膏、锌糊、橡皮胶等;由于氧化锌具有优良的紫外郑州大学硕t:学位论文线遮蔽功能，在化妆品中适用于制造防晒霜和膏粉[8,9];在玻璃工业中，氧化锌用于制作各种特种玻璃制品;在陶瓷工业中氧化锌用做助熔剂:在印染工业中，氧化锌用做防染剂。同时氧化锌

4、作为一种用途广泛的传统功能材料，具有独特的物理化学性能，被广泛应用于变阻器、气体敏感材料以及光子材料等重要领域。随着科学技术的发展，活性氧化锌的制备、特性及其应用也越来越受到人们的重视。它与普通氧化锌比较，主要特点是:结晶细、颗粒小、分散性好、比表面大。一般氧化锌的比表面积在4-6mz-g'，而活性氧化锌的比表面积大于35m'.g'，甚至可以高达50m2.g-'。活性氧化锌主要用来替代普通氧化锌用做橡胶或电缆的补强剂、白色胶的着色剂和补充剂、天然橡胶和氯丁橡胶的硫化剂、聚乙烯和聚烯烃等塑料的稳定剂、合成氨生产中用作催化剂等[8,7,81。用活性氧化锌替代普通氧化锌在橡胶工业

5、中使用，不仅能使橡胶具有良好的耐磨性、耐撕裂性和弹性，而且用量能减少30%-50%，从而提高橡胶制品的质量和经济效益，符合氧化锌行业的发展方向。1.3活性氧化锌的制备方法氧化锌的传统生产方法是直接法和间接法。直接法的生产原料为富集锌矿，但其产品质量不稳定;间接法要用锌产品为原料，成本太高，发展受到限制。活性氧化锌的生产方法很多，其中主要有有机化合物碱性还原法、草酸分解法、碱法、添加甲醇和水玻璃法、大比表面积活性氧化锌制造法、碳酸钠法和碳酸氢按法。目前国内活性氧化锌的生产方法主要为干法和湿法，而湿法又可大致分为氢氧化锌法、碳酸锌法和碱式碳酸锌法几种类型。碱式碳酸锌法又可分为碳

6、酸钠法和碳酸氢钱法两种类型。碳酸钠法是70-80年代国际上生产活性氧化锌的主要方法，而碳酸氢按法则是近几年才工业化的一种低成本工艺路线。碱式碳酸锌法的典型工艺为，以廉价的锌焙砂或锌烟尘为主要原料，先用硫酸浸取，再经过滤、洗涤、净化，获得纯净的硫酸锌溶液。然后，分别再用氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钱中和生成碳酸锌或碱式碳酸锌。最后，经过滤、干燥和锻烧等一系列工序，获得符合国家标准的活性氧化锌产品。现将主要方法分述如下:郑州大学硕七学位论文1.3.1有机化合物碱性还原法1951年日本特许公报昭26-113报道了利用有机化合物的碱性还原废锌的方法。该法是将废锌用水洗净和有机化合物混合

7、，加入碱液调节溶液pH值，加热到高温，混以少量的硫，生产适合橡胶填料用的活性氧化锌。1.3.2草酸分解法该方法是将草酸按和氯化锌两种溶液分别加热到368K，再将加热后的氯化锌溶液加入到草酸溶液中，得到很细的草酸锌沉淀，然后洗涤、干燥。在698K锻烧lOmin,得到活性氧化锌。该法的缺点是草酸钱价格太贵，不适合工业化生产。所以工业上很少应用。1.3.3碱法保险粉副产品或其他的锌、锌灰做原料，用类似于生产氢氧化铝的拜耳法，转化成活性氧化锌，粗的锌原料在氢氧化钠中打浆，形成锌酸钠溶液。溶液经水解形成氢氧化锌沉淀。过滤、水