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用含鋅鉛煙灰制備氧化鋅的技術(shù)
發(fā)布時(shí)間：2020-04-14
氧化鋅廣泛應(yīng)用于橡膠、涂料、陶瓷、化工、醫(yī)藥、玻璃和電子等職業(yè)，跟著工業(yè)的飛速發(fā)展，國(guó)內(nèi)對(duì)氧化鋅的需求量日益添加。用低檔次含鋅物料出產(chǎn)活性氧化鋅，既可充分利用鋅資源，又可下降出產(chǎn)本錢，因而，現(xiàn)在該研討范疇反常活潑，歸納利用低檔次氧化礦、次氧化礦、鋅渣、煙灰等的研討逐步引起廠商注重。煙灰是鉛、鋅冶金進(jìn)程的一種中間產(chǎn)品，是由回轉(zhuǎn)窯蒸發(fā)、貧化處理鉛鼓風(fēng)爐渣等含鋅物料發(fā)作的，其成分雜亂，除含鋅、鉛外還含有較多的砷、銻等雜質(zhì)。因?yàn)槠涮幚黼y度大，本錢高，不能直接作為濕法煉鋅的質(zhì)料。但因?yàn)槠滗\含量高，且易于浸出進(jìn)人溶液，因而，可用作制取氧化鋅粉末產(chǎn)品。
處理煙灰現(xiàn)有的辦法有酸浸法和配合法兩種。酸浸法是以粗氧化鋅或鋅礦砂為質(zhì)料，與稀酸混合反響后，經(jīng)除雜、中和、枯燥和煅燒制得氧化鋅。該法除雜量大，工藝雜亂，本錢高，并且廢水量大，處理困難，對(duì)環(huán)境有污染。配合法是以粗氧化鋅或脫硫用過(guò)的鋅觸媒焙燒物為質(zhì)料，用－碳酸氫銨溶液作浸出劑，經(jīng)浸出、除雜凈化、蒸沉鋅、洗刷枯燥和煅燒等工藝進(jìn)程制得活性氧化鋅。該法設(shè)備出資少，雜質(zhì)少，可是流程長(zhǎng)，并且只適應(yīng)于富含ZnO的物料，若物料中含有必定量的ZnS，則該法不能直接選用，需用氧化劑先預(yù)處理煙灰，將硫化鋅轉(zhuǎn)化為氧化鋅。因而，實(shí)驗(yàn)研討了用預(yù)處理煙灰，然后用溶液浸出，終究制得得氧化鋅粉末產(chǎn)品。
一、實(shí)驗(yàn)部分
（一）實(shí)驗(yàn)質(zhì)料
實(shí)驗(yàn)用煙灰取自廣西某工廠，其粒度為65～76μm，首要化學(xué)成分見(jiàn)表1。
表1 煙灰的化學(xué)成分％
Zn
Pb
Fe
As
Cd
Sb
Si
S
49.86
26.89
0.75
0.80
0.03
0.11
0.5
1.81
（二）實(shí)驗(yàn)辦法
先用水將干煙灰調(diào)制成液固體積質(zhì)量比為1∶1的煙灰漿，然后用3％預(yù)處理一段時(shí)刻，再在必定溫度下參加必定量溶液拌和浸出，然后離心過(guò)濾，濾液恰當(dāng)稀釋并拌和一段時(shí)刻后再離心過(guò)濾，二次濾液作為浸出劑回來(lái)浸出，濾餅為氫氧化鋅，洗刷、烘干、鍛燒后得純潔的氧化鋅粉末。
二、成果與評(píng)論
（一）體積分?jǐn)?shù)及預(yù)處理溫度對(duì)鋅浸出率的影響
在不同溫度下，往100g煙灰漿（液固體積質(zhì)量比1∶1)中參加必定量，拌和60min后，在60℃溫度下，參加3mol/L溶液浸出2h，調(diào)查體積分?jǐn)?shù)及預(yù)處理溫度對(duì)煙灰中鋅浸出率的影響，成果見(jiàn)表2。
表2 體積分?jǐn)?shù)及預(yù)處理溫度對(duì)鋅浸出率的影響
實(shí)驗(yàn)編號(hào)
體積分?jǐn)?shù)/%
預(yù)處理溫度/℃
鋅浸出率/%
1
1
25
38.24
2
3
25
55.67
3
5
25
56.71
4
1
40
40.33
5
3
40
60.01
6
5
40
61.24
從表2能夠看出：體積分?jǐn)?shù)增大，鋅浸出率升高；在25℃下，當(dāng)體積分?jǐn)?shù)從1％添加到3％時(shí)，鋅浸出率進(jìn)步17％；體積分?jǐn)?shù)從3%增大至5％時(shí)，鋅浸出率僅進(jìn)步1％；當(dāng)溫度升高至40℃時(shí)，體積分?jǐn)?shù)從1％增大至3％，鋅浸出率進(jìn)步近20％，并且氧化鋅吸附的SO2被氧化成硫酸鋅，對(duì)環(huán)境不形成污染。能夠以為：溫度對(duì)鋅浸出率影響不明顯，體積分?jǐn)?shù)為3％比較適合。
（二）溫度對(duì)鋅浸出率的影響
在25℃下，用3％預(yù)處理煙灰，然后用3mol/L溶液在不同溫度下浸出1.5h。實(shí)驗(yàn)成果如圖1所示。
圖1 浸出溫度對(duì)煙灰中鋅漫出率形晌
從圖1看出：隨浸出溫度升高，鋅浸出率呈線性升高。室溫下，鋅浸出率只要30.22％，而當(dāng)溫度升高到95℃時(shí)，鋅浸出率到達(dá)89.31％。歸納考慮，浸出溫度以85℃為宜。
（三）濃度對(duì)鋅浸出率的影晌
在25℃下，用3％預(yù)處理煙灰，然后在85℃下，用不同濃度的溶液浸出1.5h。實(shí)驗(yàn)成果如圖2所示。
圖2 濃度對(duì)鋅浸出率的影響
從圖2看出：隨濃度增大，鋅浸出率進(jìn)步，特別是濃度從2mol/L增大至5mol/L,鋅浸出率進(jìn)步了46.54％，到達(dá)97％。這是因?yàn)闊熁抑袖\與堿發(fā)作反響，生成鋅酸鈉進(jìn)入溶液：
2NaOH＋ZnO＝Na2ZnO2＋H2O。
可是，當(dāng)濃度增大至6mol/L后，鋅浸出率僅添加0.52％，不能到達(dá)100％，這可能是煙灰中的鋅被包裹起來(lái)而無(wú)法與堿觸摸的原因。
（四）浸出時(shí)刻對(duì)鋅浸出率的影響
在25℃下，用3％預(yù)處理煙灰，然后在85℃下用3mol/L溶液浸出，調(diào)查浸出時(shí)刻對(duì)鋅浸出率的影響。成果如圖3所示。
圖3 浸出時(shí)刻對(duì)鋅浸出率的影響
從圖3可知：隨反響時(shí)刻添加，鋅浸出率進(jìn)步。浸出0.5～1.5h，鋅浸出率從73.81％進(jìn)步至96.92％；但浸出1.5h之后，鋅浸出率進(jìn)步緩慢。所以，浸出時(shí)刻以1.5h為最佳。
（五）驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
在25℃下，用3％預(yù)處理煙灰，然后在85℃下用5mol/L溶液浸出1.5h，
鋅浸出率和浸出渣中鋅和鉛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)見(jiàn)表3。
表3 堿浸出煙灰驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)成果
實(shí)驗(yàn)編號(hào)
鋅浸出率/%
浸出渣中ωB/%
Zn
Pb
As
1
96.92
3.91
45.33
0.02
2
97.03
3.42
45.20
＜0.01
3
96.98
4.01
45.28
0.01
4
97.13
3.66
46.21
＜0.01
從表3可知：歸納實(shí)驗(yàn)條件下，鋅浸出率在97％左右，浸出渣中鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)在3％～4％之間，鉛質(zhì)量分?jǐn)?shù)45％左右，簡(jiǎn)直不含As。浸出渣可進(jìn)入鉛體系提取鉛，完成資源歸納利用。
（六）氧化鋅的制備
將上述堿浸出液降溫至25℃、稀釋1倍，拌和0.5h后離心過(guò)濾，濾餅烘干，氫氧化鋅沉積率為72.3％。沉積物的XRD分析成果表明其物相組成首要為ZnO；化學(xué)分析成果表明，ZnO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.58％，Pb0質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.12％，基本上到達(dá)直接法一級(jí)品要求。
三、定論
含鋅煙灰經(jīng)在常溫下預(yù)氧化處理后用溶液浸出，可將其間的97％的鋅轉(zhuǎn)入溶液，然后經(jīng)沉積、過(guò)濾、烘干，可制得氧化鋅粉末。該辦法所得ZnO粉末純度較高，為充分利用含鋅煙灰供給了一條有效途徑。
