專利名稱：氨水循環(huán)法生產氧化鋅的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于氧化鋅的制備工藝，特別涉及一種氨水循環(huán)法生產氧化鋅的工藝。
背景技術：
目前國內外氧化鋅的濕法生產工藝可大致分為氫氧化鋅法、碳酸鋅法和堿 式碳酸鋅法等幾種類型。堿式碳酸鋅法又可分為碳酸鈉法和碳酸氫銨法兩種類
型。前者是70 80年代，國際上生產活性氧化鋅的主要工藝路線，后者是近 幾年才工業(yè)化的一種低成本工藝路線，其典型工藝為以廉價的鋅焙砂或鋅煙
塵為主要原料，先用硫酸浸出，再經(jīng)過濾、洗滌、凈化獲得純凈的硫酸鋅溶 液。然后分別再用氫氧化鈉、碳酸鈉或碳酸氫銨中和生成氫氧化鋅、碳酸鋅 或堿式碳酸鋅。最后，經(jīng)過濾、干燥和煅燒等一系列工序，獲得符合國家一、 二級品標準的氧化鋅產品。由于碳酸氫銨法的成本最低，目前已被國內外大多 數(shù)生產廠家所采用。
現(xiàn)有生產堿式碳酸鋅、活性氧化鋅、濕法氧化鋅的工藝流程，主要包括下
述步驟①硫酸浸出；②氧化除鐵、錳；③置換除重金屬；④堿式碳酸鋅的合 成；⑤過濾干燥；⑥煅燒粉碎。
上述工藝的缺點是工序④堿式碳酸鋅的合成過程中生成硫酸銨廢液，硫酸 銨廢液如果直接作為污水排放，會造成地下水的污染，目前大部分工藝是通過 濃縮結晶，回收硫酸銨作為化肥使用。
比較典型的回收工藝是單效真空蒸發(fā)濃縮結晶工藝。具體工藝流程為來 自中和工序的硫酸銨母液(濃度10%--30%)經(jīng)過濾后進硫銨液貯槽，調酸(pH值調至5-6)后，經(jīng)預熱器預熱進入蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)。預熱后的硫銨母液經(jīng)加熱器加 熱后進入蒸發(fā)罐。在蒸發(fā)罐里水分被蒸發(fā)并被真空系統(tǒng)帶走和吸收，硫銨液則 流入結晶罐，然后再經(jīng)循環(huán)泵進行循環(huán)蒸發(fā)濃縮。蒸發(fā)濃縮過程中，水分不斷 蒸發(fā)，及時補充新鮮硫銨液，保持結晶罐液面的穩(wěn)定，并有一定溢流保證硫銨 液能循環(huán)。當硫銨液濃縮到一定濃度時，硫銨開始結晶，并在循環(huán)中不斷長大。 當結晶罐下部漿液的晶漿比達到50%時，送離心機脫水干燥、包裝，得成品硫 酸銨。
目前在硫酸銨廢液的回收工藝中，濃縮結晶制成品硫酸銨仍為主流工藝。 專利CN86108798 "鋅礦全濕法制取硫酸鋅及活性氧化鋅"提出了一種以鋅礦為 原料，全濕法制取硫酸鋅及活性氧化鋅的化學冶金方法以稀硫酸為浸出劑從 鋅礦石中浸出鋅，漂白粉氧化，石灰乳調節(jié)pH值除鐵、錳，絮凝劑吸附除硅、 砷、鉛，鋅粉置換除銅、鎳、鎘等雜質，再以漂白粉二次氧化除盡微量鐵及錳。 凈化液蒸發(fā)濃縮、冷卻析晶制得成品硫酸鋅；凈化液碳化沉鋅，焙燒活化制得 成品氧化鋅。伴生鉛以精礦或鉛鹽形式回收；廢液以硫酸銨鋅復合化肥形式回 收。
專利CN86108798 "鋅礦全濕法制取硫酸鋅及活性氧化鋅"提出了一種以 鋅礦為原料，全濕法制取硫酸鋅及活性氧化鋅的化學冶金方法。本法以稀硫酸 為浸出劑從鋅礦石中浸出鋅，漂白粉氧化，石灰乳調節(jié)pH值除鐵、錳，絮凝劑 吸附除硅、砷、鉛，鋅粉置換除銅、鎳、鎘等雜質，再以漂白粉二次氧化除盡 微量鐵及錳。凈化液蒸發(fā)濃縮、冷卻析晶制得成品硫酸鋅；凈化液碳化沉鋅， 焙燒活化制得成品氧化鋅。伴生鉛以精礦或鉛鹽形式回收；廢液以硫酸銨復合 化肥形式回收。
上述工藝的缺點是濃縮結晶過程要消耗大量煤、電等能源，這無疑會大大增加氧化鋅的生產成本。
近幾年，隨著環(huán)保節(jié)能意識的加強，人們開始競相研發(fā)硫酸銨廢液的循環(huán) 利用技術。
專利CN1267637 "超細活性氧化鋅的制備方法"，公開了一種利用加熱蒸 氨沉淀金屬離子來制備易與氨發(fā)生配位反應的金屬氧化物(如氧化鋅、氧化銅 等等)的方法，該方法雖能使主溶劑氨循環(huán)使用，沒有副產品硫酸銨產出，但 是氨的回收是使用的加熱蒸氨法，即先用密封的加熱設備(如換熱器)加熱凈 化處理后的浸出液，再泵入蒸氨塔內噴淋(或噴霧)蒸氨沉淀金屬離子，同時 用真空設備抽走蒸氨塔內的氨氣及水蒸氣加以回收利用的方法，這無疑也大大 增加了生產成本。
專利CN1149552 "氨水循環(huán)絡合法生產高純度活性氧化鋅的工藝"，公開 了一種氨水循環(huán)絡合法生產高純度活性氧化鋅的工藝，它依次包括浸取、調節(jié)p H值、除雜、蒸發(fā)、脫水、烘干和焙燒工序，得高純度活性氧化鋅。其中氨的 回收是將氨氣蒸發(fā)后用水吸收，然后制成氨水循環(huán)利用。
上述工藝雖然不再需要迸行硫酸銨的濃縮結晶，但是加熱蒸氨，仍需浪費 大量熱能。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種氨水循環(huán)法生產氧化鋅的工藝，包括①硫酸浸出； ②氧化除鐵、錳；③置換除重金屬；④堿式碳酸鋅的合成；⑤過濾干燥；⑥煅 燒粉碎；⑦硫酸銨廢液處理；⑧氨氣吸收八個工序，其中硫酸銨廢液的處理⑦ 是向硫酸銨廢液中加入氫氧化鈣，生成的氨氣導入氨氣吸收工序⑧生成氨水， 向氨水中通入二氧化碳，然后再將其返回到合成工序④與硫酸鋅溶液繼續(xù)反應， 從而實現(xiàn)了氨水的循環(huán)利用。本發(fā)明避免了濃縮結晶或加熱蒸氨的工藝過程，具有工藝簡單易行、生產成本低的特點，同時避免了大量硫酸銨副產品的產生， 也無廢水排放，減少了環(huán)境污染。 其中
硫酸浸出工序①，是指將硫酸與含鋅原料按一定比例混合并加熱至80-100 °C，控制PH值在4-5之間，反應生成硫酸鋅 <formula>formula see original document page 6</formula>氧化除鐵、錳工序②，是指在不斷攪拌下，向過濾后的硫酸鋅浸出液中緩 慢加入氧化劑如高錳酸鉀，加熱至70-90°C，并用NaOH溶液凋節(jié)混合溶液的 PH值在4-5之間，注意使高錳酸鉀微微過量，溶液顯示出高錳酸鉀的特征顏色 淡紫色
<formula>formula see original document page 6</formula>置換除重金屬工序③，是指向工序②生成的濾液中加入按理論計算量約1.5
倍的鋅粉進行置換反應，用銅試劑、鎳試劑、鎘試劑檢測離子含量合格為反應
終點
<formula>formula see original document page 6</formula>
堿式碳酸鋅的合成工序④，是指向精制硫酸鋅溶液中加入碳化氨水或碳酸 氫銨進行反應，沉淀后溶液中含鋅小于0.2wt。/。為終點。
反應方程式如下<formula>formula see original document page 6</formula>過濾干燥工序⑤，是指控制加熱溫度在100-12(TC左右，將過濾后的堿式碳 酸鋅濾餅干燥，干燥后堿式碳酸鋅濾餅的水份含量應小于2.5wt.%。
煅燒粉碎工序⑥，是指將干燥后的堿式碳酸鋅加熱到60(TC，煅燒4小時， 然后粉碎為成品活性氧化鋅。
ZnC03 2Zn(OH)2 H20 = 3ZnO + C02個+ 2H20 (9) 硫酸銨廢液處理工序⑦，是指是向硫酸銨廢液中加入適量氫氧化鈣，氫氧
化鈣的加入量應使反應體系的PH值控制在9—10之間，反應生成氨氣和硫酸鈣
(NH4)2S04 + Ca(OH)2 == CaS04 2H20 + 2NH3 t (10)
氨氣吸收工序⑧，是指將工序⑦生成的氨氣用水吸收生成氨水，然后向氨
水中通入二氧化碳生成碳酸氫銨，二氧化碳的加入量為氨水含氨量的2.0~4.0
倍。將碳酸氫銨水溶液返回到合成工序④與硫酸鋅溶液繼續(xù)反應，從而實現(xiàn)氨
氣的循環(huán)利用。


圖1為本發(fā)明氨水循環(huán)法生產氧化鋅的工藝流程圖。 實施例1
向4升硫酸銨廢液(銨含量為20g^)中加入適量氫氧化轉，調節(jié)PH值為 9-10，控制溫度為8(TC，反應時間2小時，并用噴射泵真空吸收，將吸收的氨 氣導入氨氣吸收裝置生成氨水，然后通入大約300g 二氧化碳，生成碳酸氫氨水 溶液，將碳酸氫氨水溶液返回到堿式碳酸鋅的合成工序，繼續(xù)與硫酸鋅反應。
權利要求
1.一種氨水循環(huán)法生產氧化鋅的工藝，包括①硫酸浸出；②氧化除鐵、錳；③置換除重金屬；④堿式碳酸鋅的合成；⑤過濾干燥；⑥煅燒粉碎；⑦硫酸銨廢液處理；⑧氨氣吸收八個工序，其特征在于硫酸銨廢液的處理⑦是向硫酸銨廢液中加入氫氧化鈣，反應生成的氨氣導入氨氣吸收工序⑧生成氨水，向氨水中通入二氧化碳，然后再將其返回到合成工序④與硫酸鋅溶液繼續(xù)反應。
2. 如權利要求1所述的氨水循環(huán)法生產氧化鋅的工藝，其特征在于向硫 酸銨廢液中加入氫氧化鈣的量為按硫酸銨廢液的PH值加入，PH值控制在9一 IO之間。
3. 如權利要求1所述的氨水循環(huán)法生產氧化鋅的工藝，其特征在于向氨 水中加入二氧化碳的量為氨水含氨量的2.0一.0倍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氨水循環(huán)法生產氧化鋅的工藝，包括①硫酸浸出；②氧化除鐵、錳；③置換除重金屬；④堿式碳酸鋅的合成；⑤過濾干燥；⑥煅燒粉碎；⑦硫酸銨廢液處理；⑧氨氣吸收八個工序，其中硫酸銨廢液的處理⑦是向硫酸銨廢液中加入氫氧化鈣，反應生成的氨氣導入氨氣吸收工序⑧生成氨水，向氨水中通入二氧化碳，然后再將其返回到合成工序④與硫酸鋅溶液繼續(xù)反應，從而實現(xiàn)了氨水的循環(huán)利用。本發(fā)明避免了濃縮結晶或加熱蒸氨的工藝過程，具有工藝簡單易行、生產成本低的特點，同時避免了大量硫酸銨副產品的產生，也無廢水排放，減少了環(huán)境污染。
文檔編號C01G9/02GK101643236SQ200910075358
公開日2010年2月10日 申請日期2009年9月11日 優(yōu)先權日2009年9月11日
發(fā)明者趙月華 申請人:趙月華