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用含鋅鉛煙灰制備氧化鋅的技術_

用含鋅鉛煙灰制備氧化鋅的技術

發布時間:2021-12-09


氧化鋅廣泛應用于橡膠、涂料、陶瓷、化工、醫藥、玻璃和電子等職業,跟著工業的飛速發展,國內對氧化鋅的需求量日益添加。用低檔次含鋅物料出產活性氧化鋅,既可充分利用鋅資源,又可下降出產本錢,因而,現在該研討范疇反?;顫?,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、鋅冶金進程的一種中間產品,是由回轉窯蒸發、貧化處理鉛鼓風爐渣等含鋅物料發作的,其成分雜亂,除含鋅、鉛外還含有較多的砷、銻等雜質。因為其處理難度大,本錢高,不能直接作為濕法煉鋅的質料。但因為其鋅含量高,且易于浸出進人溶液,因而,可用作制取氧化鋅粉末產品。
處理煙灰現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料,與稀酸混合反響后,經除雜、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,對環境有污染。配合法是以粗氧化鋅或脫硫用過的鋅觸媒焙燒物為質料,用-碳酸氫銨溶液作浸出劑,經浸出、除雜凈化、蒸沉鋅、洗刷枯燥和煅燒等工藝進程制得活性氧化鋅。該法設備出資少,雜質少,可是流程長,并且只適應于富含ZnO的物料,若物料中含有必定量的ZnS,則該法不能直接選用,需用氧化劑先預處理煙灰,將硫化鋅轉化為氧化鋅。因而,實驗研討了用預處理煙灰,然后用溶液浸出,終究制得得氧化鋅粉末產品。
一、實驗部分
(一)實驗質料
實驗用煙灰取自廣西某工廠,其粒度為65~76μm,首要化學成分見表1。
表1  煙灰的化學成分%




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)實驗辦法
先用水將干煙灰調制成液固體積質量比為1∶1的煙灰漿,然后用3%預處理一段時刻,再在必定溫度下參加必定量溶液拌和浸出,然后離心過濾,濾液恰當稀釋并拌和一段時刻后再離心過濾,二次濾液作為浸出劑回來浸出,濾餅為氫氧化鋅,洗刷、烘干、鍛燒后得純潔的氧化鋅粉末。
二、成果與評論
(一)體積分數及預處理溫度對鋅浸出率的影響
在不同溫度下,往100g煙灰漿(液固體積質量比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,調查體積分數及預處理溫度對煙灰中鋅浸出率的影響,成果見表2。
表2  體積分數及預處理溫度對鋅浸出率的影響




實驗編號

體積分數/%

預處理溫度/℃

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:體積分數增大,鋅浸出率升高;在25℃下,當體積分數從1%添加到3%時,鋅浸出率進步17%;體積分數從3%增大至5%時,鋅浸出率僅進步1%;當溫度升高至40℃時,體積分數從1%增大至3%,鋅浸出率進步近20%,并且氧化鋅吸附的SO2被氧化成硫酸鋅,對環境不形成污染。能夠以為:溫度對鋅浸出率影響不明顯,體積分數為3%比較適合。
(二)溫度對鋅浸出率的影響
在25℃下,用3%預處理煙灰,然后用3mol/L溶液在不同溫度下浸出1.5h。實驗成果如圖1所示。

圖1  浸出溫度對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%,而當溫度升高到95℃時,鋅浸出率到達89.31%。歸納考慮,浸出溫度以85℃為宜。
(三)濃度對鋅浸出率的影晌
在25℃下,用3%預處理煙灰,然后在85℃下,用不同濃度的溶液浸出1.5h。實驗成果如圖2所示。

圖2  濃度對鋅浸出率的影響
從圖2看出:隨濃度增大,鋅浸出率進步,特別是濃度從2mol/L增大至5mol/L,鋅浸出率進步了46.54%,到達97%。這是因為煙灰中鋅與堿發作反響,生成鋅酸鈉進入溶液:
2NaOH+ZnO=Na2ZnO2+H2O。
可是,當濃度增大至6mol/L后,鋅浸出率僅添加0.52%,不能到達100%,這可能是煙灰中的鋅被包裹起來而無法與堿觸摸的原因。
(四)浸出時刻對鋅浸出率的影響
在25℃下,用3%預處理煙灰,然后在85℃下用3mol/L溶液浸出,調查浸出時刻對鋅浸出率的影響。成果如圖3所示。

圖3  浸出時刻對鋅浸出率的影響
從圖3可知:隨反響時刻添加,鋅浸出率進步。浸出0.5~1.5h,鋅浸出率從73.81%進步至96.92%;但浸出1.5h之后,鋅浸出率進步緩慢。所以,浸出時刻以1.5h為最佳。
(五)驗證實驗
在25℃下,用3%預處理煙灰,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量分數見表3。
表3  堿浸出煙灰驗證實驗成果




實驗編號

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:歸納實驗條件下,鋅浸出率在97%左右,浸出渣中鋅質量分數在3%~4%之間,鉛質量分數45%左右,簡直不含As。浸出渣可進入鉛體系提取鉛,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;化學分析成果表明,ZnO質量分數為99.58%,Pb0質量分數為0.12%,基本上到達直接法一級品要求。
三、定論
含鋅煙灰經在常溫下預氧化處理后用溶液浸出,可將其間的97%的鋅轉入溶液,然后經沉積、過濾、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。
用含鋅鉛煙灰制備氧化鋅的技術_

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