一種低品位氧化鋅礦製備活性氧化鋅的工藝的製作方法

2023-07-09 14:11:06

一種低品位氧化鋅礦製備活性氧化鋅的工藝的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種低品位氧化鋅礦製備活性氧化鋅的工藝。所述工藝通過溼法浸出製備活性氧化鋅，選用了合適的浸出方式及各流程中的工藝參數，為一種高效、清潔、易實現的處理低品位氧化鋅礦並製備活性氧化鋅的工藝，具有流程短、能耗低、技術條件易控制等優點。該工藝適用於處理同類礦石，為緩解我國鋅原料不足、實現鋅資源循環利用提供指導。得到的活性氧化鋅產品各項指標均符合化工行業標準HG/T2572-2006。
【專利說明】 一種低品位氧化鋅礦製備活性氧化鋅的工藝

【技術領域】
[0001]本發明涉及活性氧化鋅領域，具體涉及一種低品位氧化鋅礦製備活性氧化鋅的工藝。

【背景技術】
[0002]氧化鋅，俗稱鋅白，是一種重要的無機化工產品。氧化鋅廣泛應用於橡膠、塗料、陶瓷、化工、醫藥、食品等方面。活性氧化鋅一般指表面經活化處理的氧化鋅，白色或微黃色粉末，呈球形。與普通氧化鋅比較，活性氧化鋅主要特點是:結晶細、顆粒小、分散性好、比表面大。一般氧化鋅的比表面積在4-6m2/g，而活性氧化鋅的比表面積大於35m2/g，甚至可以高達50m2/g。活性氧化鋅具備粒度小、比表面積大等特點，因而除了普通氧化鋅的性質和用途之外，還有許多獨特的性質和用途，如表面效應、小尺寸效應及量子尺寸效應等。活性氧化鋅作為一種重要的人造粉體材料，在橡膠、陶瓷、塗料、石油、醫藥及日用化工等領域都有重要用途:
[0003]近年來，國內外學者對活性氧化鋅的製備方法進行了大量研究，主要方法如下:
[0004](I)有機化合物的鹼性還原法
[0005]該法將廢鋅用水洗淨，然後與有機物混合，加入鹼液調節溶液pH值，加熱至高溫後混以少量的硫，得到的活性氧化鋅可用於橡膠填料。
[0006](2)碳化法
[0007]在充滿水蒸氣和二氧化碳的密閉容器中，加入高純度大粒子氧化鋅,使氧化鋅轉化為鹼式碳酸鋅前驅體，然後洗滌、乾燥、鍛燒，可以得到粒徑為0.05um左右的活性氧化鋅。
[0008](3)草酸鋅分解法
[0009]將草酸按和氯化鋅溶液均加熱到70°C，然後將兩種溶液混合攪拌，可得到草酸鋅沉澱，然後洗滌、乾燥並在400°C的條件下鍛燒，得到活性氧化鋅。該法操作簡單，但缺點是原料成本太高，不適合工業生產。
[0010]⑷鹼法
[0011]用稀硫酸或鹽酸浸取鋅灰或鋅洛,浸取液淨化後同氫氧化鈉溶液反應到溶液pH值為7-11的範圍內，再將氫氧化鋅沉澱製成活性氧化鋅。
[0012](5)添加甲醇和水玻璃法
[0013]鋅鹽溶解於水中後加入NaOH混合攪拌，同時加入工業水玻璃及甲醇反應，將生成的沉澱過濾、水洗、乾燥得到活性氧化鋅。所得活性氧化鋅顆粒用於橡膠工業中能使硫化速度提高2倍左右。
[0014](6)大比表面積活性氧化鋅的製法
[0015]鹼金屬碳酸鹽或者鹼金屬氫氧化物與鋅鹽在溶液中進行反應，得到沉澱物在450-900°C下噴霧乾燥，可得堆積密度400-600g/L及比表面積100-130m2/g的活性氧化鋅。
[0016](7)碳酸氫銨法
[0017]該方法採用稀硫酸浸取各種含鋅原料，得到硫酸鋅溶液。採用鋅粉置換除去鐵、錳等雜質，淨化後的硫酸鋅溶液在室溫攪拌條件下與氨水和碳酸氫銨配合生成鋅氨絡合物。加熱蒸氨可得前驅物鹼式碳酸鋅，鹼式碳酸鋅沉澱經過濾、洗滌、乾燥後在高溫下進行鍛燒分解得到活性氧化鋅。該方法使用了廉價的碳酸氫銨及氨水，故而成本較低，易於實現工業化。
[0018]⑶碳酸鈉法
[0019]將硫酸鋅或氯化鋅溶液加到一定濃度的碳酸鈉溶液中，生成鹼式碳酸鋅沉澱。然後過濾、洗滌、乾燥、鍛燒得到活性氧化鋅。產品中含有微量的二氧化碳和1%左右的水分。
[0020]目前國內活性氧化鋅生產方法有直接法、間接法和溼法。直接法的生產原料為富集鋅礦，其產品質量不穩定；間接法多以鋅錠為原料，成本太高，發展受限。
[0021]近年來，我國鋅礦石資源供應日益緊張，而鋅金屬的生產能力和產量卻大幅增長。隨著鋅礦石的大量開發，其品位不斷下降、雜質含量逐漸增高，我國冶鋅工業的持續發展面臨日益嚴峻的挑戰。因此，積極開發利用各種鋅資源尤其是品位較低的氧化鋅礦具有十分重要的意義。
[0022]本發明採用低品位氧化鋅礦為原料，通過溼法浸出製備活性氧化鋅，選用了合適的浸出方式及各流程中的工藝參數，取得了好的效果。


【發明內容】

[0023]針對現有技術的不足，本發明的目的之一在於提供一種低品位氧化鋅礦製備活性氧化鋅的工藝。所述工藝通過溼法浸出製備活性氧化鋅，選用了合適的浸出方式及各流程中的工藝參數，為一種高效、清潔、易實現的處理低品位氧化鋅礦並製備活性氧化鋅的工藝，具有流程短、能耗低、技術條件易控制等優點。該工藝適用於處理同類礦石，為緩解我國鋅原料不足、實現鋅資源循環利用提供指導。得到的活性氧化鋅產品各項指標均符合化工行業標準 HG/T2572-2006。
[0024]本發明採用了以下技術方案:
[0025]一種低品位氧化鋅礦製備活性氧化鋅的工藝，包括以下工序:二段氨浸；淨化；蒸氨、陳化、鍛燒；
[0026]其中，二段氨浸工藝為:氨水濃度6.5-7.5mol/L，NH4HCO3濃度0.58-0.66mol/L，浸出溫度45-55°C，浸出時間2.5-3.5h，礦樣粒度-80目，液固比4.5-5.5:1。
[0027]其中，淨化工藝為:採用鋅粉還原，鋅粉用量0.9-1.lg/L，反應時間1.5-2.5h，反應溫度25-35 °C。
[0028]其中，蒸氨、陳化、鍛燒工藝為:蒸氨溫度110_130°C，蒸氨時間1.5-2.5h，陳化時間8-12min，鍛燒溫度330_370°C，鍛燒時間0.5h。
[0029]所述低品位氧化礦成分(質量百分含量/%):11.81Zn,0.15Pb,0.008Cu,0.038Cd,4.8TFe,0.5Fe0, 2.68Si02,0.0 84Ti02,1.05A1203, 30.32Ca0, 7.88Mg0, 0.057Mn0, 0.096K20,0.53Na20, 3.1S, 0.016P, 8.86C,其它 30.97。
[0030]所述礦物中鋅主要以菱鋅礦(ZnCO3)和異極礦(Zn4Si2O7 (OH)2.H2O)形式存在。
[0031]優選的工藝條件如下:
[0032]其中，二段氨浸工藝為:氨水濃度7mol/L，NH4HC03濃度0.62mol/L，浸出溫度50°C，浸出時間3h，礦樣粒度-80目，液固比5:1。一段浸出鋅的浸出率為79.1%，浸渣含鋅量為
3.26%; 二段浸出鋅浸出率為80.3%，浸渣含鋅量為0.67%，總浸出率達95.9%。
[0033]其中，淨化工藝為:採用鋅粉還原，鋅粉用量1.00g/L，反應時間2h，反應溫度30。。。
[0034]其中，蒸氨、陳化、鍛燒工藝為:蒸氨溫度120°C，蒸氨時間2.0h,陳化時間lOmin，鍛燒溫度350°C，鍛燒時間0.5h。
[0035]本發明具有以下優點:本發明確定了一種高效、清潔、易實現的處理低品位氧化鋅礦並製備活性氧化鋅的工藝，具有流程短、能耗低、技術條件易控制等優點。該工藝適用於處理同類礦石，為緩解我國鋅原料不足、實現鋅資源循環利用提供指導。得到的活性氧化鋅產品各項指標均符合化工行業標準HG/T2572-2006。

【具體實施方式】
[0036]為便於理解本發明，本發明列舉實施例如下。本領域技術人員應該明了，所述實施例僅僅是幫助理解本發明，不應視為對本發明的具體限制。
[0037]實施例一
[0038]低品位氧化礦成分(質量百分含量/%):11.81Ζη，0.15Pb,0.008Cu,0.038Cd,
4.8TFe,0.5Fe0, 2.68Si02,0.0 84Ti02,1.05A1203, 30.32Ca0, 7.88Mg0, 0.057Mn0,0.096K20,0.53Na20, 3.1S, 0.016P, 8.86C,其它 30.97。
[0039]礦物中鋅主要以菱鋅礦(ZnCO3)和異極礦(Zn4Si2O7 (OH)2.H2O)形式存在。
[0040]低品位氧化鋅礦製備活性氧化鋅的工藝包括以下工序:二段氨浸；淨化；蒸氨、陳化、鍛燒；
[0041]二段氨浸工藝為:氨水濃度7moI/!,NH4HCO3濃度0.62mol/L,浸出溫度50°C,浸出時間3h，礦樣粒度-80目，液固比5:1。一段浸出鋅的浸出率為79.1%，浸渣含鋅量為3.26%;二段浸出鋅浸出率為80.3%，浸渣含鋅量為0.67%，總浸出率達95.9%。
[0042]淨化工藝為:採用鋅粉還原，鋅粉用量1.00g/L，反應時間2h，反應溫度30°C。
[0043]蒸氨、陳化、鍛燒工藝為:蒸氨溫度120°C，蒸氨時間2.0h,陳化時間lOmin，鍛燒溫度350°C，鍛燒時間0.5h。
[0044]得到的活性氧化鋅產品各項指標均符合化工行業標準HG/T2572-2006。
[0045]實施例二
[0046]低品位氧化礦成分(質量百分含量/%):11.81Ζη，0.15Pb,0.008Cu,0.038Cd,4.8TFe,0.5Fe0, 2.68Si02,0.0 84Ti02,1.05A1203, 30.32Ca0, 7.88Mg0, 0.057Mn0,0.096K20,0.53Na20, 3.1S, 0.016P, 8.86C,其它 30.97。
[0047]礦物中鋅主要以菱鋅礦(ZnCO3)和異極礦(Zn4Si2O7 (OH)2.H2O)形式存在。
[0048]低品位氧化鋅礦製備活性氧化鋅的工藝包括以下工序:二段氨浸；淨化；蒸氨、陳化、鍛燒；
[0049]二段氨浸工藝為:氨水濃度6.5mol/L,NH4HC03濃度0.58mol/L,浸出溫度45°C,浸出時間2.5h，礦樣粒度-80目，液固比4.5:1。
[0050]淨化工藝為:採用鋅粉還原，鋅粉用量0.9g/L，反應時間1.5h，反應溫度25°C。
[0051]蒸氨、陳化、鍛燒工藝為:蒸氨溫度110°C，蒸氨時間1.5h，陳化時間8min，鍛燒溫度330°C，鍛燒時間0.5h。
[0052]得到的活性氧化鋅產品各項指標均符合化工行業標準HG/T2572-2006。
[0053]實施例三
[0054]低品位氧化礦成分(質量百分含量/%):11.81Ζη，0.15Pb，0.008Cu，0.038Cd，4.8TFe,0.5Fe0, 2.68Si02,0.0 84Ti02,1.05A1203, 30.32Ca0, 7.88Mg0, 0.057Mn0,0.096K20,0.53Na20, 3.1S, 0.016P, 8.86C,其它 30.97。
[0055]礦物中鋅主要以菱鋅礦(ZnCO3)和異極礦(Zn4Si2O7 (OH)2.H2O)形式存在。
[0056]低品位氧化鋅礦製備活性氧化鋅的工藝包括以下工序:二段氨浸；淨化；蒸氨、陳化、鍛燒；
[0057]其中，二段氨浸工藝為:氨水濃度7.5mol/L, NH4HC03濃度0.66mol/L，浸出溫度55°C，浸出時間3.5h，礦樣粒度-80目，液固比5.5:1。
[0058]其中，淨化工藝為:採用鋅粉還原，鋅粉用量1.lg/L，反應時間2.5h，反應溫度
35。。。
[0059]其中，蒸氨、陳化、鍛燒工藝為:蒸氨溫度130°C，蒸氨時間2.5h，陳化時間12min，鍛燒溫度330-370°C，鍛燒時間0.5h。
[0060]得到的活性氧化鋅產品各項指標均符合化工行業標準HG/T2572-2006。
[0061] 申請人:聲明，本發明通過上述實施例來說明本發明的詳細工藝設備和工藝流程，但本發明並不局限於上述詳細工藝設備和工藝流程，即不意味著本發明必須依賴上述詳細工藝設備和工藝流程才能實施。所屬【技術領域】的技術人員應該明了，對本發明的任何改進，對本發明產品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發明的保護範圍和公開範圍之內。
【權利要求】
1.一種低品位氧化鋅礦製備活性氧化鋅的工藝，包括以下工序:二段氨浸；淨化；蒸氨、陳化、鍛燒； 其中，二段氨浸工藝為:氨水濃度6.5-7.5mol/L，NH4HCO3濃度0.58-0.66mol/L，浸出溫度45-55°C，浸出時間2.5-3.5h，礦樣粒度-80目，液固比4.5-5.5:1 ； 其中，淨化工藝為:採用鋅粉還原，鋅粉用量0.9-1.lg/L，反應時間1.5-2.5h，反應溫度 25-35 0C ； 其中，蒸氨、陳化、鍛燒工藝為:蒸氨溫度110-130°C，蒸氨時間1.5-2.5h，陳化時間8-12min，鍛燒溫度330_370°C，鍛燒時間0.5h。
2.根據權利要求1所述的工藝，所述低品位氧化礦成分(質量百分含量/%):11.81Zn，0.15Pb，0.008Cu，0.038Cd, 4.8TFe,0.5Fe0, 2.68Si02,0.0 8 4Ti02,1.05A1203, 30.32Ca0,7.88Mg0,0.057Mn0,0.096K20,0.53Na20, 3.1S, 0.016P, 8.86C,其它 30.97。
3.根據權利要求1所述的工藝，所述礦物中鋅主要以菱鋅礦(ZnCO3)和異極礦(Zn4Si2O7 (OH)2.H2O)形式存在。
4.根據權利要求1所述的工藝，其中，二段氨浸工藝為:氨水濃度7mol/L，NH4HCO3濃度0.62mol/L，浸出溫度50°C，浸出時間3h，礦樣粒度-80目，液固比5:1。
5.根據權利要求1所述的工藝，其中，淨化工藝為:採用鋅粉還原，鋅粉用量1.00g/L，反應時間2h，反應溫度30°C。
6.根據權利要求1所述的工藝，其中，蒸氨、陳化、鍛燒工藝為:蒸氨溫度120°C，蒸氨時間2.0h,陳化時間lOmin，鍛燒溫度350°C，鍛燒時間0.5h。
【文檔編號】C22B19/02GK104294041SQ201310307733
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年7月19日 優先權日:2013年7月19日
【發明者】石明 申請人:無錫永發電鍍有限公司