一种高效氧化锌的生产方法技术

本发明专利技术是一种生产高效氧化锌的方法，它利用氧化镁、活性硅微粉为核心组分替代部分氧化锌，而氧化锌包敷在核心表面形成核壳结构，使它具有更高的反应界面、活性高、比表面积大（＞95m²/g），它的氧化锌含量低（约56%）。与普通氧化锌法相比，每吨可节约42-45%锌资源，符合绿色、环保、节能、减排的发展要求。本发明专利技术还提供一种次级氧化锌（烟道灰）或低含量锌的物料为主要原料，利用全湿法生产，采用活性剂（氧化镁和活性硅微粉的混合物）替代部分氧化锌，采用纯碱（碳酸钠）作为锌沉淀剂制取高效氧化锌，以及通过向废水硫酸钠加入氯化钠回收副产品硫酸钡的方法。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术是一种生产高效氧化锌的方法，它利用氧化镁、活性硅微粉为核心组分替代部分氧化锌，而氧化锌包敷在核心表面形成核壳结构，使它具有更高的反应界面、活性高、比表面积大（＞95m2/g），它的氧化锌含量低（约56%）。与普通氧化锌法相比，每吨可节约42-45%锌资源，符合绿色、环保、节能、减排的发展要求。本专利技术还提供一种次级氧化锌（烟道灰）或低含量锌的物料为主要原料，利用全湿法生产，采用活性剂（氧化镁和活性硅微粉的混合物）替代部分氧化锌，采用纯碱（碳酸钠）作为锌沉淀剂制取高效氧化锌，以及通过向废水硫酸钠加入氯化钠回收副产品硫酸钡的方法。【专利说明】
本专利技术属于氧化锌生产
，具体涉及。
技术介绍
氧化锌是一种用途广泛且被常用的无机化工原料。氧化锌自1912年被发现可被橡胶工业作为无机硫化活性剂。至今，仍具有不可替代性。另外，近几年我国已成为纯粹锌资源进口国，因此节约锌资源是未来发展的必然趋势，也是必走之路。高效氧化锌是一种低锌、高效、节能、环保的新型纳米材料，它与传统的氧化锌99.7%、活性氧化锌、纳米氧化锌有很大区别:(I)、结构为包敷状；而传统氧化锌结构多棱线状；活性氧化锌结构为球形或链球形，(2)、氧化锌含量低(56%-58%)，传统氧化锌含量99.7% ;活性氧化锌含量95-98% ;纳米氧化锌99.7%，(3)、高性能氧化锌活性高(比表面积>95 m2 /g);传统氧化锌2-4 m2 /g ;活性氧化锌35-45 m2 /g ;纳米氧化锌40 m2 /g,在实际应用中，它的性能表现为:同等量替代99.7%传统氧化锌，并使产品的物理性能提高，生产成本大幅度下降，每吨可节约45%的锌资源，缓解锌对环境及人体、水生物造成的危害，达到节能、环保、减排的发展要求。现有氧化锌的生产方法:直接法、间接法、湿法(酸法、氨法)等。传统氧化锌的生产方法是采用O #锌锭直接通入空气，空气中的氧气与锌蒸汽结合生成氧化锌，该工艺生产成本高，原料选择范围窄。每吨99.7%氧化锌要0.81t (锌锭100%)，并且生产的氧化锌比表面积只有2-4m2 /g,没有活性，使用时用量大，造成巨大的锌资源浪费，残余锌还污染环境。其中直接法和间接法所生产的氧化锌的缺点(I)、生产成本高、氧化锌没有活性，(2)、氧化锌含量高，造成锌资源`的巨大浪费，还污染环境，(3)、锌原料紧张。湿法生产如CN861087698A，C22B19/34此种方法采用锌矿全是法制取硫酸锌和活性氧化锌，不但所需原料成本高，其主要工艺为:矿石磨碎、硫酸浸出、氧化、置换除杂，碳化沉淀锌，活化溶解，硫酸铵锌复，回收碳酸铅的制备等，工艺复杂，且生产的活性氧化锌的活性不高，氧化锌含量高。(2)、CN 1080265A此种方法采用碳酸氢铵全是法制取活性氧化锌，利用碳酸氢铵做沉淀剂，使废水中产生大量的氨氮，污染环境。目前，我国对废水中氨氮的排放是污染源的重要指标。并且制取的氧化锌含量高。(3)专利号:ZL 2008 I 0231558.5该专利用碳酸氢铵全湿法生产氧化锌含量60%的纳米级高反应界面活性氧化锌，它的比表面积在75 m2 /g,物性相当于99.7%普通氧化锌；采用碳酸氢铵做沉淀剂生产，产生氨氮，有环保压力。其他还有SUI1361109A (C01G9/02), CN1037740A (C22B19/38)，只是制取传统氧化锌的方法，而不能制取低锌、高效、节能环保的氧化锌。随着人们生活水平的不断提高，国际上对环境要求越来越严格，已清楚的认识到重金属及锌对环境的污染和对人体、水生物造成危害。另外，近几年我国已成为纯锌进口国。锌又是不可再生的资源，因此，研发一种低锌、高效、节能、环保的新型氧化锌是氧化锌行业发展的必要趋势。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提供。本专利技术提供一种制备氧化锌的改进方法，它采用活性剂(氧化镁和活性硅微粉的混合物)替代部分氧化锌，并采用碳酸钠作为锌沉淀剂，制备出高效氧化锌。本专利技术还提供一种次级氧化锌(烟道灰)或低含量锌的物料为主要原料，利用全湿法生产，采用活性剂(氧化镁和活性硅微粉的混合物)替代部分氧化锌，采用纯碱(碳酸钠)作为锌沉淀剂制取高效氧化锌，以及通过向废水硫酸钠加入氯化钠回收副产品硫酸钡的方法。本专利技术的技术方案如下: (1)将硫酸锌溶液加热，加入活性剂，所述的活性剂为氧化镁和活性硅微粉的混合物，活性剂加完后搅拌约20分钟，加碳酸钠沉淀锌离子，酸碱度控制在pH=7.0-9.0,游离碱浓度0.4-0.5，在一定的搅拌速度下生成包覆碱式碳酸锌和硫酸钠的混合物，然后进行压滤； (2)压滤得的碱式碳酸锌加水进行洗涤，洗涤至物料中无硫酸根，之后干燥； (3)干燥后得的物料进入焙烧，温度400-550°C，即得高效氧化锌产品。优选的是，本专利技术方法包括如下步骤: (1)将中和反应罐中的硫酸锌溶液升到40-55°C，开始加活性剂，所述的活性剂为氧化镁和活性硅微粉的混合物；活性剂的`加入量与溶液中锌的质量比为:锌离子:氧化镁:活性硅微粉=1:0.55-0.45:0.25-0.35，活性剂加完后搅拌约20分钟，加碳酸钠沉淀锌离子，碳酸钠与锌离子的物质的量之比约1:1.8，酸碱度控制在pH=7.0-9.0，游离碱浓度0.4-0.5，在一定的搅拌速度下生成包覆碱式碳酸锌和硫酸钠的混合物，然后进行压滤； (2)压滤的碱式碳酸锌加水进行洗涤，洗涤至物料中无硫酸根即可，进行干燥，例如入闪蒸干燥机干燥至水分< 2.5% ； (3)干燥后的物料进入例如焙烧炉焙烧，温度400-550°C，氧化锌含量在56%-58%即为高效氧化锌产品。本专利技术方法更优选包括回收副产物的步骤，它包括:将步骤(1)中压滤后得的废液硫酸钠，加氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，然后进行压滤；压滤后的硫酸钡加软水洗涤至无氯离子，干燥至水分< 2.5%，即得副产硫酸钡。优选的是，本专利技术高效氧化锌的生产方法以次级氧化锌为原料，它包括如下步骤: (1)用含锌原料与硫酸反应，生成一定浓度的硫酸锌溶液； (2)压滤后的硫酸锌溶液转入净化反应容器，例如用泵送入净化反应灌，加入氧化剂例如高锰酸钾，把Fe2 +、Mn2 +氧化为Fe3 +、Mn4+，生成络合物Fe (OH) 3、Μη02沉淀，然后进行压滤； (3)过滤后的硫酸锌溶液转入还原反应容器，例如用泵送入还原反应罐，加入金属锌粉置换重金属，反应时间2-3小时,重金属控制在5ppm以下,然后进行过滤； (4)过滤后的纯硫酸锌溶液转入中和反应容器，例如用泵送入中和反应罐，溶液温度升到40-55°C，开始加活性剂，所述的活性剂为氧化镁和活性硅微粉的混合物；活性剂的加入量与溶液中锌的质量比为:锌离子:氧化镁:活性硅微粉=1:0.55-0.45:0.25-0.35，活性剂加完后搅拌约20分钟，加碳酸钠沉淀锌离子，碳酸钠与锌离子的物质的量之比约1:1.8，酸碱度控制在PH=7.0-9.0，游离碱浓度0.4-0.5，在一定的搅拌速度下生成包覆碱式碳酸锌和硫酸钠的混合物，然后进行压滤； (5)压滤的碱式碳酸锌加水进行洗涤，洗涤至物料中无硫酸根即可，干燥，例如进入闪蒸干燥机干燥水分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备高效氧化锌的方法，它包括如下步骤：（1）将硫酸锌溶液加热，加入活性剂，所述的活性剂为氧化镁和活性硅微粉的混合物，活性剂加完后搅拌约20分钟，加碳酸钠沉淀锌离子，酸碱度控制在pH=7.0‑9.0，游离碱浓度0.4‑0.5，在一定的搅拌速度下生成包覆碱式碳酸锌和硫酸钠的混合物，然后进行压滤；（2）压滤得的碱式碳酸锌加水进行洗涤，洗涤至物料中无硫酸根，之后干燥；（3）干燥后得的物料进入焙烧，温度400‑550℃，即得高效氧化锌产品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈坤照，黄利炫，黄改娟，沈钢，沈巧芬，范景云，
申请(专利权)人：洛阳市蓝天化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41