本发明专利技术公开了一种利用低品位氧化锌矿配废石膏生产纳米立德粉的方法，其具体步骤包括浸出、净化、复分解反应、洗涤粉碎等步骤，通过氨-硫酸铵法选择性浸出锌，并结合过硫酸铵除铁、砷，硫化法和锌粉置换法除去镍、铜、铅、镉等重金属元素，复分解反应得到nZnS-BaSO4微细结晶体滤饼，干燥粉碎结晶体滤饼，得到的纳米立德粉产品。本发明专利技术所得立德粉产品质量好，生产所用锌原料为低品位氧化锌矿提供，硫酸根由废石膏提供，可以将低品位氧化锌中的锌进行回收利用，废石膏实现了资源化利用，化废为宝，生产成本低、操作简单。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无机颜料立德粉的生产工艺，具体涉及一种利用低品位氧化锌矿配以废石膏生产纳米级立德粉的方法。
技术介绍
无机颜料立德粉也称锌钡白，是硫化锌与硫酸钡的混合晶体，具有许多独特和优良的性能，立德粉产品形成了系列产品，如高ZnS型、表观处理型、水分散型、耐晒型、彩色型等，在工农业生产和日常生活中发挥着重要作用。主要用于涂料、油漆、热塑性塑料、热固性塑料、纸张等，通过表面处理或TiO2包覆可以代替部分金红石 。目前立德粉主要在中国生产，国内立德粉的生产绝大部分还是使用传统法，主要原料是次氧化锌、硫酸和硫化钡(重晶石和煤经高温还原制得)，使用原料一般含锌45% 70%。传统法生产立德粉流程是以含锌45%以上锌焙砂为原料用硫酸浸出，得到硫酸锌粗液，然后用高锰酸钾氧化除铁等，再用锌粉置换重金属，过滤得到硫酸锌精制液，再与硫化钡进行复分解反应、压滤、煅烧、漂洗、干燥、粉碎得到含硫化锌30%以上不同类型的立德粉系列产品。整个过程在酸性(PH < 7)环境中进行，消耗大量的硫酸，硫酸具有强烈的腐蚀性，对生产设备要求高，最后排出的渣是酸性渣，给环境带来新的污染，而且对原料要求高、生产成本高，所得到的产品质量差。随着科技的发展，各种颜料应运而生，无机颜料正面临着严重的挑战，纳米材料是20世纪末发展起来的具有介观维尺度的一类新型材料，目前正向着低维与复合方向发展。近年来纳米立德粉已投入工业生产，硫酸锌溶液制得与传统法相同，合成时在有机相(如苯等)中进行，生产成本高，废水难以循环利用，生产过程有机溶剂以及终浸渣容易造成对环境的污染，其发展受到严重的限制。另外，随着锌化合物和立德粉的需求越来越大，我国锌资源的不断开采，矿产资源日趋贫、细、杂，综合利用和环保要求不断提高，人们已开始研究低锌原料的回收利用技术。所谓的低锌原料主要为低品位氧化锌矿。但是由于低品位氧化矿成分复杂，其它有价金属(如铅、铜等)含量较少不宜综合提取利用，浮选困难，选矿效率低、选矿成本高，浮选污泥、污水、所加药剂对环境污染大。而火法冶炼回收率低，能耗高，回收的产品品位低，杂质高，经济效益差，空气污染也大而受到国家产业政策的排斥，因此低品位氧化锌矿的选矿、加工利用是国内外长期存在的重大技术难题。综上所述，如何在低锌含量的氧化锌矿中有效浸出其中的锌，得到高质量的纳米级立德粉，同时克服传统立德粉生产的缺点，成为本行业亟待解决而未能解决的技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，设计，用于将低品位氧化锌矿中的锌和废石膏中的硫酸根进行回收利用，在氨性环境下，生产出硫化锌和硫酸钡含量高、质量好、粒径为纳米级的立德粉。为实现上述目的，本专利技术的技术方案包括如下步骤 1)浸出低品位氧化锌矿与废石膏混合均匀，原料质量配比按C(Zn2+): (SO42O=O. 7 3 :1，用氨水-硫酸铵液浸取，氨水浓度为5. O 7. Omol/L、硫酸铵浓度为O lmol/L，在温度为20 50°C下，浸出3h 9h，所得终浸液用于下一工序； 浸出反应方程式为ZnO +n NH3+H20+CaS04 — [Zn NH3)n] SO4 + Ca(OH)2 IZn (OH) 2+ n NH3 +CaSO4 — [Zn NH3) n] SO4 + Ca(OH)2 IZnSO4 + η NH3 — [Zn(NH3)η] 2++S042_ ZnFe2O4 +η NH3+4H20+CaS04 — [ Zn (NH3) η ] S04+2Fe (OH) 3 丨 + Ca (OH) 2 IZn2Si04+2n NH3 +2Η20 — 2 [Zn(NH3)η] (OH )2+ SiO2 ICaSO4 + 2 NH3 · H2O — (NH4)2SO4+ Ca(OH)2 I CaSO4 + 2 —SO广 + Ca (OH) 2 I 其中η=1 4 2)净化向终浸液中加入过硫酸铵进行一次性氧化除铁，并加入活性炭吸附砷铁共沉淀达到除砷目的，分离前加入聚丙烯酰胺凝聚剂过滤分离，向一次氧化除杂后的溶液中加入硫化碱进行硫化除杂，分离得到的硫化后的滤液用锌粉进行置换，除去剩余的杂质，得到硫酸锌氨络合液，用于下一工序； 反应方程式为5(NH4) 2S208+2Mn2.+ 8H20 — 2NH4Mn04+ 4 (NH4)2SO4 +16H++ 6S0广S2O82-+ Mn2+ 2 NH3 · H2O + H2O — MnO (OH) 2 I +2NH42++2S0广+ 2H+S2082>2Fe2+ +6 NH3 · H2O — 2 SO42-+ 2Fe (OH) 3 I +6NH:As2O3 +3H20 — 2H3As032H3As03 + 8Fe (OH) 3 — (Fe2O3)4As2O3 · 5H20 \ +IOH2OAsO43 + Fe3 — FeAsO4 \M2+ + S2- — MS I M 代表 Cu2+、Pb2+、Cd2+、Ni2+、Hg2+等离子 As3 + S2 — As2S3 I 3)复分解反应将硫化碱溶解于蒸馏水中得到复分解反应澄清透明液，并加入非离子表面活性剂搅拌均匀，然后缓慢将其加入硫酸锌氨络合液中发生复分解反应，得到立德粉乳浊液，过滤分离，分离后的氨液经调氨后返回浸取，分离的IiZnS-BaSO4结晶体滤饼进入下一工序；[Zn (NH3)n] SO4 +BaS — ZnS I + BaSO4 I + ηΝΗ3[Zn(NH3)n] (OH )2+ H2S — ZnS I + 2H20 + nNH3 4)洗涤粉碎用蒸馏水或者乙醇洗涤IiZnS-BaSO4结晶体滤饼，洗涤之后过滤分离的IiZnS-BaSO4结晶体滤饼进行干燥粉碎，得到纳米立德粉产品。 浸出步骤中，所述低品位氧化锌矿中锌质量分数为5% 35%,废石膏中硫酸I丐质量分数为80%以上。在净化步骤中，终浸液中加入过硫酸铵一次氧化后，过滤分离前加入聚丙烯酰胺凝聚剂。用于絮凝产生砷、铁共沉淀，去除有害元素。优选方案有在浸出步骤中，每立方米的氨水-硫酸铵溶液中添加0. 05kg O.Ikg的十二烧基苯磺酸钠,十二烧基苯磺酸钠降低溶液表面能。在浸出步骤中，每立方米的氨水-硫酸铵溶液中添加O. 3 O. 5kg氟硅酸钠。加入适量的氟硅酸纳能破除硫酸钙在氨溶液的转换过程中生成的氢氧化钙等一类超细微粒对含锌颗粒的包裹，实现超细微粒分层剥离上浮，从而将锌裸露，实现浸溶。在浸出步骤中，每立方米的氨水-硫酸铵溶液中添加O. 5 Ikg的二氰二胺，通过添加二氰二胺，减少工艺过程中氨的挥发，改善工作环境，减少氨的损耗浪费。净化步骤中加入的硫化碱包括为硫化钠、硫化铵或硫化氢其中任何一种或混合物。硫化除去绝大部分Cu2+、Pb2+、Cd2+ 'Ni2+、Hg2+等重金属离子。所述复分解反应步骤中的硫化物是硫化钡、硫化钠、硫化铵或硫化氢气体。非离子表面活性剂为0P-10，为壬基酚与环氧乙烷的缩合物，加入量为每立方米的复分解反应液中添加O. 15 O. 2kg，反应温度10 40°C，搅拌速度为10 15m/s，化合时间O. 5 lh。非离子表面活性剂的加入有利用nZnS-BaS04微细结晶成核，因本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用低品位氧化锌矿配废石膏生产纳米立德粉的方法，其特征在于，具体步骤如下：1）浸出：低品位氧化锌矿与废石膏混合均匀，原料质量配比按c(Zn2+):(SO42？)=0.7～3：1，用氨水？硫酸铵液浸取，氨水浓度为5.0～7.0mol/L、硫酸铵浓度为0～1.0mol/L，在温度为20～50℃下，浸出3h~9h,所得终浸液用于下一工序；2）净化：向终浸液中加入过硫酸铵进行一次性氧化除铁，并加入活性炭吸附砷铁共沉淀，分离前加入聚丙烯酰胺凝聚剂过滤分离，向一次氧化除杂后的溶液中加入硫化碱进行硫化除杂，分离得到的硫化后的滤液用锌粉进行置换，除去剩余的杂质，得到硫酸锌氨络合液，用于下一工序；3）复分解反应：将硫化碱溶解于蒸馏水中得到复分解反应澄清透明液，并加入非离子表面活性剂搅拌均匀，然后缓慢将其加入硫酸锌氨络合液中发生复分解反应，得到立德粉乳浊液，再加入H2O2氧化脱硫漂白，过滤分离，分离后的氨液经调氨后返回浸取，分离的nZnS？BaSO4结晶体滤饼进入下一工序；？4）洗涤粉碎：用蒸馏水或者乙醇洗涤nZnS？BaSO4结晶体滤饼，洗涤之后过滤分离的nZnS？BaSO4结晶体滤饼进行干燥粉碎，得到纳米立德粉产品。...
【技术特征摘要】
1.一种利用低品位氧化锌矿配废石膏生产纳米立德粉的方法，其特征在于，具体步骤如下 O浸出低品位氧化锌矿与废石膏混合均匀，原料质量配比按C(Zn2+) : (SO42O=O. 7 3 :1，用氨水-硫酸铵液浸取，氨水浓度为5. O 7. Omol/L、硫酸铵浓度为O I. Omol/L，在温度为20 50°C下，浸出3h 9h，所得终浸液用于下一工序； 2)净化向终浸液中加入过硫酸铵进行一次性氧化除铁，并加入活性炭吸附砷铁共沉淀，分离前加入聚丙烯酰胺凝聚剂过滤分离，向一次氧化除杂后的溶液中加入硫化碱进行硫化除杂，分离得到的硫化后的滤液用锌粉进行置换，除去剩余的杂质，得到硫酸锌氨络合液，用于下一工序； 3)复分解反应将硫化碱溶解于蒸馏水中得到复分解反应澄清透明液，并加入非离子表面活性剂搅拌均匀，然后缓慢将其加入硫酸锌氨络合液中发生复分解反应，得到立德粉乳浊液，再加入H2O2氧化脱硫漂白，过滤分离，分离后的氨液经调氨后返回浸取，分离的nZnS-BaS04结晶体滤饼进入下一工序； 4)洗涤粉碎用蒸馏水或者乙醇洗涤IiZnS-BaSO4结晶体滤饼，洗涤之后过滤分离的IiZnS-BaSO4结晶体滤饼进行干燥粉碎，得到纳米立德粉产品。2.如权利要求I所述的利用低品位氧化锌矿配废石膏生产纳米立德粉的方法，其特征在于，在浸出步骤中，每立方米的氨-硫酸铵溶液中添加O. 05kg...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈尚全，李时春，李晓红，
申请(专利权)人：四川巨宏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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