本发明专利技术公开了一种利用低品位氧化锌矿氨法脱碳生产纳米氧化锌的方法，采用氨水-碳铵液作为浸取剂，并在每立方米浸取剂中添加入0.3-0.5kg氟硅酸钠，浸取后在每立方米浸取液中加入50-60kg熟石灰进行脱碳处理，本发明专利技术可获得纯度≥99.7%、粒径分布均匀（平均粒径为10-28nm），比表面积≥107m2/g、流动性和分散性均优的纳米氧化锌粉体；另外，本发明专利技术的处理方法能耗低、效率高，浸取剂循环利用。经过浸出处理的终浸渣，并没有破坏原有矿物成分物相组成，仍然可以制砖等达到了经济环保双重目的,具有较高的经济价值和社会价值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种氧化锌的生产方法，特别涉及一种高纯纳米氧化锌的生产方法。
技术介绍
目前氧化锌产品的生产一般用含锌量高的矿进行焙烧成锌焙砂作原料，因为其含锌率较高，浸提相对容易。随着长年的开采，高品位矿源已越来越少，品位也逐渐降低，人们现己开始注意氧化锌矿的利用。但氧化锌矿通常含锌率较低(有价元素含量Zn 30%以下；Pb 0. 15% ；Cu 0. 008% ；Mn 0. 06% )，且成分复杂，多以菱锌矿、锌铁尖晶石和异极矿存在，矿石中脉石成分氧化铁、氧化硅、氧化钙、氧化镁含量高(分别约Fe2034-7% ；Si023-5% ； Ca030-32% ；MgO 7_8%)，含泥量也重。综合回收利用价值不大，而对锌的选矿、酸浸都较困难，选矿成本高，是国内外选矿长期存在的重大技术难题。近年来国内外对氧化锌矿的浸提的方法大多是，用含强酸的硫酸锌溶液对氧化锌矿浸出，虽然锌浸出率有所提高，但进入溶液的铁、硅量也高，除铁困难，消耗试剂量大，洗涤液带走锌多。中国公开专利如CN1477217A对上述方法做了改进，先采用含硫酸锌pH=3-4的溶液进行中性浸出，再进行低酸浸出工艺。但锌铁尖晶石、异极矿在低酸情况下分解缓慢，浸出效率低、成本高、环境污染等问题仍然存在。国内外的许多冶金工作者都认为，含锌量低于20%的氧化锌矿不宜单独用湿法浸出工艺来处理。最理想的方法是进行锌的选择性浸出，使锌进入溶液中，锌得到有价值的回收利用。高纯氧化锌一般是指氧化锌的质量分数> 99. 7%的氧化锌产品，高纯度氧化锌是现代工业不可缺少的一种高科技原料，用途广泛，主要用于玻璃、饲料、陶瓷、染料、油漆、造纸、橡胶、农药、炼油、镀锌、特种钢材、合金、国防科技等数十种行业企业，无论是玻璃、造纸，还是橡胶、炼油等都对氧化锌需求量很大，并且纯度要求非常高。纳米氧化锌(ZnO)是一种粒径介于1-100 nm之间、面向21世纪的新型高功能精细无机产品，表现出许多特殊的性质，如非迁移性、荧光性、压电性、吸收和散射紫外线能力等，利用其在光、电、磁、敏感等方面的奇妙性能，可制造气体传感器、荧光体、变阻器、紫外线遮蔽材料、图像记录材料、压电材料、压敏电阻、高效催化剂、磁性材料和塑料薄膜等。目前生产氧化锌的方法，主要有化学沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳液法以及水热合成法等。但是所采用的原料都是锌含量在50%以上的锌焙砂或纯锌盐(如硫酸锌、硝酸锌或醋酸锌)等。氨法是制备氧化锌的一种常用方法，目前氨法(氨-碳铵联合浸出法)生产氧化锌的一般步骤包括氨-碳铵为浸取剂，对含锌物料进行浸取制得浸取母液，浸取母液经净化、蒸氨结晶、干燥、煅烧制得氧化锌产品。这种传统的氨法制备氧化锌一直没有应用于低品位氧化锌矿的处理，主要原因在于I.因为矿物含锌率低，含泥量高，浸出液含锌浓度低，浸取剂消耗量大，成本高，企业无法承受。2.因为杂质成分复杂，生产的产品合格率低，产品价格低经济效益差。3.常规手段浸取时，锌矿的浸出率低，浸出渣残余锌高浪费大，锌矿的价值得不到利用和体现。目前已公开的氨浸法生产纳米氧化锌技术，都是低温水解法如 中国专利申请号92103230. 7公布了一种针对传统氨络合法生产氧化锌的改进技术，将净化后的锌氨络合液加水稀释，使部分锌氨络合液水解，得到碱式碳酸锌(氢氧化锌与碳酸锌之比为2:1)，然后继续加热直至锌氨络合液分解完毕，经高温煅烧得到30-100nn的纳米氧化锌。该技术专利以下问题需要解决 水解后，未离解的锌氨络合液在加热分解过程中，新产生的碱式碳酸锌会在原有晶核表面继续生长，促使原水解的晶体长大，容易造成碱式碳酸锌结晶体粒径不均匀，使最终产品粒径不易控制。增加4-10倍的水量，降低了制取过程中的效率，增加能耗，增加后端水处理成本。中国专利申请号200610130477. 7公布了一种针对传统氨络合法生产氧化锌的改进技术，将锌氨络合液，连续与I :2-20的热水或热的母液混合，母液经加热保温后循环用于锌氨络合液的水解，制得10-50nn的纳米氧化锌。该技术专利以下问题需要解决 母液水解后氨不能完全分离出去，重复叠加达不到水解的效果，最终将是锌氨络合液与锌氨络合液的混合。以上两种专利实质上都是设法在低温下，利用水的大量稀释使溶液的PH值发生轻微改变而水解析出结晶获得部分纳米结晶体，实际上仅仅依靠PH值轻微的改变只能获得在锌浓度较高时情况下极少一部分水解(从氧化锌在氨水溶解度曲线图中可以查到)。其实高浓度的锌氨液析出的效率高、能耗低，低浓度的锌氨液析出的效率低、能耗高，人为加大水的比例量生产纳米氧化锌在技术上是可行的，但在经济效益方面未必可行。另外，目前氨浸法生产氧化锌，锌氨络合液析氨后多以碱式碳酸锌晶体析出，碱式碳酸锌分解温度高(氢氧化锌分解初使温度约125°C，碳酸锌约300°C)，为得到高纯度产品，必须保证足够高的分解温度，一般控制温度500°C以上，才能使碱式碳酸锌分解完全。如申请号为200610130477. 7的中国专利申请，煅烧温度高达550°C。高温煅烧严重影响氧化锌的比表面积及其活性和分散性，继而影响到其应用领域。综上所述，对于低品位氧化锌矿的处理，如何在低含量锌的物料中有效浸出其中的锌，并得到高纯纳米级的氧化锌，同时需克服传统方法的缺点，成为本行业亟待解决的技术难题。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的之一在于针对上述存在的问题，提供一种有效回收低品位氧化锌矿中的锌并制备高纯度纳米氧化锌的方法。本专利技术采用的技术方案是这样的一种利用低品位氧化锌矿氨法脱碳生产纳米氧化锌的方法，包括以下步骤低品位氧化锌矿的浸取、脱碳、净化除杂、精制处理、蒸氨结晶和干燥煅烧，其中浸取时用氨水-碳铵液作为浸取剂；其成分C (NH3) =5. 5-7mol/L, c (CO32O=O. 95-1. 2mol/L,并在每立方米浸取剂中添加入0. 3-0. 5kg氟硅酸钠，浸取后得到浸取液； 将浸取后得到的浸取液中氧化锌调整到50-60g/L，加热进行升温降氨脱碳并自然沉淀，其方法为在每立方米浸取液中加入30-60kg熟石灰并搅拌，间接缓慢加热至90-98°C，直至c (CO广)^ 0. 3mol/L> c (NH3) < 3. 5mol/L,然后按3_4kg/m3加入过硫酸铵，补力口5-10kg/m3熟石灰粉，继续搅拌脱碳并发生氧化反应，检测c (C032_)彡0. lmol/L以及铁锰除净后进行固液分离； 在净化除杂后，进行精制处理，方法为净化除杂处理后的液体中，加入磷酸铵和表面活性剂，加入量为每立方米净化除杂处理后的液体中l_3kg磷酸铵、10-50g表面活性剂，如SDS ； 脱碳浸取液控制氧化锌浓度为50-60g/L，是因为脱碳后负电荷配位离子完全依靠0H_或S042_,而在此温度下氧化锌在3-5mol/L氨水中的溶解度为50_60g/L (从氧化锌在氨水中溶解度图可以查到)； 净化除杂、蒸氨结晶和干燥煅烧步骤均采用目前普通氨法制备氧化锌的工艺参数。本专利技术首先将现有的氨法制备氧化锌的技术应用于对低品位氧化锌矿的处理，同时，在现有的氨法的工艺基础上，在浸取剂中，加入适量的氟硅酸钠；净化前增加了在浸取母液加入石灰乳进行搅拌脱碳的步骤。由于低品位本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用低品位氧化锌矿氨法脱碳生产纳米氧化锌的方法，包括以下步骤:低品位氧化锌矿的浸取、净化除杂、蒸氨结晶和干燥煅烧，其特征在于：浸取时用氨水？碳铵液作为浸取剂；其成分c(NH3)=5.5？7mol/L，？c(CO32？)=0.95？1.2？mol/L，并在每立方米浸取剂中添加入0.3？0.5kg氟硅酸钠，浸取后得到浸取液；将浸取液中氧化锌调整到50？60g/L，加热进行升温降氨脱碳并自然沉淀，其方法为：在每立方米浸取液中加入30？60kg熟石灰并搅拌，间接缓慢加热至90？98℃，直至c(CO32？)≤0.3mol/L、c(NH3)≤3.5mol/L，然后按3？4kg/m3加入过硫酸铵，补加5？10kg/m3熟石灰粉,继续搅拌脱碳并发生氧化反应，检测c(CO32？)≤0.1mol/L以及铁锰除净后进行固液分离；在净化除杂后，进行精制处理，方法为：净化除杂处理后的液体中，加入磷酸铵和表面活性剂，加入量为每立方米净化除杂处理后的液体中1？3kg磷酸铵、10？50g表面活性剂。
【技术特征摘要】
【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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