一種低品位氧化鋅礦制備活性氧化鋅的工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低品位氧化鋅礦制備活性氧化鋅的工藝。所述工藝通過濕法浸出制備活性氧化鋅，選用了合適的浸出方式及各流程中的工藝參數(shù)，為一種高效、清潔、易實現(xiàn)的處理低品位氧化鋅礦并制備活性氧化鋅的工藝，具有流程短、能耗低、技術(shù)條件易控制等優(yōu)點。該工藝適用于處理同類礦石，為緩解我國鋅原料不足、實現(xiàn)鋅資源循環(huán)利用提供指導(dǎo)。得到的活性氧化鋅產(chǎn)品各項指標(biāo)均符合化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T2572-2006。
【專利說明】 一種低品位氧化鋅礦制備活性氧化鋅的工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及活性氧化鋅領(lǐng)域，具體涉及一種低品位氧化鋅礦制備活性氧化鋅的工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]氧化鋅，俗稱鋅白，是一種重要的無機化工產(chǎn)品。氧化鋅廣泛應(yīng)用于橡膠、涂料、陶瓷、化工、醫(yī)藥、食品等方面。活性氧化鋅一般指表面經(jīng)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(jié)晶細(xì)、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于35m2/g，甚至可以高達(dá)50m2/g?；钚匝趸\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(zhì)和用途之外，還有許多獨特的性質(zhì)和用途，如表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)及量子尺寸效應(yīng)等?；钚匝趸\作為一種重要的人造粉體材料，在橡膠、陶瓷、涂料、石油、醫(yī)藥及日用化工等領(lǐng)域都有重要用途:
[0003]近年來，國內(nèi)外學(xué)者對活性氧化鋅的制備方法進(jìn)行了大量研究，主要方法如下:
[0004](I)有機化合物的堿性還原法
[0005]該法將廢鋅用水洗凈，然后與有機物混合，加入堿液調(diào)節(jié)溶液pH值，加熱至高溫后混以少量的硫，得到的活性氧化鋅可用于橡膠填料。
[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(zhuǎn)化為堿式碳酸鋅前驅(qū)體，然后洗滌、干燥、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，然后將兩種溶液混合攪拌，可得到草酸鋅沉淀，然后洗滌、干燥并在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(yè)生產(chǎn)。
[0010]⑷堿法
[0011]用稀硫酸或鹽酸浸取鋅灰或鋅洛,浸取液凈化后同氫氧化鈉溶液反應(yīng)到溶液pH值為7-11的范圍內(nèi)，再將氫氧化鋅沉淀制成活性氧化鋅。
[0012](5)添加甲醇和水玻璃法
[0013]鋅鹽溶解于水中后加入NaOH混合攪拌，同時加入工業(yè)水玻璃及甲醇反應(yīng)，將生成的沉淀過濾、水洗、干燥得到活性氧化鋅。所得活性氧化鋅顆粒用于橡膠工業(yè)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制法
[0015]堿金屬碳酸鹽或者堿金屬氫氧化物與鋅鹽在溶液中進(jìn)行反應(yīng)，得到沉淀物在450-900°C下噴霧干燥，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]該方法采用稀硫酸浸取各種含鋅原料，得到硫酸鋅溶液。采用鋅粉置換除去鐵、錳等雜質(zhì)，凈化后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(luò)合物。加熱蒸氨可得前驅(qū)物堿式碳酸鋅，堿式碳酸鋅沉淀經(jīng)過濾、洗滌、干燥后在高溫下進(jìn)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，易于實現(xiàn)工業(yè)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，生成堿式碳酸鋅沉淀。然后過濾、洗滌、干燥、鍛燒得到活性氧化鋅。產(chǎn)品中含有微量的二氧化碳和1%左右的水分。
[0020]目前國內(nèi)活性氧化鋅生產(chǎn)方法有直接法、間接法和濕法。直接法的生產(chǎn)原料為富集鋅礦，其產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定；間接法多以鋅錠為原料，成本太高，發(fā)展受限。
[0021]近年來，我國鋅礦石資源供應(yīng)日益緊張，而鋅金屬的生產(chǎn)能力和產(chǎn)量卻大幅增長。隨著鋅礦石的大量開發(fā)，其品位不斷下降、雜質(zhì)含量逐漸增高，我國冶鋅工業(yè)的持續(xù)發(fā)展面臨日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，積極開發(fā)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(fā)明采用低品位氧化鋅礦為原料，通過濕法浸出制備活性氧化鋅，選用了合適的浸出方式及各流程中的工藝參數(shù)，取得了好的效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0023]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種低品位氧化鋅礦制備活性氧化鋅的工藝。所述工藝通過濕法浸出制備活性氧化鋅，選用了合適的浸出方式及各流程中的工藝參數(shù)，為一種高效、清潔、易實現(xiàn)的處理低品位氧化鋅礦并制備活性氧化鋅的工藝，具有流程短、能耗低、技術(shù)條件易控制等優(yōu)點。該工藝適用于處理同類礦石，為緩解我國鋅原料不足、實現(xiàn)鋅資源循環(huán)利用提供指導(dǎo)。得到的活性氧化鋅產(chǎn)品各項指標(biāo)均符合化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) HG/T2572-2006。
[0024]本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0025]一種低品位氧化鋅礦制備活性氧化鋅的工藝，包括以下工序:二段氨浸；凈化；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，凈化工藝為:采用鋅粉還原，鋅粉用量0.9-1.lg/L，反應(yīng)時間1.5-2.5h，反應(yīng)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(zhì)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(yōu)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(dá)95.9%。
[0033]其中，凈化工藝為:采用鋅粉還原，鋅粉用量1.00g/L，反應(yīng)時間2h，反應(yīng)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(fā)明具有以下優(yōu)點:本發(fā)明確定了一種高效、清潔、易實現(xiàn)的處理低品位氧化鋅礦并制備活性氧化鋅的工藝，具有流程短、能耗低、技術(shù)條件易控制等優(yōu)點。該工藝適用于處理同類礦石，為緩解我國鋅原料不足、實現(xiàn)鋅資源循環(huán)利用提供指導(dǎo)。得到的活性氧化鋅產(chǎn)品各項指標(biāo)均符合化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T2572-2006。

【具體實施方式】
[0036]為便于理解本發(fā)明，本發(fā)明列舉實施例如下。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，所述實施例僅僅是幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對本發(fā)明的具體限制。
[0037]實施例一
[0038]低品位氧化礦成分(質(zhì)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]低品位氧化鋅礦制備活性氧化鋅的工藝包括以下工序:二段氨浸；凈化；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(dá)95.9%。
[0042]凈化工藝為:采用鋅粉還原，鋅粉用量1.00g/L，反應(yīng)時間2h，反應(yīng)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(chǎn)品各項指標(biāo)均符合化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T2572-2006。
[0045]實施例二
[0046]低品位氧化礦成分(質(zhì)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]低品位氧化鋅礦制備活性氧化鋅的工藝包括以下工序:二段氨浸；凈化；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]凈化工藝為:采用鋅粉還原，鋅粉用量0.9g/L，反應(yīng)時間1.5h，反應(yīng)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(chǎn)品各項指標(biāo)均符合化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T2572-2006。
[0053]實施例三
[0054]低品位氧化礦成分(質(zhì)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]低品位氧化鋅礦制備活性氧化鋅的工藝包括以下工序:二段氨浸；凈化；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，凈化工藝為:采用鋅粉還原，鋅粉用量1.lg/L，反應(yīng)時間2.5h，反應(yīng)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(chǎn)品各項指標(biāo)均符合化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T2572-2006。
[0061] 申請人:聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實施。所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對本發(fā)明的任何改進(jìn)，對本發(fā)明產(chǎn)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(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種低品位氧化鋅礦制備活性氧化鋅的工藝，包括以下工序:二段氨浸；凈化；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，凈化工藝為:采用鋅粉還原，鋅粉用量0.9-1.lg/L，反應(yīng)時間1.5-2.5h，反應(yīng)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(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，所述低品位氧化礦成分(質(zhì)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其中，凈化工藝為:采用鋅粉還原，鋅粉用量1.00g/L，反應(yīng)時間2h，反應(yīng)溫度30°C。
6.根據(jù)權(quán)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(yōu)先權(quán)日:2013年7月19日
【發(fā)明者】石明 申請人:無錫永發(fā)電鍍有限公司