[发明专利]利用高砷次氧化锌资源氨-铵工艺制取活性氧化锌的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用高砷次氧化锌资源氨-铵工艺制取活性氧化锌的方法，属无机化工和二次资源回收领域。

背景技术

活性氧化锌是一种重要无机化工产品，用途非常广泛，主要应用于橡胶、涂料、陶瓷、玻璃、医药、化工、食品等方面。

目前，国内外生产活性氧化锌方法主要有干法和湿法。干法由于能耗高、产品质量不稳定、原材料要求特殊，成本过高等因素，使其在工业发展中的前景受到限制；而湿法由于原料来源广泛，能耗相对偏低，产品纯度好，质量稳定，成本较低，环境污染较少及操作方便，已逐步成为人们研究和开发的重点。而湿法又大体分为酸法和碱法，目前广泛采用的方法为酸法，即以低级氧化锌或锌焙砂为原料经硫酸分解浸取、除杂、净化，得到精制硫酸锌溶液，经由纯碱或碳酸氢铵沉淀得到碱式碳酸锌，再经水洗、干燥、煅烧而得到活性氧化锌产品。但该法由于工艺复杂，流程长，操作难度大，设备防腐要求高、过程废水处理困难，污染严重，致使成本较高、项目投资较大。近年来以氨配合工艺为代表的碱法得到快速发展。2010年3月10日中国发明专利公开号CN 101665263A，公开了“一种处理氧化锌矿或氧化锌二次资源制取超细活性氧化锌的方法”该方法是以氨水作浸取剂，同时加入碳酸氢铵或其他铵盐，利用氧化锌易溶于氨-碳酸氢铵混合溶液中生成锌氨配合物这一特点而形成的工艺体系。即以低次级氧化锌或含锌废渣为原料，采用氨-碳酸氢铵混合溶液直接浸取，通过除杂、热解除氨而得到碱式碳酸锌沉淀中间体，其干燥、煅烧过程与传统酸浸法相同。该法的优点在于对原料的适应性较强，除杂较彻底，产品纯度高；适当控制热解条件可得到不同规格的产品；浸取剂循环使用，工艺相对简单，基本没有三废，对环境污染小，成本低于硫酸法；另外对设备防腐要求不高，投资少。但氨法工艺对原料的物相组成有一定的要求，深度除杂能力不强，致使产品纯度和性能指标的进一步提高受到制约或影响。但无论何种工艺方法，在工艺技术控制、产品成本、能源消耗、环保要求等诸多方面各有利弊和不足，因此在针对原料的适应性上都有一定范围的限制或要求。随着锌资源的不断开发和充分利用，高品位、低含杂原料的供应日趋紧张，而低品位、高砷锑锌资源已成为关注的重点和焦点。低品位、高砷锑锌业内通俗称为高砷次氧化锌，即指含锌量为45.18-47.05%，含砷1.06-3.06%的烟灰；由铅锌冶炼所产生，且烟灰中还含其它成分如下：Pb 6.07-26.07%；Cu0.016- 0.06%；Cd 0.18-0.21%；Co0.006- 0.018%；Fe 4.63-5.84%；Sb 0.54-4.54%；In 0.0173- 0.0273%；此外还可以含F 0.20- 0.38；Cl 1.07-2.25。但目前有关高砷次氧化锌原料生产活性氧化锌的专利和技术比较缺乏和薄弱，如何有效利用含杂高，品位低的高砷次氧化锌资源，最大限度的发挥其经济效能，为市场、行业提供优质、低廉的合格产品成为相关技术人员研发的目标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用高砷次氧化锌资源氨-铵工艺制取活性氧化锌的方法，同时对现行的氨法工艺进行适应性改进，使整个工艺过程稳定可靠，原料适应性强，生产成本低，产品质量优异，达到节能和环保的目的。

为实现上述目的，本发明方法采用的技术方案是：一种利用高砷次氧化锌资源氨-铵工艺制取活性氧化锌的方法，是高砷次氧化锌为原料，加入氨水和碳酸氢铵进行选择性浸出，然后经过除杂、锌粉净化、蒸氨结晶、脱水分离及烘干、煅烧工序；过程的氨和CO₂经回收后循环利用；具体方法如下：

 ①浸出过程：以高砷次氧化锌为原料，用碳酸氢铵、氨水为浸取剂，浸出剂成分（以摩尔质量计）为：氨水∶碳酸氢铵=1～5∶1；液固体积质量比为：2～10∶1；浸出温度30～85℃；浸出搅拌时间为0.5～4h；反应终了，用密闭压滤机进行液固分离，滤渣水洗，滤液进入下道工序；

②净化除杂过程：

除杂：除杂开始时先采用30%的H₂O₂进行预氧化，然后缓慢加入加入亚铁盐及H₂O₂进行氧化吸附沉淀砷锑等杂质，反应结束前30min加入硫化物分离重金属离子；反应过程中H₂O₂加入量为1～10ml/L，亚铁盐加入量为0.5～10g/L，硫化物加入量为0.5～10g/L,反应搅拌时间为0.5～3h，温度50～70℃；