[發明專利]一種利用電解鋅酸浸渣生產納米立德粉的方法

有效

• 申請號: 201210358132.2
• 申請日: 2012-09-25
• 公開（公告）號: CN102826583A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 陳尚全;李時春;李曉紅
• 申請（專利權）人: 四川巨宏科技有限公司
• 主分類號: C01F11/46
• 分類號: C01F11/46;C01G9/08;B82Y30/00
• 代理公司: 泰和泰律師事務所 51219
• 代理人: 魏常巍;曾祥坤

技術領域

本發明涉及無機顏料立德粉的生產工藝，具體涉及一種利用電解鋅酸浸渣生產納米級立德粉的方法。?

背景技術

無機顏料立德粉也稱鋅鋇白，是硫化鋅與硫酸鋇的混合晶體，具有許多獨特和優良的性能，立德粉產品形成了系列產品，如高ZnS型、表觀處理型、水分散型、耐曬型、彩色型等，在工農業生產和日常生活中發揮著重要作用。主要用于涂料?、油漆、熱塑性塑料、熱固性塑料、紙張等，通過表面處理或TiO₂包覆可以代替部分金紅石。

目前立德粉主要在中國生產，國內立德粉的生產絕大部分還是使用傳統法，主要原料是次氧化鋅、硫酸和硫化鋇（重晶石和煤經高溫還原制得），使用原料一般含鋅45%～70%。傳統法生產立德粉流程是含鋅45%以上鋅焙砂為原料用硫酸浸出，得到硫酸鋅粗液，然后用高錳酸鉀氧化除鐵等，再用鋅粉置換重金屬，過濾得到硫酸鋅精制液，再與硫化鋇進行復分解反應、壓濾、煅燒、漂洗、干燥、粉碎得到含硫化鋅30%以上不同類型的立德粉系列產品。整個過程在酸性(PH＜7）環境中進行，消耗大量的硫酸，硫酸具有強烈的腐蝕性，對生產設備要求高，最后排出的渣是酸性渣，給環境帶來新的污染，而且對原料要求高、生產成本高，所得到的產品質量差。

隨著科技的發展，各種顏料應運而生，無機顏料正面臨著嚴重的挑戰，納米材料是20世紀末發展起來的具有介觀維尺度的一類新型材料，目前正向著低維與復合方向發展。近年來納米立德粉已投入工業生產，硫酸鋅溶液制得與傳統法相同，合成時在有機相（如苯等）中進行?，生產成本高，廢水難以循環利用，生產過程有機溶劑以及終浸渣容易造成對環境的污染，其發展受到嚴重的限制。

另外，隨著鋅化合物和立德粉的需求越來越大，我國鋅資源的不斷開采，礦產資源日趨貧、細、雜，綜合利用和環保要求不斷提高，人們已開始研究低鋅原料的回收利用技術。所謂的低鋅原料主要為低品位氧化鋅礦，但除了低品位氧化鋅礦中含有鋅之外，酸浸渣中也含有鋅。

目前國內濕法煉鋅主要采用焙燒-浸出-電積的生產工藝，?排放的酸浸渣中鋅質量分數一般8~15%，有的高達20%，硫的質量分數6-12%，其中硫酸根的質量分數為15-30%，主要以CaSO₄形式存在（在此氨性環境下多段浸取硫酸根浸出率可達70%）。酸浸渣中鋅主要以ZnFe₂O₄形式存在，為了回收這些鋅，處理方法目前有火法和濕法兩種，火法為回轉窯揮發法（威爾茲法）和煙化爐揮發法。濕法有熱酸浸出或高溫加壓浸出?；鸱ㄌ幚砉に嚵鞒涕L，設備維修量大，投資高，工作環境較差，需要消耗大量的燃煤或冶金焦煤，效益低，環境污染大。因此通常用熱酸浸出或高壓浸出，這些方法仍然存在缺點是：①消耗大量的酸，浸出率低，由于含有大量的硫酸鈣，硫酸鈣等超細微粒對氧化鋅顆粒起膜隔離作用，致使電解鋅企業在酸環境浸出困難，二次弱酸浸出由于回收率過低，實際意義不大。②如果用強酸浸出，雖然ZnFe₂O₄得到破壞，浸取率有所提高，但鐵浸出率也高（達60%）除鐵的壓力大，需消耗較多的試劑，③高溫高壓設備腐蝕嚴重，設備復雜投資較大；④運行成本高，經濟效益差。⑤最后排出的渣是酸浸渣，給環境帶來新的污染，只好采取固化填埋，不但污染環境，而且也浪費資源。?

因此酸浸渣最為理想的處理方法是進行鋅的選擇性浸出，使鋅進入浸出溶液中，鋅回收利用制得有價值的含鋅產品如立德粉產品等。?

綜上所述，對于電解鋅酸浸渣的處理，如何克服傳統的火法和濕法的缺點，在低鋅含量的物料中有效浸出其中的鋅，并得到納米級立德粉，成為本行業亟待解決而未能解決的技術難題。?

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術存在的缺陷，設計一種利用電解鋅酸浸渣生產納米立德粉的方法，將酸浸渣中的鋅進行回收利用，在氨性環境下，生產出硫化鋅、硫酸鋇含量高，質量好、粒徑為納米級的立德粉產品。

為實現上述目的，本發明的技術方案包括如下步驟：

1）浸出：電解鋅酸浸渣用氨水濃度為5.5～7.0mol/L、硫酸銨摩爾濃度為0～1mol/L（根據產品類型調節硫酸根濃度）的氨-硫酸銨溶液進行浸出，在溫度為20～50℃下，浸出3h~9h,所得終浸液用于下一工序；

浸出反應方程式為：

ZnO?+n?NH₃·H₂O→［Zn?NH₃)n］²⁺+2OH^-