[發明專利]一種硫化鋅精礦鋅焙砂制備納米氧化鋅的工藝

無效

• 申請號: 201310294645.6
• 申請日: 2013-07-12
• 公開（公告）號: CN104276594A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 李飛
• 申請（專利權）人: 無錫成博科技發展有限公司
• 主分類號: C01G9/02
• 分類號: C01G9/02;B82Y30/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 楊小雙

技術領域

本發明涉及納米氧化鋅制備領域，具體涉及一種硫化鋅精礦鋅焙砂制備納米氧化鋅的工藝。

背景技術

采用鋅精礦沸騰焙燒，煙氣制酸，鋅焙砂兩段浸出，兩段凈化，硫酸鋅凈液電解沉積的傳統濕法工藝生產電鋅技術成熟，被企業廣泛采用。但鋅產品結構單一，品種少，科技含量低。

引入高新技術，提高產品技術含量和附加值，延長鋅產業鏈，實現鋅的初加工向深精加工轉變，促進鋅產品的升級換代，具有極高的開發利用價值。

納米ZnO產品己成為納米粉體市場的重要組成部分。隨場的國際化、對外貿易的增加，納米Zn0的需求將劇增，相關行業的發展(如橡塑、紡織行業)也將帶動對納米ZnO的需求。

納米ZnO的價格比普通ZnO高得多，若能利用廉價的鋅礦生產納米ZnO進入市場，不但可以獲得豐厚的利潤，同時可以改善企業的鋅產品結構，對提高企業的經濟效益具有重要的意義。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供一種硫化鋅精礦鋅焙砂制備納米氧化鋅的工藝。所述工藝制備得到的ZnO顆粒為六方晶系ZnO，形貌為球狀或類球狀，平均晶粒尺寸為25nm左右，顆粒粒度分布均勻，分散性良好，ZnO含量達到99.2%，鋅的回收率達到96.8%。納米ZnO產品的主要技術指標達到或超過GB/T19589-2004國家標準3類產品指標。且操作簡便易行，對設備、技術要求不高，成本低，鋅的沉淀率和產品純度高，經濟效益明顯，易于工業化生產。

本發明采用以下技術方案：

一種硫化鋅精礦鋅焙砂制備納米氧化鋅的工藝，包括以下步驟：

（1）浸出

將粉碎的鋅焙砂礦粉在105℃烘箱中烘干2h，過篩，鋅焙砂的粒度為120-160目。然后用硫酸浸出，浸出過程不斷攪拌；

浸出條件為：硫酸濃度控制在18-22%，液固比3.5-4.5:1，浸出溫度55-65℃，浸出時間45-75min；

（2）除雜凈化

所得鋅焙砂的浸出液，室溫，加雙氧水攪拌1h，氧化溶液中的Fe2+和Mn2+；經氧化處理后的溶液用ZnO調節pH值至5-6、調節溫度至80-90℃，攪拌2h，使雜質鐵、錳水解除去；再調pH至5.2-5.4，控制溫度70-80℃,加入理論量2.8倍的鋅粉，攪拌1.5h，置換除去Cu²⁺、Cd²⁺等；冷卻，加入理論量2倍的氟化鋅，攪拌0.5h,沉淀除去Ca²⁺、Mg²⁺等雜質。

（3）直接沉淀制備納米氧化鋅

將除雜后的硫酸鋅溶液濃縮或稀釋為含鋅離子為一定濃度的溶液，并加入1%的分散劑，攪拌器下向溶液中滴加己配好的Na2CO3溶液，于常壓下在規定的反應溫度進行反應，反應過程不停地攪拌，經過一定時間的反應，即能得到ZnO前驅體沉淀產物；將反應得到的沉淀進行抽濾、用去離子水洗滌數次，至滴出的濾液用BaCl2溶液檢驗無沉淀析出，再用無水乙醇洗兩次，將洗滌后的ZnO前驅體放入坩堝，然后置于干燥箱中于110℃左右進行干燥，以去除自由水和部分結合水，得到手感滑膩無硬團聚的納米ZnO前取休堿式碳酸鋅粉體。將干燥好的ZnO前驅體置于馬弗爐中，在高溫下進行加熱使其分解，控制一定溫度不變，分解一定時間后取出得到白色蓬松的納米ZnO產品。

直接沉淀制備納米氧化鋅的條件為：碳酸鈉與硫酸鋅的物質的量之比為0.9-1.1:1，硫酸鋅濃度為0.9-1.1mo1/L,Na₂CO₃濃度為0.9-1.1mol/L，反應溫度為20-30℃，鍛燒溫度為650-750℃,煅燒時間為45-75min，分散劑選擇聚乙二醇1000

其中優選的工藝為：

浸出條件為：硫酸濃度控制在20%，液固比4:1，浸出溫度60℃，浸出時間1.0h，鋅的浸出率可以達到96.70%。

直接沉淀制備納米氧化鋅的條件為：碳酸鈉與硫酸鋅的物質的量之比為1:1，硫酸鋅濃度為1.0mo1/L,Na2CO3濃度為1.0mol/L，反應溫度為25℃，鍛燒溫度為700℃,煅燒時間為1h。

其中，所述鋅焙砂為硫化鋅精礦經1050-1100℃氧化沸騰焙燒所得；

其中，所述鋅焙砂的化學組成包括（wt%）：67.67ZnO，2.12PbO，6.5Fe2O3，1.1CaO，0.78MgO，1.02CdO，0.03CuO，0.03MnO2，20.25SiO2等酸不溶物。