一种锌浮渣生产纳米氧化锌的方法与流程

本申请涉及冶金工程，尤其涉及一种锌浮渣生产纳米氧化锌的方法。

背景技术：

1、锌浮渣为热镀锌、电解锌等生产过程中形成的固体工业废料，通常采用氯化铵和氯化锌作助镀溶剂，从合金液表面捞出的一种浮渣。锌浮渣的主要成分为单质锌、氧化锌和氯化锌。

2、锌浮渣经过球磨处理，产出锌合金粒子和锌灰。锌合金粒子在10-80目之间，返炉熔炼直收率低，直接返湿法流程生产电积锌，氯、铝、镁杂质含量高，难处理。目前国内锌合金粒子回收方法大都采用火法方法，采用湿法工艺生产纳米氧化锌的技术报道较少。

3、申请号201110121965.2的专利“锌灰熔炼回收锌的方法及实施该方法的熔炼装置”，①、将锌灰投入锌锅内，盖上锅盖；对锌锅在48小时内加热至485±5℃时，停止加热，并保温3小时；用搅拌器对锅内的锌灰进行搅拌；再保温1小时，搅拌一次；再保温1小时，然后将沉入锅底的锌打捞出锅。该方法是利用专用的熔炼装置，通过对锌灰的加热熔炼、保温及搅拌，将锌灰中的锌液沉淀出来。实施该方法，可在镀锌生产中边生产，边收集，很方便地收集锌灰中90％以上的锌，通过检测，炼制的锌含锌纯度在98％以上。该工艺生产的粗锌含锌98％以上，含氯较高，还要进行处理才能生产99.995％锌锭。

4、申请号201010567399.3的专利“一种从热镀锌灰中回收锌的工艺”，热镀锌灰通过干磨、筛分后分离得到含金属锌筛上物和含氧化锌筛下物，从而将热镀锌灰金属锌和氧化锌进行初步分离；筛上物在温度为400～500℃，真空度为10～50pa下进行脱结合水和氯化锌处理，然后在温度为650℃～800℃，真空度为10～30pa条件下真空蒸馏得到金属锌；筛下物经过碱洗脱氯后，利用硅铁为还原剂，氧化钙为造渣剂，在真空度为10～30pa、温度为1050～1200℃条件下，通过真空热还原将氧化锌得金属锌。该工艺流程长，能耗高。

5、湿法处理工艺中，公布号为cn105819495a的《一种高活性纳米氧化锌的制备方法》中，公开了一种高活性纳米氧化锌的制备方法，以锌浮渣为原料，经过铬酸钾碱浸提取后，过滤除杂，再加入锌粉对其他金属杂质进行二次除杂，然后向其中加入表面活性剂和硅烷偶联剂等辅料反应混合，整体沉淀过滤，取滤渣干燥得氧化锌，最后煅烧活化得高活性纳米氧化锌成品。

6、利用该法虽然煅烧所得的高活性纳米氧化锌bet比表面积≥48m2/g，活性显著提高。但是该方法由于在对原料进行浸出时，采用的是氧化性碱铬酸钾进行碱浸，且反应过程中还需加入表面活性剂和硅烷偶联剂等辅助试剂，这样的操作缺点在于反应后产生的碱性溶液较难处理，该文件中并没有给出任何对得到后液进行处理的记载。对于本领域技术人员来说，上述溶液既不可以返回进行循环浸出，也不能直接外排，也无法直接售卖，对于企业来说，处理极为困难。

7、如何简化生产工艺，利用现有的原料就可以更加经济环保地就地处理锌浮渣，对于企业降本增效来说有着重要的意义。

技术实现思路

1、为解决或部分解决相关技术中存在的问题，本申请提供了一种锌浮渣生产纳米氧化锌的方法，该方法基于湿法处理工艺，利用现有的常规的设备、原料例如球磨机、双氧水、硫酸以及碳酸氢铵，就可以实现利用锌浮渣直接生产纳米氧化锌，特别地，在利用上述原料制备纳米氧化锌的过程中，可以对过程中的产物充分地回收。

2、本申请中的一种锌浮渣生产纳米氧化锌的方法，包括以下步骤：

3、(1)球磨：锌合金渣通过干式球磨，多级筛分后生产出锌合金粒子和锌灰；

4、(2)氧化：按照每克锌合金粒子中加入0.5～0.8ml双氧水的比例，将其搅拌混匀后静置氧化一段时间；

5、(3)硫酸浸出：将双氧水氧化后的锌合金粒子加入硫酸进行浸出，浸出终点ph为2.5～3.5，过滤得到硫酸锌浸出液；

6、(4)硫酸锌浸出液一次净化：

7、按照每升硫酸锌浸出液中加入0.02～0.025l双氧水的比例进行氧化，然后将所得混合溶液升温至60～65℃，加入石灰，调节终点ph至4.5～5.0，使fe、al水解沉淀，过滤产出铁渣和一次净化滤液；

8、(5)硫酸锌浸出液二次净化：

9、在所得一次净化滤液中加入锌粉置换除杂，过滤得到二次净化后液；

10、(6)碱式碳酸锌制备：

11、在二次净化后液中加入碳酸氢铵制备得到碱式碳酸锌，过滤后得到滤渣和二次净化滤液，二次净化滤液返步骤(3)硫酸浸出；

12、(7)滤渣分别经洗涤、干燥和煅烧后，即得纳米氧化锌。

13、进一步地，所述烘干温度为80-140℃；所述煅烧温度为500-600℃。

14、进一步地，所述步骤(3)硫酸浸出的浸出温度为60～95℃，浸出时间2.5～5h，

15、进一步地，所述步骤(2)中静置氧化时间为0.1～3.0h。

16、进一步地，所述步骤(5)中的置换控制条件为：温度55～60℃，反应时间0.8～1.0h；锌粉加入量为杂质含量的1.05～1.8倍。

17、进一步地，所述锌合金浮渣含锌60～80％，含铁0.06～0.08％，含铝0.3～5％，含镁0.2～1％，含铅0.06～0.08％，含氯0.6～4％。

18、进一步地，所述锌合金粒子含锌90～95％，含铁0.02～0.1％，含铝0.2～0.5％，含镁0.1～0.1％，含铅0.02～0.3％，含氯1～3％。

19、本申请的有益效果是：

20、本申请中的方法基于湿法处理工艺，利用现有的常规的设备、原料例如球磨机、双氧水、硫酸以及碳酸氢铵，就可以实现利用锌浮渣直接生产纳米氧化锌，特别地，在利用上述原料制备纳米氧化锌的过程中，过程中涉及到锌合金粒子氧化后且浸出的渣即酸浸渣送往回收锌，一次净化后得到的铁渣送往回收铁和铝，二次净化后得到的渣则送往回收铜，碱式碳酸锌制备过程中产生的稀酸直接返回浸出工序回用，洗涤后液则浓缩结晶制备硫酸铵，通过上述操作可以对过程中的产物充分地回收。相比较现有技术中采用湿法处理时，碱液浸出液难处理的问题，该方法有效避免了废液的外排，污染小，且实现了各物料的充分回收利用，或返回循环利用，或直接外售，或返回锌冶炼系统主流程，对于锌冶炼企业来说具有更强地实践意义。

技术特征：

1.一种锌浮渣生产纳米氧化锌的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1中所述的一种锌浮渣生产纳米氧化锌的方法，其特征在于，所述烘干温度为80-140℃；所述煅烧温度为500-600℃。

3.根据权利要求1中所述的一种锌浮渣生产纳米氧化锌的方法，其特征在于，所述步骤(3)硫酸浸出的浸出温度为60～95℃，浸出时间2.5～5h。

4.根据权利要求1中所述的一种锌浮渣生产纳米氧化锌的方法，其特征在于，所述步骤(2)中静置氧化时间为0.1～3.0h。

5.根据权利要求1中所述的一种锌浮渣生产纳米氧化锌的方法，其特征在于，所述步骤(5)中的置换控制条件为：温度55～60℃，反应时间0.8～1.0h；锌粉加入量为杂质含量的1.05～1.8倍。

6.根据权利要求1中所述的一种锌浮渣生产纳米氧化锌的方法，其特征在于，所述锌合金浮渣含锌60～80％，含铁0.06～0.08％，含铝0.3～5％，含镁0.2～1％，含铅0.06～0.08％，含氯0.6～4％。

7.根据权利要求1中所述的一种锌浮渣生产纳米氧化锌的方法，其特征在于，所述锌合金粒子含锌90～95％，含铁0.02～0.1％，含铝0.2～0.5％，含镁0.1～0.1％，含铅0.02～0.3％，含氯1～3％。

技术总结本申请是关于一种锌浮渣生产纳米氧化锌的方法，属于冶金工程技术领域。该方法包括以下步骤：(1)球磨：锌合金渣通过干式球磨，生产出锌合金粒子；(2)氧化：锌合金粒子中加入双氧水静置氧化一段时间；(3)硫酸浸出；(4)硫酸锌浸出液一次净化；(5)硫酸锌浸出液二次净化；(6)碱式碳酸锌制备：在二次净化后液中加入碳酸氢铵制备得到碱式碳酸锌，过滤后得到滤渣和二次净化滤液，二次净化滤液返步骤(3)硫酸浸出工序；(7)滤渣分别经洗涤、干燥和煅烧后，即得纳米氧化锌。该方法基于湿法处理工艺，利用现有的常规的设备、原料就可以实现利用锌浮渣直接生产纳米氧化锌，且还可以对过程中的产物充分地回收。技术研发人员：胡如忠,吴红林,田惟维,马胜兰,丁旭,邓远久,陈昌将,张小丽,王嘉静,张红秀,窦鉴,任晓受保护的技术使用者：云南驰宏资源综合利用有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2