一种湿法生产活性氧化锌的方法与流程

专利2025-08-09  111


本发明涉及氧化锌回收,特别涉及一种湿法生产活性氧化锌的方法。


背景技术:

1、活性氧化锌是一种常用的化学添加剂,用途很广泛,主要用作橡胶、涂料、印染、饲料、医药、化工和陶瓷等工业的原料。活性氧化锌在橡胶工业中被用作橡胶的补强剂、着色剂、硫化剂及增加导热性能的配合剂;在涂料工业中主要应用其着色力、遮盖力以及防腐、发光等作用;在印染工业上,用作防染剂;饲料工业上,用作饲料添加剂。此外,活性氧化锌还被用作生产乳白玻璃、锌白品种的油彩和水彩颜料,以及化妆品和各种锌盐的原料。工业生产氧化锌的方法有干法和湿法。干法包括直接法和间接法两种。直接法是以菱锌矿、硫化锌矿、闪锌矿、次氧化锌矿等作原料,加入还原剂,在高温下直接煅烧产生的锌蒸汽与热空气接触氧化生成氧化锌,产品质量相对不稳定;间接法是将锌矿先炼制成锌锭,再用锌锭生产氧化锌,该法成本太高,发展受到限制。湿法处理工艺包括了浸出、电解、沉积等工艺,由于氧化锌是两性氧化物,酸、碱均可用于提取和回收氧化锌。但是常用的回收工艺容易引入新的杂质离子,例如氯离子、钠离子等,影响氧化锌的纯度。


技术实现思路

1、为此,本发明提供了一种湿法生产活性氧化锌的方法,步骤包括:

2、(1)将含锌炉尾渣磨粉,粉末浸泡在硫酸溶液中,水浴加热至55±5℃保温搅拌1h以上,然后空冷至常温,固液分离,获得浸出液;

3、(2)配置十二烷基苯磺酸、双氧水的混合溶液;搅拌所述浸出液,然后在搅拌状态下向所述浸出液中加入所述十二烷基苯磺酸、双氧水的混合溶液获得混合液,加料完成后继续搅拌所述混合液30min以上,将亚铁离子氧化形成铁离子;

4、(3)制备沉淀剂;搅拌所述混合液,然后在搅拌状态下向混合液中加入所述沉淀剂,加料完成后水浴加热至50±5℃保温搅拌20min以上,然后固液分离,获得滤液和滤渣,滤渣浸泡在稀盐酸溶液中超声波震荡10min以上,然后固液分离,固相用去离子水洗涤至洗涤后液呈中性,然后再次将固相浸泡在所述滤液中,水浴加热至50±5℃保温搅拌20min以上,保温结束后固液分离,获得含锌液;

5、(4)向所述含锌液中加入碳酸钠,水浴加热至60±5℃保温搅拌1h以上,获得碱式碳酸锌沉淀,固液分离,固相用去离子水洗涤3次以上,然后煅烧分解,生成所述活性氧化锌;

6、其中所述沉淀剂的制备方法为:

7、步骤一、配置氢氧化钠的水溶液;将氧化石墨烯加入所述氢氧化钠的水溶液中,搅拌30min以上,然后在搅拌状态下向溶液中加入二硫化碳,加料完成后搅拌20min以上,然后水浴加热至40±3℃保温搅拌5h以上,保温结束后固液分离,固相先用乙醇洗涤3次以上,再用去离子水洗涤3次以上,40℃环境下烘干20h以上,获得改性石墨烯;

8、步骤二、配置乙醇的水溶液;配置丙烯酰胺、丙烯酸的混合水溶液;将所述改性石墨烯加入所述乙醇的水溶液中,超声波环境下搅拌分散30min以上获得分散液,然后在搅拌状态下向所述分散液中加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,加料完成后用盐酸调节ph至4,然后在氩气保护氛围中水浴加热至50±3℃保温搅拌3h以上,再固液分离,固相用乙醇洗涤3次以上,40℃环境下烘干20h以上,烘干后固相加入所述丙烯酰胺、丙烯酸的混合水溶液中,加料后搅拌20min以上,然后在搅拌状态下向溶液中加入n,n-亚甲基双丙烯酰胺,加料完成后继续搅拌20min以上,然后混合液置于氩气保护氛围内,水浴加热至60±3℃保温,然后加入引发剂,加料完成后在氩气氛围中60±3℃保温搅拌2h以上,

9、然后固液分离,固相用乙醇洗涤2次以上,再用去离子水洗涤2次以上,50℃环境下烘干10h以上,烘干后的固相与过1000目筛网的锌粉混合均匀,烘干后的固相与锌粉的质量比为烘干后的固相:锌粉=1:3,获得所述沉淀剂。

10、进一步地,所述步骤(1)中,所述硫酸溶液中溶质的质量比百分数为30%,粉末浸泡在硫酸溶液中的固液质量比为粉末:硫酸溶液=1:10。

11、进一步地,所述步骤(2)中,所述十二烷基苯磺酸、双氧水的混合溶液中,h2o2的质量百分数为20%,十二烷基苯磺酸的质量百分数为2%~3%,溶剂为水;向所述浸出液中加入所述十二烷基苯磺酸、双氧水的混合溶液的体积比为浸出液:十二烷基苯磺酸、双氧水的混合溶液=10:3~4。

12、进一步地,所述步骤(3)中,所述向混合液中加入所述沉淀剂的质量比为混合液:沉淀剂=10:1~3。

13、进一步地,所述步骤(4)中,向所述含锌液中加入碳酸钠的质量比为含锌液:碳酸钠=100:10~14;所述煅烧温度为800℃,煅烧时间为1h。

14、进一步地,所述步骤一中,所述氢氧化钠的水溶液中,氢氧化钠的浓度为10~12g/100ml,溶剂为水;氧化石墨烯、二硫化碳加入质量与所述氢氧化钠的水溶液的质量比为氧化石墨烯:二硫化碳:氢氧化钠的水溶液=3~4:6~7:100。

15、进一步地,所述步骤二中,所述乙醇的水溶液中乙醇的体积百分数为60%;所述丙烯酰胺、丙烯酸的混合水溶液中,丙烯酰胺的浓度为4.2~4.6g/100ml,丙烯酸的浓度为1.7~2.5g/100ml,溶剂为水;将所述改性石墨烯加入所述乙醇的水溶液中的固液质量比为改性石墨烯:乙醇的水溶液=1:50;所述γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入质量与所述分散液中改性石墨烯的质量比为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷:改性石墨烯=2:1;所述盐酸中溶质的质量百分数为20%;烘干后固相加入所述丙烯酰胺、丙烯酸的混合水溶液中的固液质量比为烘干后固相:丙烯酰胺、丙烯酸的混合水溶液=1:80,所述n,n-亚甲基双丙烯酰胺、引发剂的加入质量与丙烯酰胺、丙烯酸的混合水溶液中加入的烘干后固相质量比为n,n-亚甲基双丙烯酰胺:引发剂:烘干后固相=1.2~1.6:0.2~0.3:1;所述引发剂为过硫酸铵。

16、本发明的有益效果在于:采用本发明所述方法获得的产物氧化锌纯度较高,满足对高纯活性氧化锌的要求。本发明在传统的锌粉还原除杂工艺的基础上引入了新型沉淀剂,进一步降低了产物中杂质元素的含量。



技术特征:

1.一种湿法生产活性氧化锌的方法,其特征在于,步骤包括:

2.根据权利要求1所述的一种湿法生产活性氧化锌的方法,其特征在于,所述步骤(1)中,所述硫酸溶液中溶质的质量比百分数为30%,粉末浸泡在硫酸溶液中的固液质量比为粉末:硫酸溶液=1:10。

3.根据权利要求1所述的一种湿法生产活性氧化锌的方法,其特征在于,所述步骤(2)中,所述十二烷基苯磺酸、双氧水的混合溶液中,h2o2的质量百分数为20%,十二烷基苯磺酸的质量百分数为2%~3%,溶剂为水;向所述浸出液中加入所述十二烷基苯磺酸、双氧水的混合溶液的体积比为浸出液:十二烷基苯磺酸、双氧水的混合溶液=10:3~4。

4.根据权利要求1所述的一种湿法生产活性氧化锌的方法,其特征在于,所述步骤(3)中,所述向混合液中加入所述沉淀剂的质量比为混合液:沉淀剂=10:1~3。

5.根据权利要求1所述的一种湿法生产活性氧化锌的方法,其特征在于,所述步骤(4)中,向所述含锌液中加入碳酸钠的质量比为含锌液:碳酸钠=100:10~14;所述煅烧温度为800℃,煅烧时间为1h。

6.根据权利要求1所述的一种湿法生产活性氧化锌的方法,其特征在于,所述步骤一中,所述氢氧化钠的水溶液中,氢氧化钠的浓度为10~12g/100ml,溶剂为水;氧化石墨烯、二硫化碳加入质量与所述氢氧化钠的水溶液的质量比为氧化石墨烯:二硫化碳:氢氧化钠的水溶液=3~4:6~7:100。

7.根据权利要求1所述的一种湿法生产活性氧化锌的方法,其特征在于,所述步骤二中,所述乙醇的水溶液中乙醇的体积百分数为60%;所述丙烯酰胺、丙烯酸的混合水溶液中,丙烯酰胺的浓度为4.2~4.6g/100ml,丙烯酸的浓度为1.7~2.5g/100ml,溶剂为水;将所述改性石墨烯加入所述乙醇的水溶液中的固液质量比为改性石墨烯:乙醇的水溶液=1:50;所述γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入质量与所述分散液中改性石墨烯的质量比为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷:改性石墨烯=2:1;所述盐酸中溶质的质量百分数为20%;烘干后固相加入所述丙烯酰胺、丙烯酸的混合水溶液中的固液质量比为烘干后固相:丙烯酰胺、丙烯酸的混合水溶液=1:80,所述n,n-亚甲基双丙烯酰胺、引发剂的加入质量与丙烯酰胺、丙烯酸的混合水溶液中加入的烘干后固相质量比为n,n-亚甲基双丙烯酰胺:引发剂:烘干后固相=1.2~1.6:0.2~0.3:1;所述引发剂为过硫酸铵。


技术总结
本发明公开了一种湿法生产活性氧化锌的方法,步骤包括:(1)含锌炉尾渣在硫酸溶液中浸出,获得浸出液;(2)氧化,将亚铁离子氧化形成铁离子;(3)制备沉淀剂;除杂,获得含锌液;(4)向所述含锌液中加入碳酸钠,获得碱式碳酸锌沉淀,固液分离,然后煅烧分解,生成所述活性氧化锌。采用本发明所述方法获得的产物氧化锌纯度较高,满足对高纯活性氧化锌的要求。本发明在传统的锌粉还原除杂工艺的基础上引入了新型沉淀剂,进一步降低了产物中杂质元素的含量。

技术研发人员:李伟星,龙石根,彭秋兵
受保护的技术使用者:株洲安特新材料科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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