本發明專利技術公開了一種利用低品位氧化鋅礦配廢石膏生產納米立德粉的方法，其具體步驟包括浸出、凈化、復分解反應、洗滌粉碎等步驟，通過氨-硫酸銨法選擇性浸出鋅，并結合過硫酸銨除鐵、砷，硫化法和鋅粉置換法除去鎳、銅、鉛、鎘等重金屬元素，復分解反應得到nZnS-BaSO4微細結晶體濾餅，干燥粉碎結晶體濾餅，得到的納米立德粉產品。本發明專利技術所得立德粉產品質量好，生產所用鋅原料為低品位氧化鋅礦提供，硫酸根由廢石膏提供，可以將低品位氧化鋅中的鋅進行回收利用，廢石膏實現了資源化利用，化廢為寶，生產成本低、操作簡單。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及無機顏料立德粉的生產工藝，具體涉及一種利用低品位氧化鋅礦配以廢石膏生產納米級立德粉的方法。
技術介紹
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以含鋅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。但是由于低品位氧化礦成分復雜，其它有價金屬(如鉛、銅等)含量較少不宜綜合提取利用，浮選困難，選礦效率低、選礦成本高，浮選污泥、污水、所加藥劑對環境污染大。而火法冶煉回收率低，能耗高，回收的產品品位低，雜質高，經濟效益差，空氣污染也大而受到國家產業政策的排斥，因此低品位氧化鋅礦的選礦、加工利用是國內外長期存在的重大技術難題。綜上所述，如何在低鋅含量的氧化鋅礦中有效浸出其中的鋅，得到高質量的納米級立德粉，同時克服傳統立德粉生產的缺點，成為本行業亟待解決而未能解決的技術難題。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服上述現有技術存在的缺陷，設計，用于將低品位氧化鋅礦中的鋅和廢石膏中的硫酸根進行回收利用，在氨性環境下，生產出硫化鋅和硫酸鋇含量高、質量好、粒徑為納米級的立德粉。為實現上述目的，本專利技術的技術方案包括如下步驟 1)浸出低品位氧化鋅礦與廢石膏混合均勻，原料質量配比按C(Zn2+): (SO42O=O. 7 3 :1，用氨水-硫酸銨液浸取，氨水濃度為5. O 7. Omol/L、硫酸銨濃度為O lmol/L，在溫度為20 50°C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+H20+CaS04 — [Zn NH3)n] SO4 + Ca(OH)2 IZn (OH) 2+ n NH3 +CaSO4 — [Zn NH3) n] SO4 + Ca(OH)2 IZnSO4 + η NH3 — [Zn(NH3)η] 2++S042_ ZnFe2O4 +η NH3+4H20+CaS04 — [ Zn (NH3) η ] S04+2Fe (OH) 3 丨 + Ca (OH) 2 IZn2Si04+2n NH3 +2Η20 — 2 [Zn(NH3)η] (OH )2+ SiO2 ICaSO4 + 2 NH3 · H2O — (NH4)2SO4+ Ca(OH)2 I CaSO4 + 2 —SO廣 + Ca (OH) 2 I 其中η=1 4 2)凈化向終浸液中加入過硫酸銨進行一次性氧化除鐵，并加入活性炭吸附砷鐵共沉淀達到除砷目的，分離前加入聚丙烯酰胺凝聚劑過濾分離，向一次氧化除雜后的溶液中加入硫化堿進行硫化除雜，分離得到的硫化后的濾液用鋅粉進行置換，除去剩余的雜質，得到硫酸鋅氨絡合液，用于下一工序； 反應方程式為5(NH4) 2S208+2Mn2.+ 8H20 — 2NH4Mn04+ 4 (NH4)2SO4 +16H++ 6S0廣S2O82-+ Mn2+ 2 NH3 · H2O + H2O — MnO (OH) 2 I +2NH42++2S0廣+ 2H+S2082>2Fe2+ +6 NH3 · H2O — 2 SO42-+ 2Fe (OH) 3 I +6NH:As2O3 +3H20 — 2H3As032H3As03 + 8Fe (OH) 3 — (Fe2O3)4As2O3 · 5H20 \ +IOH2OAsO43 + Fe3 — FeAsO4 \M2+ + S2- — MS I M 代表 Cu2+、Pb2+、Cd2+、Ni2+、Hg2+等離子 As3 + S2 — As2S3 I 3)復分解反應將硫化堿溶解于蒸餾水中得到復分解反應澄清透明液，并加入非離子表面活性劑攪拌均勻，然后緩慢將其加入硫酸鋅氨絡合液中發生復分解反應，得到立德粉乳濁液，過濾分離，分離后的氨液經調氨后返回浸取，分離的IiZnS-BaSO4結晶體濾餅進入下一工序；[Zn (NH3)n] SO4 +BaS — ZnS I + BaSO4 I + ηΝΗ3[Zn(NH3)n] (OH )2+ H2S — ZnS I + 2H20 + nNH3 4)洗滌粉碎用蒸餾水或者乙醇洗滌IiZnS-BaSO4結晶體濾餅，洗滌之后過濾分離的IiZnS-BaSO4結晶體濾餅進行干燥粉碎，得到納米立德粉產品。 浸出步驟中，所述低品位氧化鋅礦中鋅質量分數為5% 35%,廢石膏中硫酸I丐質量分數為80%以上。在凈化步驟中，終浸液中加入過硫酸銨一次氧化后，過濾分離前加入聚丙烯酰胺凝聚劑。用于絮凝產生砷、鐵共沉淀，去除有害元素。優選方案有在浸出步驟中，每立方米的氨水-硫酸銨溶液中添加0. 05kg O.Ikg的十二燒基苯磺酸鈉,十二燒基苯磺酸鈉降低溶液表面能。在浸出步驟中，每立方米的氨水-硫酸銨溶液中添加O. 3 O. 5kg氟硅酸鈉。加入適量的氟硅酸納能破除硫酸鈣在氨溶液的轉換過程中生成的氫氧化鈣等一類超細微粒對含鋅顆粒的包裹，實現超細微粒分層剝離上浮，從而將鋅裸露，實現浸溶。在浸出步驟中，每立方米的氨水-硫酸銨溶液中添加O. 5 Ikg的二氰二胺，通過添加二氰二胺，減少工藝過程中氨的揮發，改善工作環境，減少氨的損耗浪費。凈化步驟中加入的硫化堿包括為硫化鈉、硫化銨或硫化氫其中任何一種或混合物。硫化除去絕大部分Cu2+、Pb2+、Cd2+ 'Ni2+、Hg2+等重金屬離子。所述復分解反應步驟中的硫化物是硫化鋇、硫化鈉、硫化銨或硫化氫氣體。非離子表面活性劑為0P-10，為壬基酚與環氧乙烷的縮合物，加入量為每立方米的復分解反應液中添加O. 15 O. 2kg，反應溫度10 40°C，攪拌速度為10 15m/s，化合時間O. 5 lh。非離子表面活性劑的加入有利用nZnS-BaS04微細結晶成核，因本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種利用低品位氧化鋅礦配廢石膏生產納米立德粉的方法，其特征在于，具體步驟如下：1）浸出：低品位氧化鋅礦與廢石膏混合均勻，原料質量配比按c(Zn2+):(SO42？)=0.7～3：1，用氨水？硫酸銨液浸取，氨水濃度為5.0～7.0mol/L、硫酸銨濃度為0～1.0mol/L，在溫度為20～50℃下，浸出3h~9h,所得終浸液用于下一工序；2）凈化：向終浸液中加入過硫酸銨進行一次性氧化除鐵，并加入活性炭吸附砷鐵共沉淀，分離前加入聚丙烯酰胺凝聚劑過濾分離，向一次氧化除雜后的溶液中加入硫化堿進行硫化除雜，分離得到的硫化后的濾液用鋅粉進行置換，除去剩余的雜質，得到硫酸鋅氨絡合液，用于下一工序；3）復分解反應：將硫化堿溶解于蒸餾水中得到復分解反應澄清透明液，并加入非離子表面活性劑攪拌均勻，然后緩慢將其加入硫酸鋅氨絡合液中發生復分解反應，得到立德粉乳濁液，再加入H2O2氧化脫硫漂白，過濾分離，分離后的氨液經調氨后返回浸取，分離的nZnS？BaSO4結晶體濾餅進入下一工序；？4）洗滌粉碎：用蒸餾水或者乙醇洗滌nZnS？BaSO4結晶體濾餅，洗滌之后過濾分離的nZnS？BaSO4結晶體濾餅進行干燥粉碎，得到納米立德粉產品。...
【技術特征摘要】
1.一種利用低品位氧化鋅礦配廢石膏生產納米立德粉的方法，其特征在于，具體步驟如下 O浸出低品位氧化鋅礦與廢石膏混合均勻，原料質量配比按C(Zn2+) : (SO42O=O. 7 3 :1，用氨水-硫酸銨液浸取，氨水濃度為5. O 7. Omol/L、硫酸銨濃度為O I. Omol/L，在溫度為20 50°C下，浸出3h 9h，所得終浸液用于下一工序； 2)凈化向終浸液中加入過硫酸銨進行一次性氧化除鐵，并加入活性炭吸附砷鐵共沉淀，分離前加入聚丙烯酰胺凝聚劑過濾分離，向一次氧化除雜后的溶液中加入硫化堿進行硫化除雜，分離得到的硫化后的濾液用鋅粉進行置換，除去剩余的雜質，得到硫酸鋅氨絡合液，用于下一工序； 3)復分解反應將硫化堿溶解于蒸餾水中得到復分解反應澄清透明液，并加入非離子表面活性劑攪拌均勻，然后緩慢將其加入硫酸鋅氨絡合液中發生復分解反應，得到立德粉乳濁液，再加入H2O2氧化脫硫漂白，過濾分離，分離后的氨液經調氨后返回浸取，分離的nZnS-BaS04結晶體濾餅進入下一工序； 4)洗滌粉碎用蒸餾水或者乙醇洗滌IiZnS-BaSO4結晶體濾餅，洗滌之后過濾分離的IiZnS-BaSO4結晶體濾餅進行干燥粉碎，得到納米立德粉產品。2.如權利要求I所述的利用低品位氧化鋅礦配廢石膏生產納米立德粉的方法，其特征在于，在浸出步驟中，每立方米的氨-硫酸銨溶液中添加O. 05kg...
【專利技術屬性】
技術研發人員：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，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。