本發明專利技術公開了一種利用低品位氧化鋅礦生產高純納米氧化鋅的方法，采用氨水-碳銨液進行浸取，并在每立方米氨水-碳銨液中添加0.3-0.5kg氟硅酸鈉，在凈化除雜步驟之前進行預蒸氨，并在凈化除雜后，進行精制處理；本發明專利技術將氨法應用于對電解低品位氧化鋅礦的處理，并對現有氨法進行了適應性改進，使得低品位氧化鋅礦中的鋅得到充分回收利用，通過本發明專利技術技術手段的處理，經350-450℃煅燒得到的氧化鋅純度可以達到99.7%以上，粒徑在10-50nm的納米氧化鋅產品，具有很高的經濟價值；另外，本發明專利技術的處理方法能耗低、效率高，浸取劑循環利用，經過浸出處理的終浸渣，并沒有破壞原有礦物組成結構，仍然可以制磚等達到了經濟環保雙重目的。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種氧化鋅的生產方法，特別涉及一種高純度納米氧化鋅的生產方法。
技術介紹
目前氧化鋅產品的生產一般用含鋅量高的礦進行焙燒成鋅焙砂作原料，因為其含鋅率較高，浸提相對容易。隨著長年的開采，高品位礦源已越來越少，品位也逐漸降低，人們現己開始注意氧化鋅礦的利用。但氧化鋅礦通常含鋅率較低(有價元素含量Zn 30%以下；Pb O. 15% ；Cu O. 008% ；Mn O. 06% )，且成分復雜，多以菱鋅礦、鋅鐵尖晶石和異極礦存在，礦石中脈石成分氧化鐵、氧化硅、氧化鈣、氧化鎂含量高(分別約Fe2034-7% ；S i023-5% ；Ca030-32% ；MgO 7_8%)，含泥量也重。綜合回收利用價值不大，而對鋅的選礦、酸浸都較困難，選礦成本高，是國內外選礦長期存在的重大技術難題。近年來國內外對氧化鋅礦的浸提的方法大多是，用含強酸的硫酸鋅溶液對氧化鋅礦浸出，雖然鋅浸出率有所提高，但進入溶液的鐵、硅量也高，除鐵困難，消耗試劑量大，洗滌液帶走鋅多。中國公開專利如CN1477217A對上述方法做了改進，先采用含硫酸鋅pH=3-4的溶液進行中性浸出，再進行低酸浸出工藝。但鋅鐵尖晶石、異極礦在低酸情況下分解緩慢，浸出效率低、成本高、環境污染等問題仍然存在。國內外的許多冶金工作者都認為，含鋅量低于20%的氧化鋅礦不宜單獨用濕法浸出工藝來處理。最理想的方法是進行鋅的選擇性浸出，使鋅進入溶液中，鋅得到有價值的回收利用。另一方面，高純氧化鋅一般是指氧化鋅的質量百分含量在99. 7%及其以上的氧化鋅產品，高純氧化鋅是現代工業不可缺少的一種高科技原料，用途廣泛，主要用于玻璃、飼料、陶瓷、染料、油漆、造紙、橡膠、農藥、煉油、鍍鋅、特種鋼材、合金、國防科技等數十種行業企業，無論是玻璃、造紙，還是橡膠、煉油等都對氧化鋅需求量很大，并且純度要求非常高。納米氧化鋅(ZnO)是一種粒徑介于1-100 nm之間、面向21世紀的新型高功能精細無機產品，表現出許多特殊的性質，如非遷移性、熒光性、壓電性、吸收和散射紫外線能力等，利用其在光、電、磁、敏感等方面的奇妙性能，可制造氣體傳感器、熒光體、變阻器、紫外線遮蔽材料、圖像記錄材料、壓電材料、壓敏電阻、高效催化劑、磁性材料和塑料薄膜等。目前生產納米氧化鋅的方法，主要有化學沉淀法、溶膠-凝膠法、微乳液法以及水熱合成法等。但是所采用的原料都是鋅含量在50%以上的鋅焙砂或純鋅鹽(如硫酸鋅、硝酸鋅、醋酸鋅)等。氨法是制備氧化鋅的一種常用方法，目前氨法(氨-碳酸銨聯合浸出法生產氧化鋅)的一般步驟包括氨-碳銨為浸取劑對含鋅物料進行浸出制得浸取液，浸取液經凈化、蒸氨結晶、干燥煅燒制得氧化鋅產品。這種傳統的氨法制備氧化鋅一直沒有應用于低品位氧化鋅礦的處理，主要原因在于I.因為礦物含鋅率低，含泥量高，浸出液含鋅濃度低，浸取劑消耗量大，成本高，企業無法承受。2.因為雜質成分復雜，生產的產品合格率低，產品價格低經濟效益差。3.常規手段浸取時，鋅礦的浸出率低，浸出渣殘余鋅高浪費大，鋅礦的價值得不到利用和體現。目前已公開的氨浸法生產納米氧化鋅技術，比如 中國專利申請號92103230. 7公布了一種針對傳統氨絡合法生產氧化鋅的改進技術，將凈化后的鋅氨絡合液加水稀釋，使部分鋅氨絡合液水解，得到堿式碳酸鋅，然后繼續加熱直至鋅氨絡合液分解完畢，得到的堿式碳酸鋅經高溫煅燒制得30-100nn的納米氧化鋅。該技術專利以下問題需要解決 水解后，未分解的鋅氨絡合液在加熱分解過程中，新產生的堿式碳酸鋅會在原有結晶體表面生長，促使原水解的晶體長大，容易造成堿式碳酸鋅結晶體粒徑不均勻，使最終產品粒徑不易控制。中國專利申請號200610130477. 7公開了一種針對傳統氨絡合法生產氧化鋅的改進技術，將鋅氨絡合液，連續與I :2-20的熱水或熱的母液混合，母液經加熱后循環用于鋅氨絡合液體的水解，制得10-50nn的納米氧化鋅。該技術專利以下問題需要解決 母液中氨不能完全分離出去，達不到水解結晶析出堿式碳酸鋅的效果，如果氨分離干凈又回到傳統法需要較長的時間，導致析出顆粒粗大的堿式碳酸鋅結晶。以上兩種專利實質上都是設法在低溫下，利用水的大量稀釋使溶液的PH值發生輕微改變而水解析出結晶獲得部分納米結晶體，實際上僅僅依靠PH值輕微的改變只能獲得在鋅濃度較高時情況下極少一部分水解(從氧化鋅在氨水溶解度曲線圖中可以查到)。其實高濃度的鋅氨液析出的效率高、能耗低，低濃度的鋅氨液析出的效率低、能耗高，人為加大水的比例量可以得到納米氧化鋅產品在技術上是可行的，但在經濟效益方面未必可行。綜上所述，對于低品位氧化鋅礦的處理，如何在低含量鋅物料中有效浸出其中的鋅，并得到兼具高純和納米級的氧化鋅，同時克服傳統的火法和濕法的缺點，成為本行業亟待解決的技術難題。
技術實現思路
本專利技術的專利技術目的在于針對上述存在的問題，提供一種有效回收低品位氧化鋅礦中的鋅并制備高純納米氧化鋅的方法。本專利技術采用的技術方案是這樣的，包括以下步驟 浸取低品位氧化鋅礦制得浸取液、浸取液經預蒸氨、凈化除雜、精制處理、蒸氨結晶和干燥煅燒，其中， 浸取待處理的低品位氧化鋅礦時，用氨水-碳銨液作浸取劑進行浸取；其中氨、二氧化碳濃度分別是c (NH3) =5. 5-7mol/L, c (CO32O=O. 95-1. 5 mol/L，并在每立方米的浸取劑中添加O. 3-0. 5kg氟娃酸鈉,浸取后得到浸取液； 在凈化除雜步驟之前，進行預蒸氨將浸取液加熱至90-95°C，脫除部分游離氨，直至溶液氨濃度C (NH3) =3. 0-3. 5mol/L時，再按每立方米浸取液加入2_3kg的比例加入過硫酸銨氧化，鐵、錳氧化完全后進行固液分離，溶液進入凈化除雜步驟； 在凈化除雜后，進行精制處理，方法為凈化除雜處理后的溶液加入磷酸銨和表面活性齊U，加入量為每立方米凈化除雜處理后的液體中加入O. 5-1. Okg磷酸銨、30-50g表面活性劑； 凈化除雜、蒸氨結晶和干燥煅燒步驟均采用目前普通氨法制備氧化鋅的工藝參數。 要得到高純的氧化鋅，首先需要保證低品位氧化鋅礦中的鋅能盡可能地浸出，這樣一方面可以提高鋅的回收率，另一方面，在浸出液中鋅的含量越大，雜質含量也就越小，才能保證在同等工藝條件下制得更高純的氧化鋅。即對于低品位氧化鋅礦的回收處理，鋅“浸得出來”與雜質“除得干凈”，是最關鍵的技術問題。為了解決上述技術問題，本專利技術首先將現有的氨法制備氧化鋅的技術應用于對低品位氧化鋅礦的處理，同時，在現有的氨法的工藝基礎上，在浸取液中，加入適量的氟硅酸鈉，以解決“浸得出來”的問題；并在凈化除雜之前，增加了預蒸氨的步驟，以解決“除得干凈”的問題。由于低品位氧化鋅礦的脈石成分氧化鈣、鎂含量高，不能用酸法浸出，不僅酸消耗大，還使大量的鈣、鎂溶出，凈化困難。所以本專利技術采用氨法浸出，礦物脈石中的超細微粒對浸取劑也起到一定的隔阻作用，為了解決這個問題，本申請的專利技術人通過大量實驗得出適量的氟硅酸納能破除超細微粒對含鋅顆粒包裹作用，實現超細微粒分層上浮，從而將鋅暴露，使其較完全地浸泡在浸出液中。同時，本申請的專利技術人通過大量實驗得出在凈化除雜之前，增加預蒸氨步驟，一方面降低溶液中的游離氨，減低雜質離子的絡合系數，利于提高凈本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種利用低品位氧化鋅礦生產高純納米氧化鋅的方法，包括以下步驟:浸取待處理的低品位氧化鋅礦、凈化除雜、蒸氨結晶和干燥煅燒，其特征在于：浸取待處理的低品位氧化鋅礦時,用氨水？碳銨液作浸取劑進行浸取；其中c(NH3)=5.5？7mol/L，？c(CO32？)=0.95？1.5？mol/L，并在每立方米的浸取劑中添加0.3？0.5kg氟硅酸鈉，浸取后得到浸取液；在凈化除雜步驟之前，進行預蒸氨：將浸取液加熱至90？95℃，脫除部分游離氨，直至溶液氨濃度？c(NH3)=3.0？3.5mol/L時，再按每立方米浸取液加入2？3kg的比例加入過硫酸銨進行氧化，然后進行固液分離，溶液進入凈化除雜步驟；在凈化除雜后，進行精制處理，方法為：凈化除雜處理后的溶液加入磷酸銨和表面活性劑，加入量為每立方米凈化除雜處理后的液體中加入0.5？1.0kg磷酸銨、30？50g表面活性劑。
【技術特征摘要】
1.一種利用低品位氧化鋅礦生產高純納米氧化鋅的方法，包括以下步驟 浸取待處理的低品位氧化鋅礦、凈化除雜、蒸氨結晶和干燥煅燒，其特征在于 浸取待處理的低品位氧化鋅礦時，用氨水-碳銨液作浸取劑進行浸取；其中c (NH3) =5. 5-7mol/L，c (CO廣)=0. 95-1. 5 mol/L，并在每立方米的浸取劑中添加 O. 3-0. 5kg氟娃酸鈉，浸取后得到浸取液； 在凈化除雜步驟之前，進行預蒸氨將浸取液加熱至90-95°C，脫除部分游離氨，直至溶液氨濃度c (NH3) =3. 0-3. 5mol/L時，再按每立方米浸取液加入2_3kg的比例加入過硫酸銨進行氧化，然后進行固液分離，溶液進入凈化除雜步驟； 在凈化除雜后，進行精制處理，方法為凈化除雜處理后的溶液加入磷酸銨和表面活性齊U，加入量為每立方米凈化除雜處理后的液體中加入O. 5-1. Okg磷酸銨、30-50g表面活性劑。2.根據權利要求I所述一種利用低品位氧化鋅礦生產高純納米氧化鋅的方法，...
【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：
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