способ получения оксида цинка из цинксодержащих продуктов
Классы МПК: | C01G9/02 оксиды; гидроксиды |
Автор(ы): | Абевова Т.А., Пономарева Е.И., Абишева З.С., Нетбаев М.А., Найманбаев М.А., Болтабеков С.Ш., Джумышиев В.Ж. |
Патентообладатель(и): | Институт металлургии и обогащения АН Республики Казахстан |
Приоритеты: |
подача заявки:
1991-07-17 публикация патента:
15.09.1994 |
Использование: получение неорганических пигментов, в частности оксида цинка. Сущность способа: цинксодержащее сырье растворяют в серной кислоте с концентрацией 200 г/дм3 . Раствор сульфата цинка обрабатывают гидроксидом аммония. Образуется основной сульфат цинка с влажностью 150%. Осадок обрабатывают раствором карбоната аммония или бикарбоната аммония с концентрацией 25 - 62 г/дм3 карбонат-иона. Сушат и прокаливают при 750°С. Оксид цинка имеет крупность частиц 0,2 мкм; белизна 97%. Содержание водорастворимых примесей 0,15%. Содержание основного вещества 99,5%. 1 табл.
Рисунок 1
Формула изобретения
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКСИДА ЦИНКА ИЗ ЦИНКСОДЕРЖАЩИХ ПРОДУКТОВ, включающий растворение исходного материала в серной кислоте, выделение цинксодержащего осадка из полученного раствора гидроксидом аммония, его обработку, сушку и прокалку, отличающийся тем, что обработку осадка осуществляют раствором карбоната аммония или бикарбоната аммония с концентрацией карбонат-иона 25 - 62 г/дм3.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области получения неорганических пигментов и может быть использовано при получении оксида и карбоната цинка из цинксодержащих продуктов. Важными качественными характеристиками пигментного оксида цинка (цинковые белила) являются: массовая доля ZnO и примесей, растворимых в воде, а также дисперсность, определяющая одну из характеристик, нормируемых по ГОСТу, - укрывистость. При гидрометаллургическом способе получения оксида цинка. Последние две характеристики определяются как условиями синтеза, так и способом последующей доработки продукта. Так, все меры, принятые при управлении синтезом высокодисперсного продукта, могут быть сведены на нет на последующих стадиях промывки, фильтрования, сушки и прокалки. В частности, длительное пребывание частиц в маточном растворе (синтез, промывка, фильтрование) приводит к росту крупных частиц за счет убыли мелких (переконденсация), а, следовательно, к снижению дисперсности продукта. Известен способ получения оксида цинка осаждением его гидроксидом аммония, с последующей прокалкой. Прототипом изобретения выбран способ, согласно которому оксид цинка получают, осаждая гидроксидом аммония из раствора ZnSO4 основной сульфат цинка. После обработки осадка водой его сушат и прокаливают во вращающейся трубчатой печи при температуре 900оС, получая оксид цинка. Недостатки прототипа:недостаточно высокое качество оксида цинка, содержащего, %: ZnO 99; водорастворимые соли 0,5; вещества, нерастворимые в HCl 0,2. Согласно современным требованиям, содержание этих компонентов должно быть соответственно: 99,7; 0,06-0,15 и 0,006-0,015;
требование не менее, чем трехкратной отмывки, обусловленное высокой влажностью осажденного основного сульфата цинка, в результате чего соли маточного раствора входят в его состав в значительном количестве (влажность 400-500%), приводит к укрупнению осадка, а, следовательно, снижают его дисперсность. При обработке основного сульфата, осажденного NH4OH, водой (двухкратная отмывка) происходит явный рост кристаллов в процессе переконденсации: уменьшается число мелких частиц и возрастает число крупных. После прокалки такого осадка при температуре 900-950оС образуется полидисперсный продукт с размером частиц 0,8-2 мкм. высокое содержание SO42- в осадке даже после промывок (до 20%) приводит к увеличению температуры прокалки до 900-950оС, что ведет к получению неактивного оксида цинка желтого цвета;
сложность процесса, заключающаяся в многократности отмывок и фильтраций пульпы после них, что требует дополнительного оборудования и производственных площадей;
высокая температура процесса прокалки. Кроме того, высок расход воды на отмывку. Целью изобретения является повышение качества оксида цинка и упрощение процесса его получения. Поставленная цель достигается тем, что выделение осадка проводят гидроксидом аммония с последующей его обработкой раствором карбоната или бикарбоната аммония концентрацией 40-100 г/дм3. При осуществлении способа происходят следующие реакции:
ZnSO4 + NH4OH ->> 3Zn(OH)2
![способ получения оксида цинка из цинксодержащих продуктов, патент № 2019511](/images/patents/454/2019012/729.gif)
+ (NH4)2SO4
3Zn(OH)2
![способ получения оксида цинка из цинксодержащих продуктов, патент № 2019511](/images/patents/454/2019012/729.gif)
->>3Zn(OH)2 ZnCO3 + (NH4)2SO4. При разрушении абразивных гексагональных кристаллов 3Zn(OH)2
![способ получения оксида цинка из цинксодержащих продуктов, патент № 2019511](/images/patents/454/2019012/729.gif)
получить высокодисперсный, однородный, активный оксид цинка высшего качества марки БЦО с высокой степенью белизны (97%), содержащий 99,8% основного вещества, 0,06% водорастворимых примесей и 0,006% примесей, нерастворимых в HCL. Размер частиц оксида цинка, полученного по предлагаемому способу, в 5-15 раз меньше, чем в способе по прототипу;
упростить процесс получения оксида цинка за счет сокращения числа операций по обработке основного сульфата цинка (отмывка) в 2 раза, за счет этого сокращается количество используемого оборудования и соответственно производственные площади, занимаемые им и энергетические затраты на их работу;
кроме того, сократить объем воды, используемой в технологическом цикле. Примеры осуществления способа
П р и м е р 1. 500 г шлаковозгонов свинцового производства состава, %: Zn 55,9; Pb 15,1; Fe 1,47; As 0,8; Sn 0,22; SiO2 0,54 и др., растворяли в растворе серной кислоты концентрацией 200 г/дм3 при Ж:Т = 4:1, температуре 85оС, в течение 2 ч, до рН 5,2. Из полученного раствора ZnSO4 (1,9 дм3), содержащего 110 г/дм3 цинка, осаждали гидроксидом аммония (концентрацией 25%) основной сульфат цинка 3Zn(OH)2
![способ получения оксида цинка из цинксодержащих продуктов, патент № 2019511](/images/patents/454/2019012/729.gif)
Класс C01G9/02 оксиды; гидроксиды