способ получения нитрата цинка

Формула изобретения

Способ получения нитрата цинка путем взаимодействия цинксодержащего сырья, азотной кислоты и специальных реагентов, отличающийся тем, что в качестве цинксодержащего сырья используется отход производства - изгарь цинка, а в качестве специального реагента - раствор карбамида при следующем соотношении компонентов HNO₃ : CO(NH₂)₂ = 1 : (0,02 - 0,05), причем скорость подачи азотной кислоты составляет 120 - 200 кг NO₃/м³ ч.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу получения раствора азотнокислого цинка из отходов, содержащих цинк, и может быть использовано в химической технологии переработки цинксодержащих отходов, в частности отхода металлургического производства изгари цинка.

Изгарь цинка по ГОСТ 1639-78 имеет состав,%:

Цинк - не менее 65

Железо - не более 1,5

Свинец - не более 0,6

Алюминий - не более 1,5

Хлор - не более 3,5.

Известен способ получения нитрата цинка путем растворения металлического цинка в азотной кислоте [1].

Способ сложен в производстве в связи с необходимостью улавливания и возвращения в цинк образующихся в процессе окислов азота.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ получения нитрата цинка из хлористого цинка, бикарбоната натрия и азотной кислоты [2].

Недостатками указанного способа являются многостадийность процесса, дороговизна и ограниченность сырьевой базы цинксодержащего сырья, не исключается возможность образования и выделения в газовую фазу окислов азота.

Задачей изобретения является создание такого способа получения нитрата цинка, при котором используются цинксодержащие отходы и улучшаются условия труда за счет предотвращения выделений окислов азота в окружающую среду при одновременном упрощении процесса.

Поставленная задача достигается путем получения раствора нитрата цинка из отхода металлургического производства, в частности изгари цинка, и азотной кислоты с введением в реакционную массу раствора карбамида при молярном соотношении HNO₃ : CO(NH₂)₂ 1 : (0,02 - 0,05), которое полностью исключает возможность образования окислов азота и выделения их в атмосферу. Скорость подачи азотной кислоты составляет 120 - 200 кг NO₃/м³ч.

Пример 1. В реактор объемом 6 м³ закачивают 2,5%-ный раствор карбамида и загружают 720 кг изгари цинка. При перемешивании в реактор подают 2100 л азотной кислоты ( = 1365 кг/м³) при соотношении HNO₃ : CO(NH₂)₂ 1,0 : 0,02 со скоростью 120 кг NO₃/м³ч. Реакционную смесь перемешивают в течение 2 ч. Полученный раствор нитрата цинка имеет плотность 1,5 г/см³. Анализ выделяющихся газов показал отсутствие окислов азота.

Пример 2. В реактор объемом 6 м³ закачивают 6%-ный раствор карбамида и загружают 720 кг изгари цинка. При перемешивании в реактор подают 2100 л азотной кислоты ( = 1365 кг/м³) со скоростью 200 кг NO₃/м³ч при соотношении HNO₃ : CO(NH₂)₂ 1,0 : 0,05. Смесь перемешивают в течение 2 ч. Удельный вес раствора 1,5 г/см³. Окислы азота в выделяющихся газах отсутствуют.

Пример 3. В реактор объемом 6 м³ закачивают 3,5%-ный раствор карбамида и загружают 720 кг изгари цинка. При перемешивании в реактор подают 2100 л азотной кислоты ( = 1365 кг/м³) со скоростью 150 кг NO₃/м³ч при соотношении HNO₃ : CO(NH₂)₂ 1,0 : 0,03. Смесь перемешивают в течение 2 ч. Удельный вес раствор 1,5 г/см³. Анализ выходящих газов показал отсутствие окислов азота.

Пример 4. Взаимодействием раствора хлористого цинка с подогретым раствором бикарбоната натрия получают углекислый цинк, который после промывки водой взаимодействует с азотной кислотой с образованием раствора нитрата цинка. Метод дает возможность получить раствор азотнокислого цинка с удельным весом 1,5 г/см³. Однако окисление примеси закисного железа, присутствующего в хлористом цинке, до окисного сопровождается выделением окислов азота, а выделяющаяся углекислота приводит к вспениванию реакционной массы.

Реализация предложенного способа позволяет отказаться от дорогостоящего цинксодержащего сырья и получать раствор азотнокислого цинка экологически чистым способом, так как предотвращает выделение окислов азота в окружающую среду, исключает вспенивание реакционной смеси, значительно упрощает процесс, снижает материальные и трудовые затраты.

Литература.

1. Заявка Япония N 4-26507.

2. М. А. Миниович. Соли азотной кислоты. Госхимиздат, 1946, с. 138 (прототип).