利用铋精炼氯化锌渣生产纳米氧化锌的试验研究

1、 利用铋精炼氯化锌渣生产纳米氧化锌的试验研究张迎军 刘运峰 郭学彦 高冬生 （豫光金铅股份有限公司， 河南 济源 459000）摘要：本文介绍了豫光金铅股份有限公司综合回收厂处理铋精炼氯化锌渣生产纳米氧化锌工艺的实践，对如何处理氯化锌渣进行了理论和实践上的探讨，在实践的基础上确定了新的工艺技术条件，收到了预期的效果。关键词：铋精炼 氯化锌 纳米氧化锌 净化0. 前言河南豫光金铅股份有限公司（以下简称豫光）是亚洲最大的电解铅生产企业，每年从其渣料中回收精铋220吨。而在火法精炼铋的生产过程中产出一部分氯化锌渣，其化学成分（%）为：Bi：14%；Pb：15%；Zn：4070%。如将此渣类遗弃，每年

2、损失数十万元。为回收氯化锌渣中的锌，我们进行了利用氯化锌渣制取锌产品的试验研究。以下为我们试验成功的新工艺。1.氯化锌渣生产锌产品的工艺流程图：2.氯化锌渣生产锌产品的操作条件2.1浸出工序将30%工业盐酸与水以1:10进行稀释配比，液固比1:5进行浸出，升温至70,反应1小时，加入碱式碳酸锌调节pH=4.5，进行压滤，滤渣回铋系统回收铋。2.2一次净化工序将上道工序的滤液升温至8090，用碱式碳酸锌调节pH=5时，开始加入KMnO4，稍过量，氧化铁等杂质。其反应式为：KMnO4+3FeCl2+7H2O=MnO2+3Fe（OH）3+KCl+5HCl观察溶液呈微红色，停止加入，搅拌30分钟，过滤

3、，滤渣弃去；2.3置换工序将滤液升温至8085，用硫酸调pH=44.5，加少量200目以上细度的锌粉，加入量为溶液中含铋、铅量的34倍，分两次加入，第一次加入所需总量的23，搅拌30分钟后，第二次加入其余的13，投完后搅拌6090分钟，合格后取出过滤；反应方程式为：Zn+PbCl2=ZnCl2+Pb3Zn+2BiCl3=3ZnCl2+2Bi2.4二次净化工序置换后的氯化锌溶液还有少量杂质，需进行二次氧化净化除杂。升温至95，pH=45，搅拌5小时。二次净化使用过硫酸铵进行氧化，其主要原因为使用高锰酸钾氧化难以将Mn等杂质除至微量或痕迹，溶液用过硫酸铵除杂后，杂质离子浓度与锌离子浓度比达到ppm

4、级，从而彻底分离了锰等杂质，氧化净化后液即为高纯级氯化锌溶液。2.5中和工序待温度降至4045时，加入碳酸氢铵，加入量是锌量的22.4倍，加入速度要快，投料期间保持温度4045，中和至pH=6.8，即生成碱式碳酸锌。中和反应方程式为：3Zn2-+6HCO3-=ZnCO3*2Zn(OH)2+5CO2+3H2O投完后搅拌30分钟，稳定后，升温至75，并保温1h，测定，要求最终残余锌2.5/以下，合格后即可取出压滤；将滤饼加水搅拌洗涤两次，洗至无Cl-；氧化锌的质量取决于碱式碳酸锌的质量，洗涤是重要的影响因素，用去离子水通过两次洗涤（液固比8:1），所得碱式碳酸锌产品符合质量要求。2.6烘干、焙烧工

5、序压滤后，控制温度105左右烘干，然后送至煅烧室中，温度要求控制在500550，焙烧时间为4h，焙烧后即制得纳米级高活性氧化锌。焙烧反应方程式为：ZnCO3*2Zn(OH)2*H2O= 3ZnO+ CO2+4 H2O3.氧化锌产品化学成分本工艺条件下所得氧化锌产品的化学成分：ZnOMnCuFePbBi%ppm%197.240.110.00010.00110.0090.008297.390.140.00010.0010.0080.0084. 结论（1） 在浸出过程中，虽然氯化锌具有一定的溶解性，但也必须加入盐酸溶解。否则，氯化锌将水解生成氢氧化锌沉淀，不利于浸出过程的进行。（2） 新工艺能够利用铋精炼氯化锌渣生产出合格的纳米级高活性的氧化锌。（3） 使用盐酸浸出，具有反应速度快等特点，但在防腐方面需提高要求。（4） 使用过硫酸铵进行二次氧化净化，可有效提高氧化锌的品质。（5） 该工艺的改进为同