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普通氧化锌的生产工艺及制备方法进展

2022-10-11 08:27:01

 普通氧化锌的生产工艺及制备方法进展

普通氧化锌包括直接法氧化锌、间接法氧化锌和湿法氧化锌,其中直接法氧化锌占10%-20%,间接法氧化锌占40%-50%,而湿法氧化锌只占30%-50%.

直接法也称“韦氏炉 法,因首先出现在美国,又称”美国法”。直接法生产氧化锌,优点是成本较低,热效率高。含锌的原料在1000-1200℃下,被含碳物质(主要是煤)还原。锌原料的含锌质量分数在60%-70%,反应设备一般选用回转窑,常用的回转窑长30m,直径2.5m左右。燃烧中含有的锌蒸汽和CO,可导入氧化设备,使氧化反应进行完全,再经过热交换器,冷却后进入布袋分离器,收集成品。直接法生产的氧化锌为针状结构,是工业等级氧化锌。直接法氧化锌因含有未能完全分离的杂质,白度也较差,但因价格较低而有一定销路。

普通氧化锌的生产工艺及制备方法进展

间接法出现于19世纪中叶,法国使用金属锌在坩埚中高温气化,并使锌蒸气氧化,收集到氧化锌粉末,因此也称为“法国法”。工业上,间接法生产Zn0是先将锌块在高温下熔融而蒸发成锌蒸汽,进而氧化生成Zn0。产品品型及物理性能与氧化的条件有关,而产品的纯度与所用的锌块纯度有关。

间接法也可使用锌渣等低规格的含锌原料,但需要采用气-液相分离技术,预先分离出Cd,Pb,Fe及Al等杂质,以提高锌蒸气的纯度,除去杂质的措施如下:1、采用坩埚法或马弗炉法,使不易蒸发的Fe和Pb等杂质成渣而分离,2、采用分馏法,使高温蒸发的原料蒸气中的Cd,Pb,Fe,Al及CU等杂质在通过由碳化硅材料制成的分馏塔板时得以分离。3、采用二室炉分离法,原料预先在一室炉中分离杂质,进入第二室后,在无氧存在的条件下进行蒸馏,以提高锌蒸汽的纯度,如纯度不够,还可以继续用分馏法分离少量的Pb。4、采用回转窑法,在回转窑中使物料熔化、蒸馏,并有部分氧化,可控制温度、CO2及02的分压等操作条件,以减少Pb杂质的合量,还可控制生成的氧化锌的颗拉和晶体形状。

湿法氧化锌生产方法包括酸浸法和氨-铵法。都是以含锌废料或锌氧化矿为原料。其中,酸浸法是使用硫酸锌的中性溶液在不断搅拌的条件下加热至70~90℃,缓慢加入含100~200g/L游离酸的电解液,使溶液酸度逐渐增加。当pH值达到1.5左右,溶液的酸含量为1.5 ~ 15g/L时,达到浸出终点。氨-铵法是将锌溶解在锌铵络溶液中,以此来分离Fe、Pb、Si等杂质,然后通过高温蒸汽将氨蒸发回收。所得碱式碳酸锌物料在热分解炉中煅烧,制得氧化锌成品。

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