硫酸锌生产工艺条件研究.doc

本文由bbshlsh贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 维普资讯 ? 河南化 工 年 第 期 硫 酸 锌 生 产 工 艺 条 件 研 究 禹练英 （ 南化 工职业 技 术学 院 ， 湖 湖南 株洲 ） 摘 要 ： 用 正 交试验 法优 化 实验 方 案 ， 究常 压硫 酸 浸 取 焙 烧锌 矿 的 工 艺条 件 ， 出 了最佳 工 艺条 件 ： 应 温 度 运 研 得 反 ， 酸度 ， （ ） 固液 比 ， 应 时 间 ， 一 次 浸 出率 高于 以 上 ， 次 总浸 出率在 以 ： 反 锌 两 上。 关键 词 ： 锌矿 ； 酸 ；浸取 ； 酸锌 硫 硫 中图分 类号 ： 文 献标 识 码 ： 文章 编 号 ： （ ） 一） （ ， ， ） ： ， （ ， ， ： ， ： ； ； ； 硫 酸 锌 生产 工 艺 煅 烧法 ： （以下 氧 化焙 烧 闪 锌矿 而 得 。 氯 在 ： 合 化法 ： 闪锌矿悬浮通 以氯气 ， 硫化锌转变 为硫酸 将 使 锌和盐酸 ， 蒸去盐酸后 ， 即得硫 酸锌 。常压硫酸 浸取 法制取硫酸锌 工艺流程见 图 。 一 目前硫酸锌 的 生产 方法 有 下列 几 种 成法 ： 用氯 化锌或 氢氧 化锌 与硫 酸 合成 而得 。 硫 酸 浸取法 ： 用硫酸 浸取 经焙 烧 的锌 矿而得 。 热压 酸浸法 ： 加压 、 热下 ， 酸直 接 与锌 矿浸 取 。 在 加 硫 般常压硫 酸浸取锌矿制 取硫酸锌 ， 回收率 锌 渣 图 硫 酸锌 生 产工 艺 流程 图 为 ， 料利用率 低 。本文采 用正 交试 验 原 法对常压硫酸 浸取锌矿制取硫 酸锌 的试验方 案进行 优化 ， 在不 同浸取条件下 进行 了试验 ， 确定 了常压下 硫 酸浸取焙烧锌 矿的最佳工 艺条件 。 浸 出工艺条件试验 收稿 日期 ： 一 由生产工艺来 看 ， 定锌 回收率 的环节 是 浸取 决 工段 ， 因此本 试验重点讨论 浸取工艺条件 。 浸取分两次进行 ， 一次浸 取大部分锌 ， 出液经 浸 净化 后用于生产硫 酸锌 ， 渣经二次浸取 ， 残 浸取液用 于稀释硫酸 。浸取化学反 应如下 ： 作者 简介 ： 禹练 英 （一）女 ， 级讲 师 ， 事化 工原 理 的教学 与科 研工作 ， ， 高 从 电话 ： ） 。 （ 维普资讯 河南化 工 年 第 期 主反应 ： 一 试验结 果分析 从 表 可 以看出 ， 号试验浸 出率最 高 ， 第 、 从 计算结 果看 ， ， ， 对应 的浸取 率最 高平均 回收 率 分 别 为 、 、 、 ， 这 副反应 ： 一 ：一 四个因素对 应 的具 体条 件 为 ： 反应 温 度 ， 度 酸 （ ） 固液 比（ 量 比） 反应时 间 ， 质 ： ， 。 从 化学反 应平 衡条件 看 ， 响反 应进 行 的因素 影 有温 度 （ 、 浓 度 （ 、 液 比 （ 、 应 时 间 ） 酸 ） 固 ） 反 （ ） 因此 ， ， 根据 四因素变化进行 试验 。 一 次浸 出工艺条 件试验 方 案设计 根据上述 四因素 ， 各取三 个不 同位 级 （ 水平 ） 设 计正交试验 表 ， 表 见 。 表 正 交试 验设 计 表 从极差 可 以看 出 ， 对 浸取 率 影 响较 大 ， 、 是主要 因素 ， 影 响相 对较 小 ， 产 中应 尽 可 而 、 生 能缩短反应 时 间 ， 因此 ， 试 验 采用 反 应 时 间 本 较 合适 ， 同时 由于 固液 比对浸出率影 响小 ， 应尽可能 采用较小 的固液 比， 以提 高浸 出液 的浓 度提 高班 可 产量 ， 浸 出率仅 稍 有 降 低 。因此 ， 而 最终 选 定 条件 为 ： 应温度 ， 反 酸度 （ ） 固液质量 ， 比 ， ： 反应 时间 ， 再用试 验验证 。 最 佳工艺条件验证试 验及结论 根据 正交试 验结 果 ， 对最 佳工 艺条 件组合 进行 适 当调整后 ， 进行试验 验证 ， 试验结 果见表 。 表 验 证试 验 结 果 根 据表 的设计 ， 按正交表 （ 进行试验 。 ） 实验方法 用 二次浸 出液将锌 粉调成糊状 ， 开动搅拌 ， 缓慢 加人硫 酸 ， 在指 定 温度 下 恒 温反 应 一定 时 间 ， 点 终 值 为 过滤水洗 ， ， 合并 滤液 进行 净化 ， 发浓 蒸 缩、 晶， 结 干燥得产 品 ， 滤渣供二 次浸取用 。 正交试验结果 （ 表 见 ） 表 正 交试 验表 及试 验 结 果 试 验 号 浸 出率 从表 可 以看 出， 所选 最佳条件下 ， 在 一次平均 浸 出率为 ， 结果较为理想 。当温度低 于 时 ， 出率 有所降低 ， 浸 需延长 时间才 能得到较 高的浸 出率 ， 明温度过低浸 出反应速度较慢 ； 说 酸浓度增 加 至 以上 ， 出率不再增加 。 浸 二 次浸取 工艺条件 对一 次浸 取渣进 行二 次 浸取 时 ， 由于锌 含量较 低， 因此所用酸浓度较低 ， 间缩短 。通过试验确定 时 最 佳 工 艺 条 件 为 ： 度 ， 度 温 酸 （ ） 固液质量 比 ： ， ， 反应 时 间约 。 在此条件下浸取 ， 残渣 含锌量 低 ， 次总 回收率高 于 两 ， 经济 可行 。试验结果见 表 。 表 二 次残 渣 中锌 含量 ， ， 注 ： 验 原 料 ： 烧 锌 矿 （ 含 量 ） 工 业硫 酸 试 焙 ， 注 ： 矿 比 为 渣 。 （ 。 ） 净化 工艺条件试验 维普资讯 河 南化 工 年 第 期 净化过 程是除去浸取 液 中的 、 、 、 硫 酸浸取焙烧锌 矿 的工艺 条件 ， 出了最 佳工 艺条 得 件 为。 当反应 温 度 酸度 ， ， ? 固液 比为 ， 应 时间 ， ： 反 经试验验证 ， 锌一次浸 出 等杂质 ， 加人 将 氧化 形成 （ ） 沉淀 、 人 锌 粉 将 、 、 还 原 ， 而 除 加 从 去 。通过 对 除 杂 顺 序 的 比较 试 验 发 现 ， 先 加 若 除 ， 过 量 的 将 与 锌粉 反 应 ， 而 则 从 增加锌粉 的消耗 ， 达到 同样 的 除 、 、 的 效果 ， 明显多 消耗 锌粉 ， 因此 ， 用后除铁工艺 ， 采 具体 条件如 下 ： 除 “ 、 ： 锌粉用 量 为理论 用量 的 倍， 温度 、 间 除 “ ： 时 ； 双氧水用 量为理论 量的 倍 ， 度 时 间 温 ， ； 精制 除 采用 。 法 蒸发浓缩 结晶和干燥 率 高于 以上 ， 两次总浸 出率 在 以上 。工 艺 条 件经济合理 ， 有效减少 了资源的浪费 。 参考文献 ： 施 湛青 机 盐工 艺 京： 等教 育 出版社 ， 无 北 高 天 津 究院 无机 盐 工业 手 册 （ ） 北 京 ： 下 化 学工 业 出版社 ， 刘俊峰 ， 压 酸 浸 闪锌 矿 的 条 件 对 锌 浸 出率 的 影 等 常 响 中国有 色金 属 学报 ， ， （ ： ） 何 耀 优级一水硫酸锌的生产 有 色冶炼， ， （ ）： 净 化液 值 为 、 、 、 含 ， 量 合 格 后 ， 行 蒸 发 ， 发 至 相对 密 度 为 进 蒸 ， 冷却结 晶 ， 离心脱 水即为产 品。 结 论 张秉 青 酸 锌 溶 液 净 化 工 艺 改 造 实践 有 色 冶 硫 炼 ， ： ，（ ） 姚 福 琪 由菱锌 矿 生产七 水硫 酸锌 的研 究 保 定 师 专 学报 ， ， ： （ ） 本 文运 用 正交试 验法 优化 实验方 案 ， 研究 常压 （ 接 第 页 ） 上 图谱 ， 在 、 处都 出现 了 一 一 、 特 征吸收峰 ， 表 明 一甲基吗 啉 已被氧 这 宜在 的滴 加完 毕 为好 ， 料顺 序对 氧化 合成 加 反应顺利进行 有一 定的影 响。 重 复实验 在优化 条 件 下， 三 次 重 复 实 验 ， 率 分别 为 做 收 、 、 。 化为 一甲基 吗啉 一 氧 化 物 。将 合 成 的 的 图谱 与德 国产的 的 进 行对 比 ， 发现 形状及 吸收峰 的位置基本一致 。 结论 产物 的红 外光谱 （） 分析 氧化合成 反 应 结 束 后 ， 产 物 进行 对 分析 ， 结果见 图 。 综 上所 述 ， 氧化合 成 反应 中， 化剂 在 催 对提高反 应 速率 和 产物 的转 化 率有 明显 的促 进 作 用 。在 、： 化剂作 用 下 ， 。 催 氧化 合成 反应 的反 应 时 间 是 影 响 产 率 的最 主 要 因 素 。 的最 佳合 成 工 艺 条 件 为 ： 与氧 化 剂 的 质量 比 为 催