硫酸锌及氧化锌的闭路循环制备新工艺的制作方法

文档序号:12390567阅读:1968来源:国知局

本发明属于化工技术领域,特别涉及一种硫酸锌及氧化锌的闭路循环制备新工艺。



背景技术:

硫酸锌是一种针状或粉状的白色或黄色的结晶体,由含锌原料与硫酸反应制得,易溶于水和酸,易吸潮、结块。用途广泛,主要用于医药-催吐剂、工业-选矿、饲料-添加剂、农业-锌的补充剂、食品等行业。而氧化锌是白色粉末或六角晶系结晶体,难溶于水,可溶于酸和强碱,无嗅无味,受热变黄色,冷却后又恢复白色。广泛用于塑料、橡胶、油漆、食品等行业。

目前硫酸锌溶液的生产普遍采用硫酸法,其工艺流程是:将次氧化锌通过皮带输送机加入到中性浸出槽中,再加入浓硫酸和水溶解、浸出,并进行机械搅拌,控制适当的浸出时间、温度、PH值,浸出后的矿浆送入压滤机压滤,压滤后滤液送入除铁工序,中浸渣进入第二段浸出。中浸液泵入除铁槽,投加双氧水和高锰酸钾,进入除铁除锰操作,铁锰含量合格后,矿浆送入压滤机压滤,压滤后液送入净化工序。除铁锰后液泵入净化槽,投入锌粉,置换铜镉等重金属杂质,铜镉含量达标后,矿浆送入压滤机压滤,压滤后液送入蒸发结晶工序或生产氧化锌的转化工序。经过除杂的净化后液送入蒸发结晶槽内,通过导热油管加热除去其中的水分,结晶分离后的硫酸锌送入干燥窑干燥,生产出合格的产品硫酸锌。结晶分离后的硫酸锌母液返回到结晶糟,继续浓缩结晶。该工艺技术的缺陷是:当硫酸锌母液反复循环几次后,系统中的杂质含量会逐步增高,严重影响了产品质量。当不能继续循环使用需直接将废液向外排放,不但是每吨硫酸锌的用水量增大,也会造成环境污染。

氧化锌的制液工序与一水硫酸锌的制液工序完全相同,即活性氧化锌生产的中间产物也是纯净的硫酸锌溶液。将净化好的硫酸锌溶液泵入沉淀糟,加入沉淀剂碳酸氢铵或碳酸钠,进行机械搅拌,控制适当的温度、PH值,产生碱式碳酸锌沉淀后送压滤机压滤,碳酸锌沉淀经过洗水、脱水干燥后送热分解系统进行煅烧,煅烧后自然冷却制得氧化锌。该工艺技术的缺陷是:生产中产生的硫酸铵溶液或硫酸钠溶液以及碳酸锌沉淀的多次洗水直接排放后,不但是每吨氧化锌的用水量增大,同样也会对环境产生严重污染。



技术实现要素:

本发明的目的是针对现有硫酸锌及氧化锌单一生产工艺的共性的不足之处,在原有的单一硫酸锌生产工艺及单一氧化锌的生产工艺基础上提出的一种闭路循环制备新工艺的方法。

本发明的技术方案是这样的:硫酸锌及氧化锌的闭路循环制备新工艺,其中,硫酸锌的生产工艺由制液--结晶--废液排放等工序组成;氧化锌的生产工艺是由制液--合成—洗涤--热分解--废液排放等工序组成。二者都存在废液排放、单位产品用水量大又有影响环保方面的问题。本发明针对两种工艺的工艺特征和工艺技术缺陷,在新工序中进行充分整合、改造成闭路循环环保型生产体系。该工艺生产主要工序分为制液、产品制备、废液处理。

1、制液系统工序:由中酸浸出、浸出液的氧化除铁、氧化除锰、置换除杂等工序组成。制液系统的工艺原理是对含锌原料,用硫酸进行中酸浸出,中酸浸出液经过氧化剂的氧化除铁、氧化剂的氧化除锰、锌粉置换除铜镉等杂质元素的方法,最后制取合格的硫酸锌溶液。

2、产品制备系统工序:由硫酸锌的制备分系统和氧化锌的制备分系统组成。

2.1硫酸锌制备分系统工序:由浓缩结晶、固液分离、干燥、包装等工序组成。其工艺原理是将制液系统制备的合格的硫酸锌溶液进行加热蒸发浓缩结晶除去部分水分、固液分离后、硫酸锌固体进入旋转窑干燥、产品包装,最后制备合格的硫酸锌产品。

2.2氧化锌制备分系统工序:由碳酸锌的合成、洗涤、干燥、高温煅烧、氧化锌的包装等工序组成。其工艺原理是在制液系统制备的合格的硫酸锌溶液中,加入沉淀剂碳酸氢铵或碳酸钠,合成碱式碳酸锌,对碱式碳酸锌进行洗涤、闪蒸干燥、高温煅烧、氧化锌的包装,最后制备合格的氧化锌产品。

3、废液处理系统工序:由硫酸锌的制备分系统中产生的硫酸锌分离母液、氧化锌的制备分系统中产生的硫酸铵或硫酸钠溶液及碱式碳酸锌洗涤液等产生废液的处理工序组成。其工艺原理是将硫酸锌分离母液转移至制液系统中,达成硫酸锌的制备分系统与制液系统形成一个循环体系:将碱式碳酸锌的洗涤液转移至制液系统中,达成氧化锌的制备分系统与制液系统形成一个循环体系;将硫酸铵溶液转移至硫酸锌的制备分系统的结晶工序中,达成氧化锌的制备分系统与硫酸锌的制备分系统形成循环体系。通过这三大循环体系,从原料的浸出到生产出最终产品,生产工艺过程中的所有料液在三大体系中都以闭路循环的方式运行,不再向系统外排放任何废液。

本发明专利与原有的单一硫酸锌生产线或单一氧化锌生产线相比有益效果是:

1、将原有的单一的生产线整合成一条能同时生产硫酸锌和氧化锌的综合生产线,将原有的技术缺陷在新工序中进行充分整合、改造成闭路循环环保型生产体系。随着工序的单套制液装置能力的提高,资源综合利用率也大幅提高,工序纳污能力增加。

2、实现了废水零排放,消除了原有工艺对环境的污染。两种工艺相结合,水量得到充分的平衡,废水综合利用效果突出,且新鲜水用量大幅降低,每吨活性氧化锌+硫酸锌用水量为4t,仅为传统工艺的1/2左右,节约环保作用明显。

3、氧化锌煅烧过程中的余热得到综合利用,产生的热能梯次使用,最大发挥了余热综合利用的效果。

4、本发明闭路循环新工艺技术使氧化锌或硫酸锌的单一生产工艺走出了“污染-治理-二次污染”的恶性循环,不仅从源头上控制了三废的产生,防止环境污染,而且降低了生产成本,提高了经济效益。

具体实施方式

本发明的具体实施方式如下。

硫酸锌及氧化锌闭路循环制备新工艺,该工艺生产主要工序分为制液、产品制备、废液处理工序。

1、制液系统工序:该工序由中酸浸出、浸出液的氧化除铁、氧化除锰、置换除杂工序组成。所述的中酸浸出是指,用硫酸进行中酸浸出。中酸浸出液经过过滤、过滤液经过氧化剂的氧化除铁、氧化除锰工序,通过锌粉一次置换和二次置换,置换出铜镉等杂质元素,最后制得合格的硫酸锌溶液。

2、产品制备系统工序:由硫酸锌的制备分系统工序和氧化锌的制备分系统工序组成。

2.1硫酸锌的制备分系统工序:由浓缩结晶、固液分离、干燥、包装工序组成。将制液系统制备的合格的硫酸锌溶液进行加热蒸发浓缩结晶除去部分水分,固液分离后,将硫酸锌固体转入旋转窑进行干燥,经产品包装,得到合格的硫酸锌产品。

2.2氧化锌的制备分系统工序:由碳酸锌的合成、洗涤、干燥、高温煅烧、氧化锌的包装等工序组成。将制液系统制备的合格硫酸锌溶液中,加入沉淀剂碳酸氢铵或碳酸钠,合成碱式碳酸锌,对碱式碳酸锌进行过滤洗涤、闪蒸干燥、高温煅烧、冷却、氧化锌的包装,最后得到合格的氧化锌产品。

3、废液处理系统工序:由硫酸锌的制备分系统工序中产生的硫酸锌分离母液、氧化锌的制备分系统中产生的硫酸铵或硫酸钠溶液及碱式碳酸锌洗涤液产生的废液处理工序组成。通过过滤、中转池工序将经废液处理的硫酸锌分离母液转移至制液系统工序中,达成硫酸锌的制备分系统与制液系统形成一个封闭循环体系;通过过滤、中转池工序将经废液处理的将碱式碳酸锌的洗涤液转移至制液系统中,达成氧化锌的制备分系统与制液系统形成一个封闭循环体系;将经过碳化沉锌过滤、蒸发、冷却结晶的硫酸铵溶液转移至硫酸锌的制备分系统的结晶工序中,达成氧化锌的制备分系统与硫酸锌的制备分系统形成封闭的循环体系。通过这三大循环体系工序,从原料的浸出到生产出硫酸锌、氧化锌最终产品。本发明生产工艺过程中的所有料液在三大体系中都以闭路循环的方式运行,不再向系统外排放任何废液。

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