一种以高氯次氧化锌为原料生产电子级氧化锌的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及湿法冶金和精细化学品技术领域，尤其设及一种W高氯次氧化锋为原 料生产电子级氧化锋的生产工艺。
【背景技术】
[0002] 随着科学技术的进步，对氧化锋的纯度要求越来越高。电子工业生产所用的氧化 锋化学纯度要求达到99. 95%。一家氧化锋生产企业如能W含杂质高的次氧化锋为原料生产 出电子级氧化锋，则标志着其生产工艺相当完善，具有较高的技术水平。
[0003] 现有的制备电子级氧化锋的方法多是基于用纯度较高的氧化锋为原料，通过将其 溶解到酸性或碱性溶液中，然后对溶液进行深度净化，最后从净化液中沉淀出高纯氧化锋 的前驱物，再对前驱物进行高溫般烧获得电子级氧化锋。本发明直接W不适合于生产电解 锋的含杂质高的高氯次氧化锋为原料，通过锭氨络合浸出和精细的溶液净化作业，直接得 到深度净化的精制液，再从精制液中沉淀出氨氧化锋形态的前驱物，经高溫般烧制得电子 级氧化锋。
【发明内容】
[0004] 为实现W上目的，本发明采用W下技术方案： 一种W高氯次氧化锋为原料生产电子级氧化锋的工艺，包括W下步骤： (1) 浸出：W氨水、碳酸锭或硫酸锭作浸出剂，将高氯次氧化锋中的锋浸出制成锋氨络 合物溶液；该步骤主要反应式如下： ZnO巧饥V+2NH3=Zn (畑3)42++ &0 (2) 氧化除铁、儘：向上述作业得到的浸出液中加入高儘酸钟进行氧化反应，使浸出液 中的Fe2\Mn2+氧化成难溶的Fe3\Mn4+化合物沉淀出来，并过滤除去，得到滤液；该步骤主要 反应式如下： 3化2++Mn7+= 3化I+Mn4+I3Mn2+巧Mn7+=5Mn4+i (3) 锋粉置换除铜、儒、铅：向上述作业得到的滤液中加入锋粉进行置换反应，使铜、儒、 铅沉淀析出，并过滤除去，得到净化液；该步骤主要反应式如下： Pb""+Zn=Zn"" +Pb i Cu""+Zn=Zn"" +Cu i Cd""+Zn=Zn"" +Cd J, 该作业可使溶液中的铜含量降至0. 0002g/l，铅含量降至0. 002-0. 005g/l，儒含量降 至 0.0001g/L。
[0005] (4)净化液精制：由于化，化，Cd等杂质的硫化物溶度积很小.而化S的溶度积 相对较大，故可选择（NH4)2S作沉淀剂除杂。
[0006] 为了进行深度除杂净化，向上述作业得到的净化液中加入硫化锭溶液，控制溫度 30-40°C，净化时间30-120min;使净化液中残余的金属离子生成易于沉降和过滤的粗颗粒 的金属硫化物；再经澄清和陈化，澄清和陈化时间60-600min，过滤除去沉淀的硫化物，得 到精制液。该步骤主要反应式如下： CcT +s2 = CdS i化2+ + g2二化s I Pb2+ + s2 = Pbs i Zn2+ + s2 = ZnS取一滴经上述净化的溶液放在表面皿上，滴加一滴稀硫化锭溶液，如果生成的硫化物 沉淀带黑色或灰色，则说明除杂不完全，需重复净化作业；如果生成的硫化物沉淀呈纯白 色，说明是生成了纯的硫化锋，除杂已完成。
[0007] (5)中和沉淀氨氧化锋：向含有络氨锋离子的深度净化的精制液加入稀硫酸或 特制的硫酸锋锭复盐，使锋W氨氧化锋形式从溶液中析出；该步骤主要反应式如下： Zn (NH3)/"+2 H2SO4 + 2H2O = Z (0H)2i +2 (NH 4) 2SO4+2H" Zn (畑3) 42++2ZnS〇4 ?(畑4) 2SO4 ? 6H2O = 3化（OH) 2 i + 3 (畑4) 2SO4 +2H" (6)般烧：将上述步骤得到的氨氧化锋加高纯水洗涂，经压滤机压滤，滤饼送入干燥般 烧害经1000-1100°C高溫般烧得电子级氧化锋产品。该步骤主要反应式如下： 化（0H)2=化0 + &0 本发明净化液净化的好坏是保证产品氧化锋纯度的关键。为了保证溶液中的重金属得 到深度脱除，在添加硫化锭净化重金属时，采取了如下措施：1)对净化溫度进行了精确的控 审IJ，使净化生成的硫化物的晶粒大小得到控制，改善其沉降速度：2)增加硫化锭净化的净化 时间，使除杂的反应更加充分；3)硫化锭W溶液形式加入，避免局部反应使硫离子能与重金 属杂质充分接触和反应；实质上加入的硫离子首先是与溶液中大量存在的锋离子形成硫化 锋沉淀，再由固态的硫化锋与溶液中的重金属杂质离子通过固液反应转变为重金属的硫化 物；由于此固液反应是一个慢过程，所W必须保证一定的反应时间；4)延长净化后液的澄 清和陈化时间，使沉淀与溶液分离完全。
[0008] 与现有技术相比，本发明具有的有益效果为： (1)本发明提供的一种W高氯劣质次氧化锋为原料生产电子级氧化锋的工艺，对比常 规W高等级氧化锋为原料生产电子级氧化锋是一种不小的创新。
[0009] (2)本发明提供的一种W高氯次氧化锋为原料生产电子级氧化锋的工艺，工艺条 件稳定，操作简易，不仅适用于生产电子级氧化锋，而且可用于大规模工业化生产其他高等 级氧化锋。
[0010] (3)用不适于生产电解锋的高氯次氧化锋生产电子级氧化锋，省去了中溫赔烧脱 氣、氯的作业，使高氯劣质次氧化锋得到高附加值应用。
[0011] (4)W精细化的硫化锭除杂工艺取代粗放的硫化钢除杂作业，既达到了重金属离 子的深度净化，又避免了钢离子对溶液的污染，使沉氧化锋后液能重复用于原料次氧化锋 的浸出，节约了试剂消耗。
[001引【附图说明】： 图1为本发明的一种W高氯次氧化锋为原料生产电子级氧化锋的工艺流程的方框示 意图。
【具体实施方式】
[0013]W下结合附图及【具体实施方式】对本发明进行详细的描述。
[0014] 实施例1 W高氯次氧化锋为原料，其化学成分如表1所示。
[0015] 表1原料次氧化锋的化学成分
从表1的成分可w看出，该次氧化锋是一种含金属杂质和氯离子高的原料。
[0016] W上述次氧化锋为原料生产电子级氧化锋的工艺，包括W下步骤： (1) 浸出：W氨水、工业硫酸锭作浸出溶剂，将50克次氧化锋在液固比为4 :1下溶解于 80克硫酸锭和45毫升氨水中，加水稀释到液体为200毫升，电磁揽拌浸出3小时。过滤，得 浸出液和洗水共240毫升，浸出渣重16. 56克。浸出液和洗水混合液的成分和浸出渣的成 分分别如表2和表3所示。按渣计，锋的浸出率为82. 56% ;按液计，锋的浸出率为79. 36%。 浸出渣送回转害回收氧化锋。
[0017] 表2浸出液和洗水混合液的成分
表3浸出渣的成分_
(2) 氧化除铁、儘：在上述步骤得到的浸出液和洗水混合液中加入高儘酸钟进行氧化反 应，将浸出液中的化2\Mn2+氧化成难溶的化Mn4+化合物沉淀出来。
[0018] (3)锋粉置换除铜、儒、铅：向上述步骤得到的滤液中加入2克锋粉进行置换反应， 使铜、儒、铅沉淀析出，并过滤除去，得到净化液。
[0019] (4)向上述步骤得到的净化液中加入少量硫化锭水溶液，当滤液滴加硫化锭水溶 液生成的硫化物沉淀呈纯白色时，说明除杂已完全。
[0020] (5)中和沉淀氨氧化锋：向含有络氨锋离子的深度净化液加入稀硫酸或特制的 硫酸锋锭复盐，使锋W氨氧化锋形式从溶液中析出。
[0021] (6)干燥般烧：将上述步骤得到的氨氧化锋加高纯水洗涂，经压滤机压滤，滤饼送 入干燥般烧害经1000-1100°c高溫般烧得电子级氧化锋产品。该氧化锋产品的成分表明，锋 含量与金属总含量(计算了儒、铜、铁、儘、铅五种杂质金属)之比值> 99. 95%，品质符合对电 子级氧化锋的要求。
[00过实施例2 除将50克次氧化锋在液固比为4 :1下溶解于96克碳酸氨锭取代80克硫酸锭外，其他 作业与实施例1雷同。获得了与实施例1相同的效果。
【主权项】
1. 一种以高氯次氧化锌为原料生产电子级氧化锌的生产工艺，其特征在于：包括以下 步骤： (1)浸出：以氨水、碳酸铵或硫酸铵作浸出溶剂，将高氯含量次氧化锌中的锌浸出制成 锌氨络合物溶液； ⑵氧化除铁、锰：在上述步骤得到的浸出液中加入高锰酸钾进行氧化反应，将浸出液 中的Fe'Mn2+氧化成难溶的Fe3+、Mn4+的化合物沉淀出来，并过滤除去，得到滤液； (3) 锌粉置换除铜、镉、铅：在上述步骤得到的滤液中加入锌粉进行置换反应，使铜、 镉、铅沉淀出来，并过滤除去，得到净化液； (4) 净化液精制：在上述步骤得到的净化液中加入硫化铵，使净化液中残余的金属离 子生成难溶的金属硫化物，过滤除去沉淀，得到精制液； (5) 中和沉淀氢氧化锌：向含有络氨锌离子的精制液加入稀硫酸或特制的硫酸锌铵 复盐，使锌以氢氧化锌形式从溶液中析出； (6) 煅烧：将上述步骤得到的氢氧化锌加水洗涤，经压滤机压滤，滤饼送入干燥煅烧窑 经IKKTC高温煅烧得电子级氧化锌产品。2. 根据权利要求1所述的一种以高氯次氧化锌为原料生产电子级氧化锌的生产工艺， 其特征在于：浸出时，浸出溶剂中氨浓度为75-90g/L，碳酸铵或硫酸铵浓度为80-150g/L; 所述浸出时按总摩尔比NH4+:Zn= 4:1-1. 2投入次氧化锌，浸出时间为2-4小时。3. 根据权利要求1-2中所述的一种以高氯次氧化锌为原料生产电子级氧化锌的生产 工艺，其特征在于：步骤（2)中，所述氧化除铁反应条件为40-70°C，搅拌，投入高锰酸钾的 量为浸出液中Fe2++Mn2+总质量的2-10倍；反应时间为1-1. 5小时。4. 根据权利要求1-3所述的一种以高氯次氧化锌为原料生产电子级氧化锌的生产工 艺，其特征在于：步骤（3)中，置换反应条件为按溶液中铜、镉、铅总质量的2-4倍加入锌 粉，并搅拌反应30-60分钟。5. 根据权利要求1-4中任一项所述的一种以高氯次氧化锌为原料生产电子级氧化锌 的生产工艺，其特征在于：步骤（4)中所用硫化铵为有效硫含量7-9%的硫化铵，用水稀释 8-10倍，在搅拌下缓慢加入净化液中，反应1-1. 5小时后压滤；所述硫化铵的加入量为铜、 镉、铅等杂质的摩尔量之和的1-1. 15倍。6. 根据权利要求1-5中所述的一种以次氧化锌为原料生产电子级氧化锌的生产工艺， 其特征在于：步骤（5)中所述中和沉淀氢氧化锌采用添加稀硫酸或用稀硫酸酸化含有络氨 锌离子的精制液预先制得的硫酸锌铵复盐；中和沉淀在充分搅拌下进行，当溶液中锌离 子浓度降到lg/L以下时，中和沉淀即可停止。7. 根据权利要求1-6中所述的一种以高氯次氧化锌为原料生产电子级氧化锌的生 产工艺，其特征在于：步骤（5)中所得氢氧化锌经洗涤、压滤后投入干燥煅烧窑中，经 1000-1KKTC高温煅烧，充分分解得电子级氧化锌。
【专利摘要】本发明涉及湿法冶金和精细化学品技术领域,尤其涉及一种以高氯次氧化锌为原料生产电子级氧化锌生产工艺，其过程的特点是原料高氯次氧化锌不采用预先脱氯作业，而直接通过湿法冶金的铵盐-氨水浸出、氧化除铁、加锌粉和硫化铵除杂、中和制备氢氧化锌,然后在干燥煅烧炉内经1000-1100℃高温煅烧制得纯度为99.95%的电子级氧化锌。
【IPC分类】C01G9/02
【公开号】CN105197982
【申请号】CN201510627821
【发明人】赵秦生, 李荣鹏, 侯千驹
【申请人】湖南荣鹏环保科技股份有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年9月29日