本发明涉及硫化锌合成技术领域，具体涉及一种硫化锌的合成方法。
背景技术：
硫化锌是一种常见的颜料及光学材料，在涂料、橡塑、夜光材料乃至军工方面都有广泛的应用。硫化锌的合成方法有很多，国内在硫化锌、尤其是纳米硫化锌方面的研究也有诸多报告，其中最简单的方法是由硫化钠与硫酸锌直接反应得到。现有的硫化锌合成方法都存在以下几个缺点：(1)硫源：硫化钠是目前公开的各种方法中非常便宜的也是最常用的一种硫源，但工业级的硫化钠有臭味、杂质含量高、颜色差、净化工艺复杂，并且腐蚀性严重，尤其是对人体皮肤的腐蚀性很强，同时吸水严重，贮存困难，而在其他硫源中，硫化氢有剧毒、运输贮存困难、有机硫化合物的价格过高经济性差，这些都抑制了常见硫源的使用；(2)锌源：硫酸锌是最常见的锌源，工业硫酸锌由于含有大量的杂质离子，如fe、cu、cd、in以及铵离子等，是不能直接用于硫化锌的合成的，硫酸锌的净化工艺比较复杂，通常是采用锌粉逐级置换出其中的杂质离子，得到净化的硫酸锌，而铁离子的消除，则是通过调整ph值后得到氢氧化铁过滤除去。
锌离子在过量的强碱下可以发生以下反应：
又如氧化锌：
在镀锌阳极泥中，还有大量的金属锌，也可以发生类似的反应：
在上述反应中，锌源中存在的诸多杂质，如fe、cu、cd、铵等均可能够以氢氧化物的形式，作为沉淀得以一次性去除：
fe3++3oh-＝fe(oh)3↓
cd3++3oh-＝cd(oh)3↓
cu2++2oh-＝cu(oh)2↓
另一方面，硫磺在强碱，如氢氧化钠存在下可以发生歧化反应，生成负二价的硫离子以及亚硫酸根：
3s+6naoh＝2na2s+na2so3+3h2o
但是该反应中，通常硫磺可以和硫离子以及亚硫酸根发生进一步反应，得到多硫化物和硫代硫酸根：
na2s+(x-1)s＝na2sx
na2so3+s＝na2s2o3
由于多硫化物的存在，所得到的溶液通常呈黄色乃至红棕色。只有在碱过量的情况下，才可以消除多硫化物以及硫代硫酸钠的存在。因此，通常这个反应是不能用于硫化锌的制备的。
本发明将上述两个反应综合在一起，从而提出了一条新的硫化锌的合成路线，即：先将含锌的化合物与过量的碱反应，得到偏锌酸的碱金属盐；含锌化合物中的杂质离子以氢氧化物的形式过滤除去；而后将得到的纯净的偏锌酸的碱金属盐与硫磺发生反应，得到纯净的硫化锌。该过程可以用以下方程式表述：
6naoh+2znso4+3s＝2zns+na2so3+2na2so4+3h2o
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明提供了一种硫化锌的合成方法，锌源选择广泛，净化工艺简单，降低生产成本，生产过程安全环保。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种硫化锌的合成方法，包括以下步骤：
(1)在碱金属氢氧化物的溶液中加入含锌物质，反应0.1-24h后，过滤，洗涤滤饼至洗涤液的ph为7，合并滤液和洗涤液，得到溶液a；
(2)向步骤(1)中的溶液a加入硫磺，搅拌并加热至75-100℃，反应1-24h后，冷却至室温，过滤后得到硫化锌。
进一步的，所述含锌物质选自金属锌、锌灰、氧化锌矿石、镀锌阳极泥、氧化锌、硫酸锌、碱式碳酸锌、碱式硫酸锌、亚硫酸锌、氯化锌、磷酸锌、磷酸二氢锌、聚合磷酸锌、硝酸锌、醋酸锌、甲酸锌、二乙酰丙酮锌、甘油锌、二甲基丙烯酸锌、单甲基丙稀酸锌的其中任意一种或者其中任意混合物，优选的，选自氧化锌、硫酸锌、亚硫酸锌、氯化锌其中任意一种或者其中任意混合物；更加优选的，选自硫酸锌。
进一步的，所述碱金属的氢氧化物选自氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铷、氢氧化铯的其中任意一种或者其中任意混合物，优选的，选自氢氧化钠、氢氧化钾的其中任意一种或者二者的任意混合物，更加优选的，选自氢氧化钠。
进一步的，所述含锌化合物的锌含量与碱金属的氢氧化物的摩尔比范围为1：2-7.20。
进一步的，所述含锌物质的锌含量与硫磺的摩尔比为1：0.1-1.5。
进一步的，所述硫磺选自块状硫磺、粉末状硫磺的其中任意一种或者二者的任意混合物，优选的，选自粉末状硫磺。
由于采用上述的技术方案，本发明的有益如下：
(1)本发明不使用硫化钠而使用硫磺作为硫源，几乎无气味，操作环境对人体友好，硫磺不溶于水，易于贮存与运输；
(2)市面上接近100％纯度的硫磺易于获得，无需在反应前对原料进行提纯，省去原料净化工艺，从硫源原料方面大大降低生产成本和生产的难度；
(3)锌源选择范围广泛，含锌化合物(除硫化锌)多溶于强碱溶液中，在碱性条件下浸取锌源，而铁、铅、铜等在碱性环境中不溶或者可以形成不溶性氢氧化物，通过简单的过滤方式即可以去除，选择性强外，提纯简单，从锌源原料方面降低生产成本和生产的难度；
(4)本发明中，锌源与强碱生成可溶性的偏锌酸的碱金属盐，偏锌酸的碱金属盐再与硫磺发生歧化反应，生成新的强碱可以继续与硫磺发生反应，从而抑制了多硫化物以及硫代硫酸钠的生成，同时能够提高硫的利用率。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种硫化锌的合成方法，包括以下步骤：
(1)向200g去离子水中加入41.7g纯度为96％的烧碱(1mol)，搅拌溶解制得氢氧化钠的溶液，向氢氧化钠的溶液中加入锌含量20％的氧化锌锌灰(锌含量0.25mol)，加热至沸腾反应24h后，冷却至室温，洗涤滤饼至洗涤液的ph为7，合并滤液和洗涤液，得到溶液a；
(2)向步骤(1)中的溶液a加入12g纯度为99％的硫磺(0.375mol)，搅拌并加热至100℃，回流，继续反应8h后，硫磺的黄色消失，得到白色沉淀。冷却至室温，过滤，洗涤滤饼至洗涤液的ph为7，烘干滤饼，制得24g硫化锌成品，按锌含量计，反应产率为99.0％。
实施例2：
一种硫化锌的合成方法，包括以下步骤：
(1)向700g去离子水中加入300g纯度为96％的烧碱(7.2mol)，搅拌并溶解制得氢氧化钠的溶液，向氢氧化钠的溶液中加入291g纯度为99％的七水硫酸锌(锌含量1mol)，反应0.1h后，过滤，洗涤滤饼至洗涤液的ph为7，合并滤液和洗涤液，得到溶液a；
(2)向步骤(1)中的溶液a加入48g纯度为99％的硫磺(1.5mol)，搅拌并加热到100℃，回流，反应12h后，硫磺的黄色消失，得到白色沉淀，冷却至室温，过滤，洗涤滤饼至洗涤液的ph为7，烘干滤饼，制得96g硫化锌成品，按锌含量计，反应产率为99.0％。
实施例3：
一种硫化锌的合成方法，包括以下步骤：
(1)向800g去离子水中加入300g纯度为96％的烧碱(7.2mol)，搅拌溶解，制得氢氧化钠的溶液；向氢氧化钠的溶液中加入282.6g锌含量57.5％的碱式碳酸锌(锌含量2.5mol)，反应8h后，过滤，洗涤滤饼至洗涤液的ph为7，合并滤液和洗涤液，得到溶液a；
(2)向步骤(1)中的溶液a加入120g纯度为99％的硫磺(3.75mol)，搅拌并加热至95℃，继续反应1h后，硫磺的黄色消失，得到白色沉淀，冷却至室温，过滤，洗涤滤饼至洗涤液的ph为7，烘干滤饼，制得241g硫化锌成品，按锌含量计，反应产率为99.6％。
实施例4：
一种硫化锌的合成方法，包括以下步骤：
(1)400g去离子水中加入301.6g纯度为85％的氢氧化钾(4.57mol)，搅拌溶解制得氢氧化钾的溶液，向氢氧化钾的溶液中加入150g纯度为99％的金属锌(锌含量2.28mol)，搅拌反应16h后，过滤，洗涤滤饼至洗涤液的ph为7，合并滤液和洗涤液，得到溶液a；
(2)向步骤(1)中的溶液a加入7.4g纯度为98.5％的硫磺(0.228mol)，搅拌并加热至85℃，反应24hr后，硫磺的黄色消失，得到白色沉淀，冷却至室温，过滤，洗涤滤饼至洗涤液的ph为7，烘干滤饼，制得22g硫化锌成品。按硫磺计，反应产率为99.6％。
本发明合成硫化锌的方法操作简单，锌源选择范围广泛，反应产率高，不低于99.0％。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。