本发明涉及湿法冶金领域,尤其涉及一种络合-蒸氨从含锌溶液中分离回收纳米氧化锌的方法。
背景技术:
1、锌是广泛应用于钢铁防腐、能源和磁性材料等国家发展所需重要领域的第三大有色金属,能与多种金属制成合金。中国是全球最大的锌生产国和消费国,年产约560万吨,但仍然严重依赖进口锌矿资源,这对国内的锌金属冶炼造成了严重限制。调整锌产业链结构、加强行业技术创新、提高二次资源综合利用水平、提高产品质量是我国锌产业发展的必然趋势。
2、目前全球约80%的锌是通过湿法炼锌工艺从锌矿中提取的,其余约20%来自对锌二次资源的回收利用。在传统湿法炼锌工艺中,闪锌矿在930℃-980℃的条件下焙烧,才能得到主要含zno和fe2o3的产物。然后,再用稀硫酸(废电解液)浸出焙烧渣,得到硫酸锌溶液,再通过后续的净化和电沉积过程实现锌的提取。
3、然而,对于含锌二次资源中锌的提取工艺,其中主流工艺为火法高温还原工艺,其需要高温、大量碳质还原剂和巨大的设备投资,导致其广泛应用受限,其产品基本是粗产品,仍需要进一步处理或净化,以获得高纯度的含锌化合物或金属锌。同时由于碳质还原剂的添加还将带来碳排放的难题。此外,湿法提锌工艺具有设备简单、投资少、含锌产品品位高等优点,适合提取低品位的含锌资源。然而,湿法冶金工艺的浸出液中锌离子含量较低,杂质离子含量较高,直接用作电解锌原料将导致传统的净化除杂步骤负荷大、工序繁琐,极大的增加了生产成本。cn112125327b公布的一种活性氧化锌的制备工艺,将含锌烟尘放入含有碳酸铵、氨水和有机溶剂的溶液中超声浸出,离心后加入反应促进剂,通过微波加热得到碱式碳酸锌,再用氨水和四氯甲烷冲洗烘干的碱式碳酸锌,步骤繁琐、成本较高,还存在有机试剂的污染问题。
4、因此,如何高效分离二次含锌资源湿法提锌溶液中的锌并制成高纯产品是本领域亟待解决的关键技术问题之一。
技术实现思路
1、为解决上述问题,本发明提供了一种络合-蒸氨从含锌溶液中分离回收纳米氧化锌的方法,该方法简化了传统湿法提锌工艺中浸出液复杂的净化工序,实现了杂质离子的全量化利用,得到了高纯纳米氧化锌产品。
2、本发明所述一种络合-蒸氨从含锌溶液中分离回收纳米氧化锌的方法,具体包括以下步骤:
3、s1、将氨水加入含锌溶液中调节至一定ph,搅拌一定时间,通过抽滤将固液分离,得到提锌尾渣和锌氨溶液;
4、s2、将所述锌氨溶液在一定温度下加热并保温一定时间,通过抽滤将固液分离,得到含锌沉淀和含钙镁溶液。
5、s3、将所述含锌沉淀在一定温度下焙烧一定时间,得到纳米氧化锌。
6、进一步的,所述ph为9-11,搅拌时间为10-120min。
7、进一步的,所述s1中还包括助剂,所述助剂为硫酸铵或碳酸铵。
8、进一步的,所述助剂与锌离子的摩尔比为(0.1-3):1。
9、进一步的,所述加热温度为40-100℃,加热时间为1-5h。
10、进一步的,所述焙烧温度为300-600℃,焙烧时间为0.5-3h。
11、与现有技术相比,本发明的有益技术效果:
12、本发明可以实现对含锌溶液高效提取与分离锌的目的,锌的收得率高达95%,得到了纳米氧化锌产品,其纯度高达97.2%,可以实现杂质离子的全量化利用,提锌尾渣通过焙烧可制得性能优异的nh3-scr催化剂,含钙镁溶液可用于co2矿化。
13、本发明通过温和条件下的锌氨络合,首先将溶液中沉淀ph较低的杂质离子(如铁、锰离子)通过沉淀除去,然后通过加热蒸氨,使得溶液ph降低,析出锌离子沉淀,从而与溶液中沉淀ph较高的杂质离子(如钙、镁离子)分离,得到高纯的含锌沉淀,最后通过焙烧得到高纯度的纳米氧化锌。
14、本发明使用的氨水,包括硫酸铵、碳酸铵助剂均可通过吸收、结晶等手段实现循环使用,成本低廉,效果优异。
15、本发明实现了对含锌溶液的全量化资源化利用,是一种高效处置与利用含锌溶液的新方法,不但实现了含锌二次资源的资源化利用,还有助于缓解工业生产中含锌废水的污染问题,增加再生锌的生产途径。
1.一种络合-蒸氨从含锌溶液中分离回收纳米氧化锌的方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种络合-蒸氨从含锌溶液中分离回收纳米氧化锌的方法,其特征在于,所述ph为9-11,搅拌时间为10-120min。
3.根据权利要求1所述的一种络合-蒸氨从含锌溶液中分离回收纳米氧化锌的方法,其特征在于,所述s1中还包括助剂,所述助剂为硫酸铵或碳酸铵。
4.根据权利要求1所述的一种络合-蒸氨从含锌溶液中分离回收纳米氧化锌的方法,其特征在于,所述助剂与锌离子的摩尔比为(0.1-3):1。
5.根据权利要求1所述的一种络合-蒸氨从含锌溶液中分离回收纳米氧化锌的方法,其特征在于,所述加热温度为40-100℃,加热时间为1-5h。
6.根据权利要求1所述的一种络合-蒸氨从含锌溶液中分离回收纳米氧化锌的方法,其特征在于,所述焙烧温度为300-600℃,焙烧时间为0.5-3h。
