次氧化鋅

次氧化鋅

冶鋅工業廢渣中含有的化學物質
次氧化鋅是冶鋅工業廢渣中主要富鋼廢渣之一,因其主要成分為次氧化鋅(Zn2O,Zinc bypoxide)及氧化鋅(ZnO,Zincoxide)而得名。次氧化鋅的化學組成随礦源不同變化較大,一般含有鋅、铟、砷、銻、錫、銀、鉛、镉、铋等金屬,其中鉛、砷、镉等元素有森,容易對水體和土壤造成嚴重污染。
    中文名:次氧化鋅 外文名:Zinc hypoxide 别名: 化學式:Zn2O 分子量: CAS登錄号: EINECS登錄号: 熔點: 沸點: 水溶性: 密度: 外觀: 閃點: 應用: 安全性描述: 危險性符号: 危險性描述: UN危險貨物編号: CN危險貨物編号: 英文名:Zinc hypoxide CAS号:107893-14-1

介紹

鉛鋅礦物原料大多數都為鉛鋅礦共生,經過優先浮選很難達到鉛鋅完全分離。鉛鋅礦冶煉是将鋅富集在渣中,然後用煙化爐處理爐渣,産出氧化鋅或者次氧化鋅。此外,濕法煉鋅廠産出的浸出渣以及貧氧化鋅礦經過回轉窯煙化得到氧化鋅或者次氧化鋅。次氧化鋅的主要成分是ZnO,隻是品位一般為45%~65%。所謂“次"是指品位次。在我國廣西、貴州、雲南、湖南等等地方産量較大,其用途主要是進一步加工電解鋅或氧化鋅。

主要來源

我國是鋅冶煉大國,2003年鋅錠産量已達231.9萬噸,排名世界第一。鋅冶煉主要有兩種方法:一種是火法冶鋅(蒸餾法),另一種是濕法冶鋅(電解法)。冶鋅過程中産出的大量冶鋅廢渣,次氧化鋅所占比例相當大,其主要産自氧化鋅廠和鉛、鋅冶煉廠。僅韶關冶煉廠兩個系統的鼓風爐渣經煙化爐回收産出的次氧化鋅就達1000噸/年。次氧化鋅化學成份複雜,因原礦品位的不同而有較大波動,這也是導緻節綜合回收困難的主要原因之一。産于鉛、鋅冶煉廠的次氧化鋅含有價金屬較多,綜合回收價值較高。

化學組成

次氧化鋅的化學組成主要含有鋅、铟、砷、銻、錫、銀、鉛、镉、铋等金屬。此外,在次氧化鋅中還含有鍋、銅和銀。其中鋅主要以氡化鋒、次氧化鋅和少量硫酸鋅的形式存在;鋼、制、倆、砷、銻等主要以氧化物形式存在;砷的氧化物三氧化二砷(俗稱砒霜)毒性強,銀則被包含于鉛中。

綜合回收工藝

下面隻介紹從次氧化鋅中浸取铟的研究。

铟是高新技術的支撐材料,廣泛應用于焊料,高性能軸承,可溶電極和核控制等傳統領城;近年又大量應用于光電行業等高新技術領城和軍事領城,以及生産ITO靶材,當今世界對铟的需求量正療不斷增長。锢在地殼的豐度為0.11ppm,是非常稀散的金屬。地球上尚未發現單獨礦床,常伴生于鉛、鋅礦物中,主要通過鋅粗煉的副産品提取,其餘來自煉鉛廠、鋼廠的煙道灰。

次氧化鋅中含有銻、合回收工錫、镉、鉛、銀、镓、铟、鍺、矽等多種元素,物相複雜、幹擾雜質多,使铟的浸取、分離與富集困難。舊生産工藝存在回收率低、生産成本高、可操作性小等缺點,一直制約次氧化鋅綜合回收的工業化,導緻其長期堆積而無法利用,對環境破壞嚴重。

采用目前硫酸浸铟工藝從次氧化鋅中浸铟,铟的浸取率低于70%。酸浸液經鐵屑除雜、澄清過濾、萃取、反萃取、鋅闆置換等多步操作,可得到粗海綿铟,總回收率小于60%,大量铟在生産過程中流失。無論從經濟上還是環境效益上,都帶來損失,且所得相铟産品中雜質含策商,因此,對如何提商次氧化鋅具有重要的意義。

铟回收率不高的上要原因在于浸取率不高,占總流失量的60~70%,目前沒有關于對次氧化鋅中浸取锢的研究。我們對铟浸取機理、浸取過程、影響因素進行了全面的研究,實驗表明:酸度、固液比、溫度、反應時間、顆粒大小及某些氧化劑的存在,均影響到铟的浸取率,控制在适當的條件下,铟的浸取率可達到97%以上。

具體操作:

1、試樣的制備:将原料次氧化鋅烘幹,粉碎機破碎,過标準篩飾分,将不同粒度的試樣分類保存備用。

2、試樣的浸取:準确稱取25g試樣于250ml燒杯中,用不同濃度硫酸,在恒溫水浴鍋中攪拌所需時間後,過濾分離,測定浸取液中铟含量。

3、測定酸浸殘渣中铟:把浸取渣烘幹後,準确稱量1.0g,置于50mL小燒杯當中,依次加入15ml HCL,5mL濃HNO3,在電爐上蒸發至近幹,然後加入适量蒸留水,幹過濾,以1.0mL1:1H2SO4溶液,定容于100mL容量瓶中。

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