一种利用煤焦化脱硫废液制备硫化锌的方法技术

本发明专利技术涉及一种煤焦化脱硫废液制备硫化锌的方法，该方法由原材料脱硫废液和乙酸锌Zn(CH3COO)2·2H2O经过滤、搅拌、加热、再过滤、高温退火（氩气气氛下）流程得到高纯度、高附加值的功能化硫化锌产品，该方法节省成本、工艺简单、周期短、环境友好、能耗低、生产效率高、原料来源丰富、易于产业化；能通过不同控制条件得到不同相的高纯硫化锌材料，且纯度达到99%以上，最终可达到硫的资源化利用。通过本发明专利技术所述方法获得的硫化锌粉体可用于发光材料、防伪材料、镀膜材料、窗口材料、电致发光粉、耐磨材料、络合剂、钝化剂等方面原料，在光电领域，通常用于太阳能利用及环保型储能材料的开发，纳米硫化锌发光体具备快响应、低阂值的光学性质。

A method of preparation of zinc sulfide by Coal Coking Desulfurization Waste Liquid

The invention relates to a method for preparing zinc sulfide coal coking desulfurization waste water system, the method of desulfurization waste liquid from raw materials and zinc acetate Zn (CH3COO) 2 - 2H2O after filtering, stirring, heating, filtering, high temperature annealing (AR) process to obtain high purity and high value-added functional products of zinc sulfide this method, cost saving, simple process, short cycle, environmental friendly, low energy consumption, high production efficiency, abundant raw materials, easy industrialization; to obtain high purity zinc sulfide materials with different phase by different control conditions, and the purity reached above 99%, resource utilization can reach the final sulfur. ZnS powder obtained by the method of the invention can be used for luminescent materials, anti-counterfeiting materials, coating materials, window materials, electroluminescent powder, wear-resistant materials, complexing agent, passivating agent as raw materials, in the photovoltaic industry, usually used for the development of solar energy utilization and environmental protection type energy storage materials, nano zinc sulfide phosphor with the optical properties of fast response, low threshold.

【技术实现步骤摘要】
一种利用煤焦化脱硫废液制备硫化锌的方法
：本专利技术涉及一种以脱硫废液、乙酸锌为起始原料，通过过滤、搅拌、加热、再过滤、高温退火(氩气气氛下)等一系列流程制备高纯硫化锌。
技术介绍
：中国是一个以煤炭为主要能源的国家,随着工业的快速发展,煤炭燃烧生成的SO2已成为中国大气污染的主要污染物。自2002年,中国在电力行业内开展了大规模的SO2治理工程。随着电厂脱硫治理的开始,一大批国外烟气脱硫技术被不同的脱硫公司引进到国内,这其中的绝大部分是石灰石-石膏法。随着烟气脱硫在国内煤炭行业的大规模使用,其他烟气脱硫方法也逐渐被使用、被认识,包括海水法、氨法、镁法、双碱法等,这其中,氨法正受到越来越广泛的关注。氨法烟气脱硫工艺是采用氨做吸收剂除去烟气中的SO2的工艺。70年代初,日本与意大利等国开始研制氨法脱硫工艺并相继获得成功。但由于技术经济等方面的原因在世界上应用较少。进入90年代后,随着技术的进步和对氨法脱硫观念的转变,氨基脱硫技术的应用呈逐步上升的趋势。目前，新疆地区大多数的焦化煤化工企业采取湿法氨法脱硫工艺技术。在脱硫过程当中，盐含量达到一定值后，脱硫效率大大降低，脱硫液变成脱硫废液。此时，企业需要加入新的氨源并排放部分脱硫废液才可继续脱硫。利用上述方法，焦化企业的脱硫废液没有得到深度利用，许多焦化企业将其作为配煤用水喷洒在煤堆上。这种方法虽然解决了脱硫废液的去处，表面看起来废液排出较少，但实际上并没有从根本上解决问题。造成环境二次污染，浪费工业原料，增加企业生产成本。脱硫废液资源化利用处理技术的专利技术，在达到节能减排的同时，还能将脱硫废液中的硫进行资源化利用，可为当地企业带来较好的经济效益。具体来说，影响煤化工企业废气脱除的主要因素是硫氰酸铵、硫代硫酸铵两种盐含量在脱硫液中超过250mg/L以上，而煤化工企业目前普遍采取重结晶提取副盐，并将提取了副盐后的脱硫废液喷洒在煤堆上回收利用，可这样提取的副盐附加值低，原脱硫液中的硫化物含量仅降低了30％，不能达到企业的要求。而本专利技术处理脱硫废液采用水热合成发法，不仅可制备出附加值高的硫化锌粉末，而且使原脱硫液硫化物含量降低了60％，可作为脱硫液继续循环利用进行二次脱硫。这样煤化工企业可以实现循环经济生产、环保生产，还可以为企业带来经济效益。对于硫化锌粉体材料，由于生产高纯硫化锌所需原料昂贵，工艺复杂，导致高纯硫化锌市场价格较高。本专利技术采用具有产业化潜力的制备工艺，变废为宝的理念，制备出了具有形状规则和表面光滑的球状粉体材料。该材料是制备发光材料、太阳能利用及环保型储能材料、强化纤维玻璃、量子尺寸效应光子材料很好的基质，近年来具有广泛应用前景。
技术实现思路
本专利技术目的在于，提供一种煤焦化脱硫废液制备硫化锌的方法，该方法由原材料脱硫废液和乙酸锌Zn(CH3COO)2·2H2O经过滤、搅拌、加热、再过滤、高温退火(氩气气氛下)等流程制成，通过本专利技术所述方法获得的硫化锌粉体可用于发光材料、防伪材料、镀膜材料、窗口材料、电致发光粉、耐磨材料、络合剂、钝化剂等方面原料，在光电领域，通常用于太阳能利用及环保型储能材料的开发，纳米硫化锌发光体具备快响应、低阂值的光学性质。通过采用不同的掺杂剂的加入，得到不同波段的可见发射光，因此是一种很有潜力的光子材料。在化工领域，硫化锌有良好的光学性质，可以作为热固性塑料、热塑性塑料、强化纤维玻璃、阻燃剂、人造橡胶以及分散剂组，硫化锌有着高折光系数和耐磨性，故硫化锌颜料突出表现在器材、蜡纸、金属板上具有比较高的遮盖力。在光催化领域，可以产生光生空穴、量子尺寸效应，导致能级改变、能隙变宽使其氧化还原能力增强，作为一种催化材料来说，具有优异的光催化半导体特性。还可以利用其保洁杀菌的功能，将粉体添加到陶瓷釉料、人造纤维中制成杀菌剂，再比如有机污染物的降解、水中制氢、醛及衍生物的光还原、卤代苯脱卤以及水中毒重金属离子的光还原等许多光催化领域，是优异的光催化材料。本专利技术所述的一种利用煤焦化脱硫废液制备硫化锌的方法，按下列步骤进行：a、将脱硫废液用0.45微米的微孔滤膜过滤备用；b、称取0.002mol的乙酸锌粉末加至40mL蒸馏水中，搅拌至完全溶解；c、将步骤a得到的滤液逐滴加入到步骤b的乙酸锌溶液当中，持续并搅拌10min后，用氨水将溶液的pH调节在7.5-8.5之间；d、将步骤c得到的溶液置入不锈钢的反应釜中进行水热反应，填充度为80％，升温至160℃-180℃后保温12h-16h，然后自然冷却至室温；e、将步骤d反应后的混合物再次过滤、洗涤，得到硫化锌样品；f、将e得到的样品至于烘箱中，在温度105℃下干燥4h-6h，得到粗制硫化锌粉体；g、将步骤f得到的粗制硫化锌粉体在氩气气氛保护下进行高温退火，退火温度为480℃-620℃，退火时长2h-4h，完毕后将样品自然冷却至室温，即得到纯度99％的硫化锌粉体。步骤g中的退火温度为580℃，退火时长为3h。本专利技术所述的一种利用煤焦化脱硫废液制备硫化锌的方法，该方法是由原料脱硫废液和乙酸锌Zn(CH3COO)2·2H2O经过滤、搅拌、加热、再过滤、高温退火(氩气气氛下)等流程制成，化学式为ZnS，其中脱硫废液(mL):乙酸锌(g)＝1:0.01098。本专利技术所述一种利用煤焦化脱硫废液制备硫化锌的方法，与现有技术相比，其实质性特点为：1)首次实现了用煤化工企业脱硫废液为硫源制备高纯硫化锌的方法；2)解决了煤焦化企业脱硫废液二次污染问题，ZnS粉末的制备更加环保，工艺简单，为煤焦化企业绿色环保生产提供了可能性；3)对煤焦化企业而言，以年产100万吨焦炭的焦化厂为例说明，每天产生的脱硫废液量为30-40吨，每年产生脱硫废液300万-400万吨，年处理脱硫废液至少需90万元。而本专利技术煤焦化脱硫废液制备硫化锌的方法，满足煤焦化企业市场的这一需求，不仅可以将上清液循环利用，而且可以制备出高附加值产品硫化锌。此硫化锌粉末还可用作分析试剂、涂料、制油漆、白色和不透明玻璃，充填橡胶、塑料，以及用于制备荧光粉。附图说明图1为本专利技术材料不同相X射线衍射谱图，其中a为温度480℃时ZnS材料，b为温度580℃时ZnS材料，c为温度620℃时ZnS材料；图2为本专利技术的X射线能量谱图；图3为本专利技术材料的扫描电镜图。具体实施方式：实施例1a、将脱硫废液用0.45微米的微孔滤膜过滤备用；b、称取0.002mol的乙酸锌粉末加至40mL蒸馏水中，搅拌至完全溶解；c、将步骤a得到的滤液逐滴加入到步骤b的乙酸锌溶液当中，持续搅拌10min，用氨水将溶液的pH调节为7.5；d、将步骤c得到的溶液置入不锈钢的釜中进行水热反应，填充度为80％，升温至160℃后保温12h，然后自然冷却至室温；e、将步骤d反应后的混合物再次过滤、洗涤，得到硫化锌样品；f、将步骤e得到的样品至于烘箱中，在温度105℃下干燥4h，得到粗制硫化锌粉体；g、将步骤f得到的粗制硫化锌粉体在氩气气氛保护下进行高温退火，退火温度为480℃，退火时长2h，完毕后将样品自然冷却至室温，即得到99％硫化锌粉体。实施例2a、将脱硫废液用0.45微米的微孔滤膜过滤备用；b、称取0.002mol的乙酸锌粉末加至40mL蒸馏水中，搅拌至完全溶解；c、将步骤a得到的滤液逐滴加入到步骤b的乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用煤焦化脱硫废液制备硫化锌的方法，其特征在于按下列步骤进行：a、将脱硫废液用0.45微米的微孔滤膜过滤备用；b、称取0.002mol的乙酸锌粉末加至40mL蒸馏水中，搅拌至完全溶解；c、将步骤a得到的滤液逐滴加入到步骤b的乙酸锌溶液当中，持续并搅拌10min后，用氨水将溶液的pH调节在7.5‑8.5之间；d、将步骤c得到的溶液置入不锈钢的反应釜中进行水热反应，填充度为80%，升温至160℃‑180℃后保温12h‑16h，然后自然冷却至室温；e、将步骤d反应后的混合物再次过滤、洗涤，得到硫化锌样品；f、将e得到的样品至于烘箱中，在温度105℃下干燥4h‑6h，得到粗制硫化锌粉体；g、将步骤f得到的粗制硫化锌粉体在氩气气氛保护下进行高温退火，退火温度为480℃‑620℃，退火时长2h‑4h，完毕后将样品自然冷却至室温，即得到纯度99%的硫化锌粉体。

【技术特征摘要】
1.一种利用煤焦化脱硫废液制备硫化锌的方法，其特征在于按下列步骤进行：a、将脱硫废液用0.45微米的微孔滤膜过滤备用；b、称取0.002mol的乙酸锌粉末加至40mL蒸馏水中，搅拌至完全溶解；c、将步骤a得到的滤液逐滴加入到步骤b的乙酸锌溶液当中，持续并搅拌10min后，用氨水将溶液的pH调节在7.5-8.5之间；d、将步骤c得到的溶液置入不锈钢的反应釜中进行水热反应，填充度为80%，升温至160℃-180℃后保温12h-16h，然后...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈惠敏，付志龙，李艳青，赖康荣，李洋，
申请(专利权)人：昌吉学院，
类型：发明
国别省市：新疆,65