利用回转窑同时制备高等级氧化锌和饲料级氧化锌的方法技术

技术编号:21881452 阅读:28 留言:0更新日期:2019-08-17 11:00
一种利用回转窑同时制备高等级氧化锌和饲料级氧化锌的方法,以次氧化锌为原料,将次氧化锌预处理后进行回转窑第一次还原焙烧处理,将回转窑第一次还原焙烧处理后窑头得到的锌焙砂继续进行回转窑第二次还原提纯处理得到高级氧化锌,将回转窑第一次还原焙烧处理过程中收集的烟尘灰进行酸浸除杂处理、氧化除杂处理、净化处理、碱化除杂处理以及加热烘干处理后得到饲料级氧化锌。本发明专利技术产品得率高,锌元素利用程度高,产品质量稳定,适合工业推广和生产。

Simultaneous preparation of high-grade zinc oxide and feed-grade zinc oxide by rotary kiln

【技术实现步骤摘要】
利用回转窑同时制备高等级氧化锌和饲料级氧化锌的方法
本专利技术涉及氧化锌生产
,具体涉及一种利用回转窑同时制备高等级氧化锌和饲料级氧化锌的方法。
技术介绍
高等级氧化锌作为基础化工原料有着广泛的应用领域,高等级氧化锌所具有的特性功能被开发运用于新的科学领域和新的行业,成为国民经济建设中不可缺少的重要基础化工原料和新型材料,而饲料级氧化锌作为一种常用的饲料添加剂,在饲料中稳定性好,不含水,不结块,不变性,便于饲料加工和长期贮存,对饲料中维生素影响小,且比其他锌源更易被动物吸收,补锌效果好。现有的氧化锌的生产方法主要包括直接法、间接法和湿法,其中直接法的生产原理为用锌精矿为原料,经高温氧化焙烧再加煤还原为锌蒸气,锌蒸气与热空气氧化得氧化锌;间接法的生产原理为把锌锭熔入蒸发坩锅内,加热后气化遇空气氧化经过冷却用布袋捕集得到氧化锌;湿法生产原理:以含锌物料为原料,首先制得含锌溶液,再从经净化处理的含锌溶液中析出易转化成氧化锌的锌化合物(如锌的碳酸盐)沉淀,锌化合物沉淀再经煅烧得氧化锌。其中直接法杂质含量高,间接法生产氧化锌受原料限制,成本高昂、质量不稳定,湿法生产应用较为广泛,然而目前的湿法生产对锌元素的利用程度低,产品得率较低,且目前为止没有通过一次加工同时得到高等级氧化锌和饲料级氧化锌的报道。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于提供一种利用回转窑同时制备高等级氧化锌和饲料级氧化锌的方法,进而提高锌元素的利用率和产品得率。本专利技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:一种利用回转窑同时制备高等级氧化锌和饲料级氧化锌的方法,以次氧化锌为原料,将次氧化锌预处理后进行回转窑第一次还原焙烧处理,将回转窑第一次还原焙烧处理后窑头得到的锌焙砂继续进行回转窑第二次还原提纯处理得到高级氧化锌,将回转窑第一次还原焙烧处理过程中收集的烟尘灰进行酸浸除杂处理、氧化除杂处理、净化处理、碱化除杂处理以及加热烘干处理后得到饲料级氧化锌。进一步地,次氧化锌的预处理依次包括石灰水洗处理、压滤处理以及将压滤处理后的滤渣进行造粒处理。进一步地,所述石灰水洗处理方法为:将次氧化锌、氧化钙以及水混合后搅拌1.5~2h,次氧化锌、固态氧化钙和水的质量比为1:1:(6~8)。进一步地,所述第二次还原提纯处理中,将锌焙砂与燃煤按1:1的质量比混合后投入回转窑,焙烧过程中往窑头通入压缩空气,焙烧过程中收集到的烟尘灰即为高级氧化锌产品。进一步地,所述第二次还原提纯处理中收集的烟尘灰以及回转窑第一次还原焙烧处理过程中收集的烟尘灰均为烟气经过自然沉降处理后,通过烟道表冷得到的烟尘灰以及布袋收尘得到的烟尘灰。进一步地,所述酸浸除杂处理过程中,酸浸开始硫酸含量为120~150g/L,酸浸结束时硫酸浓度为15~25g/L,酸浸过程中保持搅拌,酸浸时间为2~3h。进一步地,所述氧化除杂处理方法为:酸浸处理完成后取浸出液,往浸出液中加入双氧水进行充分反应,反应完成后调节使pH为2~3,继续加入氧化钙进行充分反应,反应完成后过滤取滤液。进一步地,所述净化处理的方法为:调节使氧化除杂处理步骤中得到的滤液pH为3.5,然后加入锌粉进行置换反应,充分反应后过滤取滤液。进一步地,所述碱化除杂处理方法为:往净化处理完成后得到的滤液中加入纯碱,充分反应后过滤取滤渣。进一步地,加热烘干处理过程中,将碱化除杂处理过程中得到的滤渣通过电烘干机加热至300℃,充分反应后得到饲料级氧化锌产品。有益效果:本专利技术所述的利用回转窑同时制备高等级氧化锌和饲料级氧化锌的方法,在传统湿法生产的基础上具有巨大改进,其锌元素的有效利用率能达到98%以上,远远高于现有技术中高等级氧化锌和饲料级氧化锌制备过程中锌元素的利用率。且本专利技术同时能得到高等级氧化锌和饲料级氧化锌两种产品,两种产品的得率高,其中高等级氧化锌的产品得率大于45%且氧化锌含量大于95%、遮盖力、吸油量以及消色力等指标符合较高要求,而饲料级氧化锌的产品得率大于9%且氧化锌含量大于96%、铅、镉、砷均达到饲料级氧化锌的标准,适合工业化推广和应用。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例,进一步阐述本专利技术。本实施例以次氧化锌为原料,将次氧化锌预处理后进行回转窑第一次还原焙烧处理,将回转窑第一次还原焙烧处理后窑头得到的锌焙砂继续进行回转窑第二次还原提纯处理得到高级氧化锌,将回转窑第一次还原焙烧处理过程中收集的烟尘灰进行酸浸除杂处理、氧化除杂处理、净化处理、碱化除杂处理以及加热烘干处理后得到饲料级氧化锌。其中,次氧化锌的预处理依次包括石灰水洗处理、压滤处理以及将压滤处理后的滤渣进行造粒处理。石灰水洗处理方法为:将次氧化锌、氧化钙以及水混合后搅拌1.5~2h,次氧化锌、固态氧化钙和水的质量比为1:1:8,具体操作为将次氧化锌装入水洗桶中,将固态氧化钙和水以低空投料的方式在水洗桶上方投料,投料后搅拌1.5~2h,此过程中次氧化锌原料中的Cl-迅速分解,生成CaCl2溶于水中,以此去除Cl-。该过程的化学反应方程式:CaO+H2O=Ca(OH)2ZnCl2+Ca(OH)2=Zn(OH)2↓+CaCl2将石灰水洗完成后的浆液进行压滤机压滤,压滤废水进入废水处理系统进行处理,压滤机滤渣通过液压制粒机造粒,有效减少生产过程中粉尘的产生。第一次还原焙烧处理中,将造粒后的次氧化锌投入回转窑,次氧化锌物料随回转窑转动形成物流从窑尾向窑头移动,回转窑根据其功能不同在窑内大致可分成预热带和反应带,窑尾温度300~800℃范围内称之为预热带,约10~15m长;窑头温度800~1000℃范围内,称之为反应带,约15~20m长,在预热带中,物料开始时由于湿度大而抱团,形成大颗粒,在向窑头移动过程中受热逐步脱水并预热至800℃左右,锌的原子量为65.4,密度为7.14,熔点为420℃,沸点为906.96℃,锌的化学性质活泼,氧化锌能被C、CO及H2等还原成锌蒸汽,锌蒸汽再被O2氧化成ZnO。原料中的锌主要以Zn、ZnO、ZnCO3等形式存在。主要化学反应为:2C+O2=2COCO+ZnO=Zn↑+CO2C+2ZnO=2Zn↑+CO22Zn+O2=2ZnO次氧化锌原料中含有Pb,Pb在原料中主要以PbS、PbO、PbSO4等形式存在,单质Pb的熔点为327℃,沸点1740℃,在空气中能迅速氧化,PbO与CO还原剂在160-186℃开始还原为Pb,产生CO2。PbSO4在温度达到550~630℃左右时,在还原气氛下变成PbS,在通常的气氛中可在800℃左右开始分解为PbO和SO2,在1000-1100℃左右再完全分解,PbS在860℃即将开始有部分挥发,从铅化合物的以上性质和生产工艺条件可以看出,原料中Pb、Cl大部分将挥发进入烟尘中,主要化学反应为:CO+PbO=Pb+CO2C+2PbO=2Pb+CO22Pb+O2=2PbOPbSO4+2C=PbS↑+2CO2MeClx+0.5xPbO=MeO0.5x+0.5xPbCl2↑(Me为金属)次氧化锌原料中还含有少量Cd,原料中Cd主要以CdO、CdS、CdCO3、CdSO4等形式存在。单质Cd的熔点为320℃,沸点765℃。CdS在980℃下开始挥发,并被窑内游离氧氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用回转窑同时制备高等级氧化锌和饲料级氧化锌的方法,其特征在于,以次氧化锌为原料,将次氧化锌预处理后进行回转窑第一次还原焙烧处理,将回转窑第一次还原焙烧处理后窑头得到的锌焙砂继续进行回转窑第二次还原提纯处理得到高级氧化锌,将回转窑第一次还原焙烧处理过程中收集的烟尘灰进行酸浸除杂处理、氧化除杂处理、净化处理、碱化除杂处理以及加热烘干处理后得到饲料级氧化锌。

【技术特征摘要】
1.一种利用回转窑同时制备高等级氧化锌和饲料级氧化锌的方法,其特征在于,以次氧化锌为原料,将次氧化锌预处理后进行回转窑第一次还原焙烧处理,将回转窑第一次还原焙烧处理后窑头得到的锌焙砂继续进行回转窑第二次还原提纯处理得到高级氧化锌,将回转窑第一次还原焙烧处理过程中收集的烟尘灰进行酸浸除杂处理、氧化除杂处理、净化处理、碱化除杂处理以及加热烘干处理后得到饲料级氧化锌。2.根据权利要求1所述的利用回转窑同时制备高等级氧化锌和饲料级氧化锌的方法,其特征在于,次氧化锌的预处理依次包括石灰水洗处理、压滤处理以及将压滤处理后的滤渣进行造粒处理。3.根据权利要求2所述的利用回转窑同时制备高等级氧化锌和饲料级氧化锌的方法,其特征在于,所述石灰水洗处理方法为:将次氧化锌、氧化钙以及水混合后搅拌1.5~2h,次氧化锌、固态氧化钙和水的质量比为1:1:(6~8)。4.根据权利要求1所述的利用回转窑同时制备高等级氧化锌和饲料级氧化锌的方法,其特征在于,所述第二次还原提纯处理中,将锌焙砂与燃煤按1:1的质量比混合后投入回转窑,焙烧过程中往窑头通入压缩空气,焙烧过程中收集到的烟尘灰即为高级氧化锌产品。5.根据权利要求4所述的利用回转窑同时制备高等级氧化锌和饲料级氧化锌的方法,其特征在于,所述第二次还原提纯处理中收集的烟尘灰以及回转窑第一次还原焙烧处理过程中收集的烟...

【专利技术属性】
技术研发人员:苏方波
申请(专利权)人:桂阳县皓钰新材料有限公司
类型:发明
国别省市:湖南,43

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1