一种生产锌酸钙的方法技术

提供一种生产锌酸钙的方法。该方法包括：浸提步骤：将磨细后的含锌原料与浸提剂混合搅拌，过滤，得到浸出液，其中，浸提剂为氨与NH

A method of producing calcium zincate

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种生产锌酸钙的方法
本专利技术属于无机化工
，涉及锌酸钙的生产方法，特别是涉及一种利用低品位氧化锌原矿生产锌酸钙的方法。
技术介绍
锌酸钙具有广泛的用途。锌酸钙用于碱性二次锌电极的负极材料是近年新开辟的方向，正在不断成熟和工业化；与传统的氧化锌脱硫剂相比，锌酸钙为脱硫活性组分的常温脱硫剂，其硫容大幅度增加；锌酸钙作为饲料添加剂不仅利于动物吸收，也利于减少环境污染。锌酸钙同时还可以广泛用于釉料、油漆、涂料添加剂等。现有技术中锌酸钙的制备方法限于实验性的探索，尚不成熟。例如，中国专利公开CN1397498A和CN1595688A都公开了球磨法合成锌酸钙的方法，其中中国专利公开CN1397498A中公开的是将Ca(OH)2和ZnO按锌酸钙化学式中的比例放入球磨罐中，加入适量水，在氩气氛保护下球磨8-18小时，然后在30-80℃下烘烤10-15小时后得到产品；美国专利5,460,899公开了一种用ZnO和Ca(OH)2在碱液中反应生成锌酸钙的方法；中国专利CN2012100305744中公开用可溶性锌盐与化学计量比的Ca(OH)2配成乳状液生成锌酸钙。上述方法中需要以成品高纯度氧化锌或成品锌盐为起始原料，原料昂贵，且反应条件苛刻，耗能高，反应不完全，收率低，反应特异性差，易受杂质干扰，总体制备过程成本高昂，不适于工业化应用。锌酸钙产品用途广泛，具有良好的市场前景，然而目前缺乏工业上成熟稳定的生产方法。另一方面，中国的锌矿总体上品位低，低品位采矿尾矿及选矿尾矿大量堆存，此前的火法、硫酸浸出法、氯化钙法、氯化铵法、加热蒸氨法等工艺存在能耗高、污染大、成本高等问题，无法经济有效地利用低品位锌矿源生产各种含锌产品(如锌酸钙)。可见，因现有技术的局限，市场需求难以得到满足。
技术实现思路
专利技术要解决的问题现有技术中锌酸钙的制备方法限于实验性的探索，需要用高纯度成品氧化锌或锌盐为原料，反应条件苛刻，易受杂质干扰，收率低，不适于工业化应用。同时，现有技术中低品位氧化锌矿利用的工艺存在耗能高、选矿回收率低、造成严重环境污染、经济价值低等问题。本专利技术提出新的处理工艺，解决现有技术中缺乏工业化制备锌酸钙的工艺、低品位锌矿得不到经济有效利用等一方面或多方面的问题。用于解决问题的方案为解决现有技术存在的问题，本公开提供一种生产锌酸钙的方法，包括以下步骤：浸提步骤：将磨细后的含锌原料与浸提剂混合搅拌，然后过滤，得到浸出液，其中，所述浸提剂为氨和碳酸氢铵的混合水溶液，或氨和碳酸铵的混合水溶液，或氨、碳酸氢铵和碳酸铵的混合水溶液；任选地，对所述浸提步骤中得到的浸出液进行净化；脱碳步骤：向所述浸出液中加入氧化钙和/或氢氧化钙，搅拌，然后过滤，得到第一固体和第一滤液；锌酸钙合成步骤：向所述第一滤液中加入氢氧化钙和/或氧化钙，搅拌进行反应，过滤得到第二固体和第二滤液；任选地，用水漂洗所述第二固体；干燥步骤：将所述第二固体干燥，得到锌酸钙终产品。在本公开进一步的实施方案提供的生产锌酸钙的方法中：在所述锌酸钙合成步骤中，在向所述第一滤液中加入氢氧化钙和/或氧化钙之前，先向所述第一滤液中加入活性剂；所述锌酸钙终产品的平均粒径为10～100nm。在本公开进一步的实施方案提供的生产锌酸钙的方法中，所述浸提剂中的总氨的质量浓度为5％～15％，所述浸提剂中的有效碳酸根的摩尔浓度为：C浸提剂碳酸根＝(n原料总锌-n原料碳酸锌)×a/V浸提剂其中，C浸提剂碳酸根为所述浸提剂中的有效碳酸根的摩尔浓度，n原料总锌为所述含锌原料中的锌元素的物质的量，n原料碳酸锌为所述含锌原料中的碳酸锌的物质的量，V浸提剂为所述浸提剂的体积，a的取值范围为100％～600％，优选150％～250％。在本公开进一步的实施方案提供的生产锌酸钙的方法中，在所述浸提步骤得到的所述浸出液中，锌氨络离子的浓度(以锌元素的质量计)为10～25g/L。在本公开进一步的实施方案提供的生产锌酸钙的方法中，在所述脱碳步骤中加入的氧化钙和/或氢氧化钙的物质的量为所述浸出液中的有效碳酸根的物质的量的100％至130％，优选100％至110％。在本公开进一步的实施方案提供的生产锌酸钙的方法中，在所述锌酸钙合成步骤中，向所述第一滤液中加入氢氧化钙和/或氧化钙的物质的量与第一滤液中锌氨络离子的物质的量之比为1～1.2:2，优选1～1.1:2。在本公开进一步的实施方案提供的生产锌酸钙的方法中，向所述锌酸钙合成步骤得到的所述第二滤液通入二氧化碳，将通入了二氧化碳的第二滤液作为浸提剂，循环用于含锌原料的浸提。在本公开进一步的实施方案提供的生产锌酸钙的方法中，所述锌酸钙合成步骤的反应温度为15～90℃，优选30～60℃，或者优选15～25℃。在本公开进一步的实施方案提供的生产锌酸钙的方法中，所述锌酸钙合成步骤的搅拌反应时间为15～30分钟。在本公开进一步的实施方案提供的生产锌酸钙的方法中，所述活性剂为选自六偏磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种。专利技术的效果本公开实现了以下一方面或多方面的有利技术效果：1)本公开首次实现了锌氨环境下的锌酸钙合成。本公开从锌氨络离子合成锌酸钙，通过锌氨络离子平衡移动而实现锌元素的选择性结晶分离，特异性地生成锌酸钙，反应适应性强，简单快速，无需投入晶种，通过简便的工艺在氨环境下得到了高纯度的锌酸钙产品，适合工业化生产使用，综合经济效益很高。2)本公开提供的方法从低品位含锌原矿这样低纯度、多杂质的廉价原料出发实现锌酸钙的生产，将湿法浸出与合成工艺结合，实现超低品位锌矿的经济环保利用。3)本公开的方法适用范围广，氨-碳铵浸出体系可以有效地对多种形式的含锌原料进行提取和利用。4)本公开的锌酸钙合成方法反应条件温和，创造性地向碳铵-锌氨络合物体系中加入氧化钙或氢氧化钙，使锌氨络离子-锌离子-锌酸钙的平衡发生移动，在不破坏溶液氨环境的前提下通过平衡移动原理实现锌元素的选择性结晶分离，得到高附加值的锌酸钙产品。不同于传统的通过加热蒸发氨而破坏络合环境实现锌离子结晶分离的固有方法，本公开的工艺无需蒸氨，简便易行，大大降低了工艺的能耗，还避免了蒸氨工艺中氨环境破坏使杂质大量共沉淀、高温高压安全隐患和设备腐蚀等问题。5)本公开的方法解决了工艺回收率及精品品位问题，所得的锌酸钙可以直接作为产品，也可以作为工业原料，有良好的经济效益。6)本公开的方法污染小，辅助物料可循环，解决了现有的锌原料处理工艺辅助原料带来的环境污染的问题。具体实施方式以下将详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。另外，为了更好地说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。在一些实例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生产锌酸钙的方法，其特征在于，所述生产锌酸钙的方法包括以下步骤：/n浸提步骤：将磨细后的含锌原料与浸提剂混合搅拌，然后过滤，得到浸出液，其中，所述浸提剂为氨和碳酸氢铵的混合水溶液，或氨和碳酸铵的混合水溶液，或氨、碳酸氢铵和碳酸铵的混合水溶液；/n任选地，对所述浸提步骤中得到的浸出液进行净化；/n脱碳步骤：向所述浸出液中加入氧化钙和/或氢氧化钙，搅拌，然后过滤，得到第一固体和第一滤液；/n锌酸钙合成步骤：向所述第一滤液中加入氢氧化钙和/或氧化钙，搅拌进行反应，过滤得到第二固体和第二滤液；/n任选地，用水漂洗所述第二固体；/n干燥步骤：将所述第二固体干燥，得到锌酸钙终产品。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180724 CN 2018108173204;20180726 CN 2018108326511.一种生产锌酸钙的方法，其特征在于，所述生产锌酸钙的方法包括以下步骤：
浸提步骤：将磨细后的含锌原料与浸提剂混合搅拌，然后过滤，得到浸出液，其中，所述浸提剂为氨和碳酸氢铵的混合水溶液，或氨和碳酸铵的混合水溶液，或氨、碳酸氢铵和碳酸铵的混合水溶液；
任选地，对所述浸提步骤中得到的浸出液进行净化；
脱碳步骤：向所述浸出液中加入氧化钙和/或氢氧化钙，搅拌，然后过滤，得到第一固体和第一滤液；
锌酸钙合成步骤：向所述第一滤液中加入氢氧化钙和/或氧化钙，搅拌进行反应，过滤得到第二固体和第二滤液；
任选地，用水漂洗所述第二固体；
干燥步骤：将所述第二固体干燥，得到锌酸钙终产品。


2.根据权利要求1所述的生产锌酸钙的方法，其特征在于，
在所述锌酸钙合成步骤中，在向所述第一滤液中加入氢氧化钙和/或氧化钙之前，先向所述第一滤液中加入活性剂；
所述锌酸钙终产品的平均粒径为10～100nm。


3.根据权利要求1或2所述的生产锌酸钙的方法，其特征在于，
所述浸提剂中的总氨的质量浓度为5％～15％，所述浸提剂中的有效碳酸根的摩尔浓度为：
C浸提剂碳酸根＝(n原料总锌-n原料碳酸锌)×a/V浸提剂
其中，
C浸提剂碳酸根为所述浸提剂中的有效碳酸根的摩尔浓度，
n原料总锌为所述含锌原料中的锌元素的物质的量，
n...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳辉伟，李世川，龙忠祥，蒋涛，刘权锋，
申请(专利权)人：重庆东群科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50