硫酸锌生产工艺条件研究

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１ ６?

河南化 工

２１４年 １ Ｏ

第 ９期

硫 酸 锌 生 产 工 艺 条 件 研 究

禹练英

（ 南化 工职业 技 术学 院 ， 湖 湖南 株洲 ４ ２０ ） １０ ４

摘

要 ： 用 正 交试验 法优 化 实验 方 案 ， 究常 压硫 酸 浸 取 焙 烧锌 矿 的 工

艺条 件 ， 出 了最佳 工 艺条 件 ： 应 温 度 运 研 得 反

７￣ ， ０２ 酸度 ４０／ Ｈ Ｓ ， １ ０ ｅＬ（ ２Ｏ ） 固液 比 １ ６， 应 时

间 ２５ ， 一 次 浸 出率 高于 ９ ％ 以 上 ， 次 总浸 出率在 ９ ％ 以 ： 反 ．ｈ 锌

３ 两 ８

上。

关键 词 ： 锌矿 ； 酸 ；浸取 ； 酸锌 硫 硫 中图分 类号 ：Ｑ ３ ．１ Ｔ １Ｚ４ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ３ ３６ （０４ ０ — ０ ６ ０ １０ —

４ ７ ２０ ）９ ０ １ — ３

Ｓ ｕ ｙ Ｏ ｏ ｅ ｓ Ｃｏ ｄ ｔ ｎｓ ｏ ｎ ｕ ｆ ｔ ｏ ｃ ｉ ｎ

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ａ

１ 硫 酸 锌 生产 工 艺

煅 烧法 ： ６ ０（以下 氧 化焙 烧 闪 锌矿 而 得 。⑤ 氯 在 ０￣ ２ ： 合 ①

化法 ： 闪锌矿悬浮通 以氯气 ， 硫化锌转变 为硫酸 将 使 锌和盐酸 ， 蒸去盐酸后 ， 即得硫 酸锌 。常压硫酸 浸取

法制取硫酸锌 工艺流程见 图 １ 。

一

目前硫酸锌 的 生产 方法 有 下列 几 种

成法 ： 用氯 化锌或 氢氧 化锌 与硫 酸 合成 而得 。② 硫 酸 浸取法 ： 用硫酸

浸取 经焙 烧 的锌 矿而得 。③ 热压 酸浸法 ： 加压 、 热下 ， 酸直 接 与锌 矿浸

取 。④ 在 加 硫

般常压硫 酸浸取锌矿制 取硫酸锌 ， 回收率 锌

渣

图 １ 硫 酸锌 生 产工 艺 流程 图

为 ７ ％ ～ ３ ， 料利用率 低 。本文采 用正 交试 验 ５ ８％ 原 法对常压硫酸

浸取锌矿制取硫 酸锌 的试验方 案进行

优化 ， 在不 同浸取条件下 进行 了试验 ， 确定 了常压下 硫 酸浸取焙烧锌 矿的最佳工 艺条件 。

２ 浸 出工艺条件试验

收稿 日期 ：０ ４— ６一ｌ ２０ ０ ｌ

由生产工艺来 看 ， 定锌 回收率 的环节 是 浸取 决 工段 ， 因此本 试验重点讨论 浸取工艺条件 。

浸取分两次进行 ， 一次浸 取大部分锌 ， 出液经 浸 净化 后用于生产硫 酸锌 ， 渣经二次浸取 ， 残 浸取液用

于稀释硫酸 。浸取化学反 应如下 ：

作者 简介 ： 禹练 英 （９４一）女 ， 级讲 师 ， 事化 工原 理 的教学 与科 研工作 ， １６ ， 高 从 电话 ：０３ ）８４８ 。 （７３ ８２２７

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河南化 工

２Ｏ Ｏ ４年

第 ９期

主反应 ：

Ｚ Ｏ ＋Ｈ２ Ｏ４一 ｎ Ｓ Ｚ Ｓ ｎ Ｏ４＋Ｈ２ Ｏ

２ １４ 试验结 果分析 ．．

从 表 ２可 以看出 ， ７ ８号试验浸 出率最 高 ， 第 、 从 计算结 果看 ， ， ，

Ａ Ｂ ｃ Ｄ 对应 的浸取 率最 高平均 回收

率 分 别 为 ８ ． ６ 、３ ３ ％ 、４ ５ ％ 、６ ６ ％ ， ９ ０ ％ ９ ． ２ ８ ． ８

８ ． ２ 这

副反应 ：

Ｃ Ｏ ＋ Ｈ２ Ｏ４＝一 Ｃｄ Ｏ４＋ Ｈ２ ｄ Ｓ Ｓ ０ Ｐ Ｏ ＋Ｈ２ Ｏ４：一

Ｐ Ｓ ｂ Ｓ ｂ Ｏ４＋Ｈ２ ０ Ｆ Ｏ ＋ Ｈ２ Ｏ４＝ ｅ Ｓ Ｆ Ｓ ｅ Ｏ４＋Ｈ２

Ｏ

四个因素对 应 的具 体条 件 为 ： 反应 温 度 ７ ℃ ， 度 Ｏ 酸

４ ０／ （ ２Ｏ ） 固液 比（ 量 比）１ １ 反应时 间 ０ ｇＬ Ｈ Ｓ ， 质 ：

０，

３ ５ ． ｈ。

从 化学反 应平 衡条件 看 ， 响反 应进 行 的因素 影 有温 度 （ 、 浓 度 （ 、 液 比 （ 、 应 时 间 Ａ） 酸 Ｂ） 固 Ｃ） 反 （ ）

因此 ， Ｄ ， 根据 四因素变化进行 试验 。 ２ １ 一 次浸 出工艺条 件试验 ． ２

１ １ 方 案设计 ．． 根据上述 四因素 ， 各取三 个不 同位 级 （ 水平 ） 设 计正交试验 表 ， 表 １ 见 。

表 １ 正 交试 验设 计 表

从极差 Ｒ可 以看 出 ， Ｂ对 浸取 率 影 响较 大 ， Ａ、

是主要 因素 ， Ｃ Ｄ影 响相 对较 小 ， 产 中应 尽 可 而 、 生 能缩短反应 时

间 ， 因此 ， 试 验 采用 反 应 时 间 ２ ５ 本 ．ｈ

较 合适 ， 同时 由于 固液 比对浸出率影 响小 ， 应尽可能

采用较小 的固液 比， 以提 高浸 出液 的浓 度提 高班 可 产量 ， 浸 出率仅 稍

有 降 低 。因此 ， 而 最终 选 定 条件

为 ： 应温度 ７ ℃ ， 反 Ｏ 酸度 ４ ０ ／ （ ２Ｏ ） 固液质量 ０ ｇＬ Ｈ

Ｓ ， 比 １ ６， ： 反应 时间 ２ ５ ， ． ｈ 再用试 验验证 。

２ １５ 最 佳工艺条件验证试 验及结论 ．．

根据 正交试 验结 果 ， 对最 佳工 艺条 件组合 进行

适 当调整后 ， 进行试验 验证 ， 试验结 果见表 ３ 。

表 ３ 验 证试 验 结 果

根 据表 １ 的设计 ， 按正交表 ｋ （ 进行试验 。 ３） ２ １２ 实验方法 ．．

用 二次浸 出液将锌 粉调成糊状 ， 开动搅拌 ， 缓慢

加人硫 酸 ， 在指 定 温度 下 恒 温反 应 一定 时 间 ， 点 终

ｐ Ｈ值 为 ５ １ 过滤水洗 ， ．， 合并 滤液 进行 净化 ， 发浓 蒸 缩、 晶， 结

干燥得产 品 ， 滤渣供二 次浸取用 。

２ １３ 正交试验结果 （ 表 ２ ． ． 见 ）

表 ２ 正 交试 验表 及试 验 结 果

试 验 号

Ａ

Ｂ

Ｃ

Ｄ

浸 出率／ ％

８． ６ ５１ ７ ．０ ２９ ６ ．２ ６２ ８ ．６ ６６ ７ ．２ ７３

７ ．７ ０９

从表 ３可 以看 出， 所选 最佳条件下 ， 在 一次平均

浸 出率为 ９ ． ％ ， ３ ３ 结果较为理想 。当温度低 于 ７ ℃ ０

时 ， 出率 有所降低 ， 浸 需延长 时间才 能得到较 高的浸 出率 ， 明温度过低浸 出反应速度较慢 ； 说 酸浓度增 加

至 ４ ０ｇ Ｌ以上 ， 出率不再增加 。 ０ ／ 浸

２ ２ 二 次浸取 工艺条件 ． 对一 次浸 取渣进 行二 次 浸取 时 ， 由于锌 含量较 低， 因此所用酸浓度较低 ， 间缩短 。通过试验确定 时 最 佳 工 艺 条 件 为 ：

度 ７ ～８ ℃ ， 度 ８ Ｌ 温 Ｏ Ｏ 酸 Ｏ （ ２Ｏ ） 固液质量 比 １： ～ ， ＨＳ ， ６ ７ 反应 时 间约 ２ ５ 。 ． ｈ 在此条件下浸取 ， 残渣 含锌量 低 ， 次总 回收率高 于 两 ９％， ８ 经济 可行 。试验结果见 表 ４ 。

表 ４ 二 次残 渣 中锌 含量

１ ９ ．２ ４０ ９ ．４ ６０ ８ ．２ ９９

２ ３ Ｍ１ Ｍ Ｍ，

１

，

２ ７ １ ２ ５． ３ ２ ７ ８ ２ ９ ４ ６ ．９ ２ ６ ３ ． ９ ４ ．８

２ ６． ６ ２ ４． ５ ２ ８ ９ ２ ９ ８ ４ ２ ３ ９ ４ ． ２ ５ ．７ ２

７ １ ２ ９． ８ ２ ３ ７ ２ ． ２ ． １ ７ ９ ５ ． ５ ３１ ２１ ８ ．６

９ｏ ８ ０ ２． ９ ７ ．０ ５７ １ ３ ３． ６ ７ ． １ ５ ２ ７ ．２ ８