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        優級一水硫酸鋅的生產(二)

        優級一水硫酸鋅的生產(二)

        作者:
        來源:
        2018/06/08 11:22
        【摘要】:
        優級一水硫酸鋅的生產(二)?3問題探討3.1鎘復溶的原因及預防措施一般認為,鎘復溶有以下兩條途徑:①溶液中氫離子濃度較高時,被置換出來的單質鎘與氫離子發生如下反應:Cd+2H+=Cd2++H2↑(1)②鎘單質與氧反應生成氧化鎘,氧化鎘再與硫酸鋅反應而溶解,2Cd+0,=2CdO(2)CdO+Zn*+--Cd*++ZnO(3)因鋅粉中含有氧化鋅,在置換后期溶液的pH值已高于5.4,溶液中的H+濃度很

        優級一水硫酸鋅的生產(二)

         

        3問題探討

        3.1鎘復溶的原因及預防措施

        一般認為,鎘復溶有以下兩條途徑:

        ①溶液中氫離子濃度較高時,被置換出來的單質鎘與氫離子發生如下反應:

        Cd+2H+ =Cd2++H2(1)

        ②鎘單質與氧反應生成氧化鎘,氧化鎘再與硫酸鋅反應而溶解,

        2Cd+0,=2CdO(2)

        CdO+Zn*+--Cd*++ZnO(3)

        因鋅粉中含有氧化鋅,在置換后期溶液的pH值已高于5.4,溶液中的H+濃度很低,實際上反應(1)幾乎不能進行。

        在置換反應過程中,溶液中含有一定量的溶解氧,故反應(2)、(3)會發生,H+會加速反應(3)的進行,為達到深度除鎘,投入適度過量的鋅粉。能使復溶的鍋重新被置換生成沉淀。

        生產中發現,當二置槽內溶液Pu<0.001 g/L.若壓濾機內有舊鎘渣,壓濾后的溶液Pe可達到0.02g/L以上,最終產品一水硫酸鋅Cd含量可由3X10-*上升到20X10-6以上。鎘的復溶與溶液溫度、機內舊渣層的量及停留時間成正比。作者認為鎘復溶的原因如下:壓濾機位置高于置換槽,壓濾結束停泵后,壓濾機內部分溶液回流到置換槽,使機內部產生一定的真空度,空氣會從壓濾機出液孔倒吸入內,使機內鎘單質與空氣中的氧接觸而被氧化,當再進行下一槽液壓濾時,合格的溶液穿過機內舊渣層將發生反應(3),造成鎘復溶。

        根據化學反應的自由焓判斷,生產條件下反應(3)的自由焓變[I]AG= -56.44 kJ,可見反應向鎘復溶的方向進行,溫度越高△G值越小,表明反應進行越快越徹底。鉛、鎳、鈷等金屬也有類似反應。因舊渣層處于整個渣層(濾餅)的下外部,即使新進入的溶液中帶有過量有效鋅粉,該有效鋅粉也不能把舊渣層中復溶的鎘重新置換生成鎘沉淀。因此,機內濾渣在非壓濾狀態下不宜超過2h,時間過長必須卸渣清理后再進行下一次壓濾,否則將影響溶液的質量。

        3.2影響產品主含量的元素及控制措施

        一水硫酸鋅產品抽樣分析的結果見表4。

        產品中鈣、鎂、鉀含量之和為0.564%~0.58%,其所組成的鹽含量之和為2.37%~2.42%.可見,鉀、鈣、鎂的硫酸鹽是影響產品主含量的主要因素。

        鈣、鎂主要是浸出原料帶入,浸出液含鋅越高、單位體積溶液的產品產出率就越高,因同離子效應。單位體積溶液帶入的鈣、鎂越少。因此,提高浸出液鋅含量可提高產品的主含量。但浸出液含鋅太高.會給壓濾帝來困難。降低鋅金屬回收率。銅鎘渣為原料浸出時,浸出液波美度為25~27Be'較為合適。鉀是高錳酸鉀氧化除鐵錳時帶入的。產品中鉀含量與浸出液中Fe2+、Mn+含量成正比。

        浸出液、氧化液、置換液等貯槽內壁及其底部有鈣鎂結晶沉淀析出,這表明硫酸鋅溶液經靜置降溫可降低其雜質含量。取一次蒸發槽內沉底結晶物化驗,其組成為:wn10.6%,wc.12.31%,wx5.12%.ws.0.047%??梢?,硫酸鋅溶液蒸發至接近飽和后靜置一段時間,可使過飽和的Ca、K等雜質沉淀析出,從而提高進入二次蒸發槽溶液的純度。為防止槽內沉淀物被泵抽送到下一工序,在溶液出口處安裝一定高度的隔板。定期清理槽內沉淀物。采取這些措施,可確保產品含鋅達到35%(ZnSO, . H2O含量96%)以上。

        投產初期,產品含鋅達到35.7%以上,可滿足美國食用化學法典(FCC-1981)及中國藥典(1990年版)對鋅的要求,隨著生產的延續,母液循環利用,其中鎂、鉀、鈣等不斷聚積,達到一定濃度后進入產品中,引起產品主含量下降。因此,母液必須定期開路,用其與槽底沉淀物生產農用硫酸鋅,可充分發揮其中的鋅、鉀、鈣、鎂的作用,又可避免其流失,污染環境。

        4結束語

        生產實踐證明,本工藝能生產出高質量的一水硫酸鋅產品。原料可以是銅鎘渣也可以是低度氧化鋅、硫化鋅焙燒礦,鋅浮渣等含鋅物料。根據各種用途的硫酸鋅對雜質的特殊要求,調整工藝參數,能取得更好的經濟效益。

         

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