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优级一水硫酸锌的生产(二)

优级一水硫酸锌的生产(二)

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来源:
2018/06/08 11:22
【摘要】:
优级一水硫酸锌的生产(二) 3问题探讨3.1镉复溶的原因及预防措施一般认为,镉复溶有以下两条途径:①溶液中氢离子浓度较高时,被置换出来的单质镉与氢离子发生如下反应:Cd+2H+=Cd2++H2↑(1)②镉单质与氧反应生成氧化镉,氧化镉再与硫酸锌反应而溶解,2Cd+0,=2CdO(2)CdO+Zn*+--Cd*++ZnO(3)因锌粉中含有氧化锌,在置换后期溶液的pH值已高于5.4,溶液中的H+浓度很

优级一水硫酸锌的生产(二)

 

3问题探讨

3.1镉复溶的原因及预防措施

一般认为,镉复溶有以下两条途径:

①溶液中氢离子浓度较高时,被置换出来的单质镉与氢离子发生如下反应:

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

②镉单质与氧反应生成氧化镉,氧化镉再与硫酸锌反应而溶解,

2Cd+0,=2CdO(2)

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

因锌粉中含有氧化锌,在置换后期溶液的pH值已高于5.4,溶液中的H+浓度很低,实际上反应(1)几乎不能进行。

在置换反应过程中,溶液中含有一定量的溶解氧,故反应(2)(3)会发生,H+会加速反应(3)的进行,为达到深度除镉,投入适度过量的锌粉。能使复溶的锅重新被置换生成沉淀。

生产中发现,当二置槽内溶液Pu<0.001 g/L.若压滤机内有旧镉渣,压滤后的溶液Pe可达到0.02g/L以上,最终产品一水硫酸锌Cd含量可由3X10-*上升到20X10-6以上。镉的复溶与溶液温度、机内旧渣层的量及停留时间成正比。作者认为镉复溶的原因如下:压滤机位置高于置换槽,压滤结束停泵后,压滤机内部分溶液回流到置换槽,使机内部产生一定的真空度,空气会从压滤机出液孔倒吸入内,使机内镉单质与空气中的氧接触而被氧化,当再进行下一槽液压滤时,合格的溶液穿过机内旧渣层将发生反应(3),造成镉复溶。

根据化学反应的自由焓判断,生产条件下反应(3)的自由焓变[I]AG= -56.44 kJ,可见反应向镉复溶的方向进行,温度越高△G值越小,表明反应进行越快越彻底。铅、镍、钴等金属也有类似反应。因旧渣层处于整个渣层(滤饼)的下外部,即使新进入的溶液中带有过量有效锌粉,该有效锌粉也不能把旧渣层中复溶的镉重新置换生成镉沉淀。因此,机内滤渣在非压滤状态下不宜超过2h,时间过长必须卸渣清理后再进行下一次压滤,否则将影响溶液的质量。

3.2影响产品主含量的元素及控制措施

一水硫酸锌产品抽样分析的结果见表4

产品中钙、镁、钾含量之和为0.564%~0.58%,其所组成的盐含量之和为2.37%~2.42%.可见,钾、钙、镁的硫酸盐是影响产品主含量的主要因素。

钙、镁主要是浸出原料带入,浸出液含锌越高、单位体积溶液的产品产出率就越高,因同离子效应。单位体积溶液带入的钙、镁越少。因此,提高浸出液锌含量可提高产品的主含量。但浸出液含锌太高.会给压滤帝来困难。降低锌金属回收率。铜鎘渣为原料浸出时,浸出液波美度为25~27Be'较为合适。钾是高锰酸钾氧化除铁锰时带入的。产品中钾含量与浸出液中Fe2+Mn+含量成正比。

浸出液、氧化液、置换液等贮槽内壁及其底部有钙镁结晶沉淀析出,这表明硫酸锌溶液经静置降温可降低其杂质含量。取一次蒸发槽内沉底结晶物化验,其组成为:wn10.6%,wc.12.31%,wx5.12%.ws.0.047%。可见,硫酸锌溶液蒸发至接近饱和后静置一段时间,可使过饱和的CaK等杂质沉淀析出,从而提高进入二次蒸发槽溶液的纯度。为防止槽内沉淀物被泵抽送到下一工序,在溶液出口处安装一定高度的隔板。定期清理槽内沉淀物。采取这些措施,可确保产品含锌达到35%(ZnSO, . H2O含量96%)以上。

投产初期,产品含锌达到35.7%以上,可满足美国食用化学法典(FCC-1981)及中国药典(1990年版)对锌的要求,随着生产的延续,母液循环利用,其中镁、钾、钙等不断聚积,达到一定浓度后进入产品中,引起产品主含量下降。因此,母液必须定期开路,用其与槽底沉淀物生产农用硫酸锌,可充分发挥其中的锌、钾、钙、镁的作用,又可避免其流失,污染环境。

4结束语

生产实践证明,本工艺能生产出高质量的一水硫酸锌产品。原料可以是铜镉渣也可以是低度氧化锌、硫化锌焙烧矿,锌浮渣等含锌物料。根据各种用途的硫酸锌对杂质的特殊要求,调整工艺参数,能取得更好的经济效益。

 

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