CN102839282A

CN102839282A - 一种利用低品位氧化锌矿生产高纯纳米氧化锌的方法

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Publication number: CN102839282A
Application number: CN2012103580955A
Authority: CN
Inventors: 陈尚全; 李时春; 李晓红
Original assignee: SICHUAN JUHONG TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SICHUAN JUHONG TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2012-09-25
Filing date: 2012-09-25
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2032-09-25
Also published as: CN102839282B

Abstract

本发明公开了一种利用低品位氧化锌矿生产高纯纳米氧化锌的方法，采用氨水-碳铵液进行浸取，并在每立方米氨水-碳铵液中添加0.3-0.5kg氟硅酸钠，在净化除杂步骤之前进行预蒸氨，并在净化除杂后，进行精制处理；本发明将氨法应用于对电解低品位氧化锌矿的处理，并对现有氨法进行了适应性改进，使得低品位氧化锌矿中的锌得到充分回收利用，通过本发明技术手段的处理，经350-450℃煅烧得到的氧化锌纯度可以达到99.7%以上，粒径在10-50nm的纳米氧化锌产品，具有很高的经济价值；另外，本发明的处理方法能耗低、效率高，浸取剂循环利用，经过浸出处理的终浸渣，并没有破坏原有矿物组成结构，仍然可以制砖等达到了经济环保双重目的。

Description

一种利用低品位氧化锌矿生产高纯纳米氧化锌的方法

技术领域

本发明涉及一种氧化锌的生产方法，特别涉及一种高纯度纳米氧化锌的生产方法。

背景技术

目前氧化锌产品的生产一般用含锌量高的矿进行焙烧成锌焙砂作原料，因为其含锌率较高，浸提相对容易。随着长年的开采，高品位矿源已越来越少，品位也逐渐降低，人们现己开始注意氧化锌矿的利用。但氧化锌矿通常含锌率较低（有价元素含量Zn 30%以下；Pb 0.15%；Cu 0.008%；Mn 0.06% ），且成分复杂，多以菱锌矿、锌铁尖晶石和异极矿存在，矿石中脉石成分氧化铁、氧化硅、氧化钙、氧化镁含量高（分别约Fe₂O₃4-7%；SiO₂3-5%；CaO30-32%；MgO 7-8%），含泥量也重。综合回收利用价值不大，而对锌的选矿、酸浸都较困难，选矿成本高，是国内外选矿长期存在的重大技术难题。近年来国内外对氧化锌矿的浸提的方法大多是，用含强酸的硫酸锌溶液对氧化锌矿浸出，虽然锌浸出率有所提高，但进入溶液的铁、硅量也高，除铁困难，消耗试剂量大，洗涤液带走锌多。中国公开专利如CN1477217 A对上述方法做了改进，先采用含硫酸锌pH=3-4的溶液进行中性浸出，再进行低酸浸出工艺。但锌铁尖晶石、异极矿在低酸情况下分解缓慢，浸出效率低、成本高、环境污染等问题仍然存在。国内外的许多冶金工作者都认为，含锌量低于20%的氧化锌矿不宜单独用湿法浸出工艺来处理。

最理想的方法是进行锌的选择性浸出，使锌进入溶液中，锌得到有价值的回收利用。

另一方面，高纯氧化锌一般是指氧化锌的质量百分含量在99.7%及其以上的氧化锌产品，高纯氧化锌是现代工业不可缺少的一种高科技原料，用途广泛，主要用于玻璃、饲料、陶瓷、染料、油漆、造纸、橡胶、农药、炼油、镀锌、特种钢材、合金、国防科技等数十种行业企业，无论是玻璃、造纸，还是橡胶、炼油等都对氧化锌需求量很大，并且纯度要求非常高。

纳米氧化锌 (ZnO)是一种粒径介于1-100 nm之间、面向21世纪的新型高功能精细无机产品，表现出许多特殊的性质，如非迁移性、荧光性、压电性、吸收和散射紫外线能力等，利用其在光、电、磁、敏感等方面的奇妙性能，可制造气体传感器、荧光体、变阻器、紫外线遮蔽材料、图像记录材料、压电材料、压敏电阻、高效催化剂、磁性材料和塑料薄膜等。

目前生产纳米氧化锌的方法，主要有化学沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳液法以及水热合成法等。但是所采用的原料都是锌含量在50%以上的锌焙砂或纯锌盐（如硫酸锌、硝酸锌、醋酸锌）等。

氨法是制备氧化锌的一种常用方法，目前氨法（氨-碳酸铵联合浸出法生产氧化锌）的一般步骤包括：氨-碳铵为浸取剂对含锌物料进行浸出制得浸取液，浸取液经净化、蒸氨结晶、干燥煅烧制得氧化锌产品。

这种传统的氨法制备氧化锌一直没有应用于低品位氧化锌矿的处理，主要原因在于：

1.因为矿物含锌率低，含泥量高，浸出液含锌浓度低，浸取剂消耗量大，成本高，企业无法承受。

2.因为杂质成分复杂，生产的产品合格率低，产品价格低经济效益差。

3.常规手段浸取时，锌矿的浸出率低，浸出渣残余锌高浪费大，锌矿的价值得不到利用和体现。

目前已公开的氨浸法生产纳米氧化锌技术，比如：

中国专利申请号92103230.7公布了一种针对传统氨络合法生产氧化锌的改进技术，将净化后的锌氨络合液加水稀释，使部分锌氨络合液水解，得到碱式碳酸锌，然后继续加热直至锌氨络合液分解完毕，得到的碱式碳酸锌经高温煅烧制得30-100nn的纳米氧化锌。

该技术专利以下问题需要解决：

水解后，未分解的锌氨络合液在加热分解过程中，新产生的碱式碳酸锌会在原有结晶体表面生长，促使原水解的晶体长大，容易造成碱式碳酸锌结晶体粒径不均匀，使最终产品粒径不易控制。

中国专利申请号200610130477.7公开了一种针对传统氨络合法生产氧化锌的改进技术，将锌氨络合液，连续与1：2-20的热水或热的母液混合，母液经加热后循环用于锌氨络合液体的水解，制得10-50nn的纳米氧化锌。

该技术专利以下问题需要解决：

母液中氨不能完全分离出去，达不到水解结晶析出碱式碳酸锌的效果，如果氨分离干净又回到传统法需要较长的时间，导致析出颗粒粗大的碱式碳酸锌结晶。

以上两种专利实质上都是设法在低温下，利用水的大量稀释使溶液的PH值发生轻微改变而水解析出结晶获得部分纳米结晶体，实际上仅仅依靠PH值轻微的改变只能获得在锌浓度较高时情况下极少一部分水解（从氧化锌在氨水溶解度曲线图中可以查到）。其实高浓度的锌氨液析出的效率高、能耗低，低浓度的锌氨液析出的效率低、能耗高，人为加大水的比例量可以得到纳米氧化锌产品在技术上是可行的，但在经济效益方面未必可行。

综上所述，对于低品位氧化锌矿的处理，如何在低含量锌物料中有效浸出其中的锌，并得到兼具高纯和纳米级的氧化锌，同时克服传统的火法和湿法的缺点，成为本行业亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种有效回收低品位氧化锌矿中的锌并制备高纯纳米氧化锌的方法。

本发明采用的技术方案是这样的：一种利用低品位氧化锌矿生产高纯纳米氧化锌的方法，包括以下步骤:

浸取低品位氧化锌矿制得浸取液、浸取液经预蒸氨、净化除杂、精制处理、蒸氨结晶和干燥煅烧，其中，

浸取待处理的低品位氧化锌矿时,用氨水-碳铵液作浸取剂进行浸取；其中氨、二氧化碳浓度分别是c(NH₃)=5.5-7mol/L， c(CO₃ ^2-)=0.95-1.5 mol/L，并在每立方米的浸取剂中添加0.3-0.5kg氟硅酸钠，浸取后得到浸取液；

在净化除杂步骤之前，进行预蒸氨：将浸取液加热至90-95℃，脱除部分游离氨，直至溶液氨浓度 c(NH₃)=3.0-3.5mol/L时，再按每立方米浸取液加入2-3kg的比例加入过硫酸铵氧化，铁、锰氧化完全后进行固液分离，溶液进入净化除杂步骤；

在净化除杂后，进行精制处理，方法为：净化除杂处理后的溶液加入磷酸铵和表面活性剂，加入量为每立方米净化除杂处理后的液体中加入0.5-1.0kg磷酸铵、30-50g表面活性剂；

净化除杂、蒸氨结晶和干燥煅烧步骤均采用目前普通氨法制备氧化锌的工艺参数。

要得到高纯的氧化锌，首先需要保证低品位氧化锌矿中的锌能尽可能地浸出，这样一方面可以提高锌的回收率，另一方面，在浸出液中锌的含量越大，杂质含量也就越小，才能保证在同等工艺条件下制得更高纯的氧化锌。即对于低品位氧化锌矿的回收处理，锌“浸得出来”与杂质“除得干净”，是最关键的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明首先将现有的氨法制备氧化锌的技术应用于对低品位氧化锌矿的处理，同时，在现有的氨法的工艺基础上，在浸取液中，加入适量的氟硅酸钠，以解决“浸得出来”的问题；并在净化除杂之前，增加了预蒸氨的步骤，以解决“除得干净”的问题。

由于低品位氧化锌矿的脉石成分氧化钙、镁含量高，不能用酸法浸出，不仅酸消耗大，还使大量的钙、镁溶出，净化困难。所以本发明采用氨法浸出，矿物脉石中的超细微粒对浸取剂也起到一定的隔阻作用，为了解决这个问题，本申请的发明人通过大量实验得出：适量的氟硅酸纳能破除超细微粒对含锌颗粒包裹作用，实现超细微粒分层上浮，从而将锌暴露，使其较完全地浸泡在浸出液中。

同时，本申请的发明人通过大量实验得出：在净化除杂之前，增加预蒸氨步骤，一方面降低溶液中的游离氨，减低杂质离子的络合系数，利于提高净化质量，减少净化药品用量。

其次，要得到纳米级的氧化锌，需要在相应步骤中，抑制氧化锌晶体颗粒的长大，现有技术得到的纳米氧化锌之所以粒径大小和粒径分布范围不能尽如人意，最重要的原因是在处理过程中晶体的不断长大，即会产生团聚现象，尤其对于低品位氧化锌矿这种低锌含量的原料处理。为了解决上述问题，本申请的发明人通过大量实验，在净化除杂后，增加精制处理的步骤，在净化除杂处理后的液体中，加入适量的磷酸铵和表面活性剂，能有效抑制氧化锌颗粒的生长。

其中：

浸取步骤的化学反应方程式为：

ZnO+nNH₃+H₂O→［Zn(NH₃)n］²⁺+2OH^-

ZnFe₂O₄+nNH₃+4H₂O→［Zn(NH₃)n］²⁺+2Fe(OH)₃ ↓+2OH^-

ZnFe₂O₄+nNH₃+H₂O→［Zn(NH₃)n］²⁺+Fe₂O₃↓+2OH^-

Zn₂SiO₄+2nNH₃→ 2［Zn(NH₃)n］²⁺ + SiO₄ ^4-

Zn(OH)₂+nNH₃→［Zn(NH₃)n］²⁺+2OH^-

ZnCO₃+nNH₃→［Zn(NH₃)n］²⁺+CO₃ ^2-

其中n=1～4；

利用预蒸氨的高温溶液，加入过硫酸铵搅拌进行氧化，如Fe³⁺、AsO₃ ^3-、 Mn²⁺产生共沉淀，降低了后续净化难度，减少了药剂消耗量，节省了成本，反应方程式：

5(NH₄)₂S₂O₈+2Mn²⁺+8H₂O →2NH₄MnO₄+4(NH₄)₂SO₄+16H⁺+ 6SO₄ ^2-

S₂O₈ ^2-+Mn²⁺+2NH₃·H₂O+H₂O→MnO（OH）₂↓ +2NH₄ ²⁺+2SO₄ ^2-+2H⁺

S₂O₈ ^2-+2Fe²⁺ +6NH₃·H₂O →2SO₄ ^2-+ 2Fe(OH)₃↓+6NH₄ ⁺

As₂O₃+3H₂O→2H₃AsO₃

2H₃AsO₃+8Fe(OH)₃→(Fe₂O₃)₄As₂O₃·5H₂O↓+10H₂O

AsO₄ ^3-+Fe^3-→FeAsO₄↓

Ca²⁺+HCO₃ ^-+2OH^-→ CaCO₃↓+H₂O ；

经过前述步骤过硫酸铵氧化、分离后的锌氨络合液再经过硫化钠沉淀重金属杂质，再经高锰酸钾二次氧化铁、锰等分离杂质，又经过锌粉深度还原净化得到锌氨络合精制液；反应方程式：

M²⁺+ S²→ MS ↓ M代表Cu²⁺、Pb²⁺ 、Cd²⁺ 、Ni²⁺Hg²⁺等离子

As³⁺ + S ^2-→As₂S₃↓

3Fe²⁺ + MnO₄ ^- + 7H₂O → MnO₂ ↓+ 3Fe(OH)₃↓ + 5H⁺

3Mn²⁺ + 2MnO₄ ^- +2H₂O → 5MnO₂↓ +4H⁺

Y²⁺ + Zn→Zn²⁺ + Y其中 Y 代表：Cu²⁺、Pb²⁺ 、Cd²⁺ 、Ni²⁺等离子

精制处理化学反应式：

3［Zn(NH₃)n］²⁺+2（NH₄）₃PO₄+6OH^-→［Zn(NH₃)n］₃(PO₄)₂ + 6NH_3·H₂O

蒸氨步骤的反应方程式：

3［Zn(NH₃)₄］CO₃ + H₂O →ZnCO₃·2Zn(OH)₂·H₂O ↓ + 12NH₃↑ + 2CO₂↑

干燥煅烧的化学反应方程式：

ZnCO₃·2Zn(OH)₂·H₂O→ 3ZnO +3H₂O↑ +CO₂

作为优选：浸取待处理的低品位氧化锌矿时，在每立方米的氨水-碳铵液中还添加有0.5-1kg的二氰二胺和0.03-0.05kg的表面活性剂。

表面活性剂降低溶液的表面能，与氟硅酸钠配合作用，增加对锌颗粒的浸湿和渗透，促进锌的溶解和浸出。

作为优选：在每立方米的氨水-碳铵液中还添加有0.5-1kg的二氰二胺。

二氰二胺作为氨稳定剂，可以减少浸取过程中氨的挥发，改善浸取工作环境，减少氨的损耗。

作为优选：低品位氧化锌矿浸取时采用湿法球磨浸出。

作为优选：保证球磨机内浸出时间为50～60分钟，球磨机出口物料全部通过140目筛，即粒径≤109μm。

利用球磨湿法浸取，破坏了矿石晶格结构（机械活化）与表面活性剂化学活化相结合，达到较高的浸出速度和浸出率

作为优选：在蒸氨结晶过程中，随时检测蒸氨塔内液体锌含量，当锌的质量含量在1-1.5%时，在蒸氨设备内加入氢氧化纳溶液，加入的氢氧化钠溶液为每立方米蒸氨液体加入质量百分含量为30%的氢氧化钠溶液3-5升，锌质量百分含量低于0.3%时，结束蒸氨。

在蒸氨过程中，当锌氨络合液中氨浓度较低时，通过增加氢氧化纳提高液体的pH值，使NH₄ ⁺转为游离NH₃分子达到快速脱氨，快速结晶的目的。结晶速度越快，杂质包裹晶体的机会就越小，从而提高晶体的纯度。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：将氨法应用于对电解低品位氧化锌矿的处理，并对现有氨法进行了适应性改进，在浸取时加入氟硅酸钠、表面活性剂和二氰二胺，一方面使得低品位氧化锌矿的锌快速、尽可能完全地浸出，使得低品位氧化锌矿中的锌得到充分回收利用，同时在浸取后增加了预蒸氨步骤，去除多余的游离氨有利用净化除杂，为制得高纯高质量的氧化锌奠定了基础；通过本发明技术手段的处理，经350-450℃煅烧得到的氧化锌纯度可以达到99.7%以上，粒径在10-50nm的纳米氧化锌产品。具有很高的经济价值；另外，本发明的处理方法能耗低、效率高，浸取剂循环利用。经过浸出处理的终浸渣，并没有破坏原有矿物组成结构，仍然可以制砖等达到了经济环保双重目的。

具体实施方式

下面对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

原料：云南某氧化锌矿1^＃，其成分为：Zn15.48%. Fe18. 20%. Si027. 94%，其锌物相成分为碳酸锌9.49%、硅酸锌2. 12%.硫化锌0. 7 3%、铁锌尖晶石3.14 %。

用于制备高纯氧化锌的方法：

（1）浸取：取500g氧化矿1^＃，用1500ml氨水-碳铵液作为浸取剂进行浸取；其中，所述浸取剂中NH₃的摩尔浓度c(NH₃)=5.5mol/L，CO₃ ^2-的摩尔浓度c(CO₃ ^2-)=1.2 mol/L，按每立方米浸取剂中添加0.3kg氟硅酸钠的量在浸取剂中加入氟硅酸钠；合计浸取时间为3小时，温度为25-40℃；固液分离后，所得锌氨络合液中锌68.5克；氧化锌矿锌的浸出率为 88.5%；

(2)预蒸氨：将浸取液加热至90℃，脱除部分游离氨，蒸至液体中氨浓度为3.5mol/L时，再按每立方米浸取液加入2kg的比例加入过硫酸铵，将预蒸氨后的液体进行固液分离，溶液进入净化除杂步骤；

（3）净化除杂：向预蒸氨后的液体中加入2.1g高锰酸钾搅拌0.5h，加入少量聚丙烯酰胺溶液（4mg/L）过滤，滤液按沉淀Cu、Cd、Pb所需硫化钠的理论量的1.2倍加入硫化钠，温度,70℃，搅拌时间2h,过滤，滤液加入KMnO₄用量为Fe量的2.7倍，温度80℃，搅拌1h(检测Fe、Mn合格)，过滤，滤液按置换Cu、Cd、Pb所需理论锌粉的2.5倍加入锌粉，搅拌30min,温度60℃，过滤；

(4)精制处理，方法为：净化除杂处理后的液体中，加入磷酸铵和表面活性剂，加入量为每立方米净化除杂处理后的液体中加入1kg磷酸铵、50g表面活性剂SDS，得到精制液；

（5）蒸氨结晶：将所得精制液置入蒸氨器中进行蒸氨，蒸汽压进口0.5MPa/cm²,溶液温度105℃，直至［Zn²⁺］=1.5g/L时停止蒸氨，得到的乳浊液进行固液分离，滤饼按液固比5：1清水洗涤，洗涤时间1h,再过滤分离，得到滤饼；

（6）干燥煅烧：滤饼105℃干燥，得到粉体，经450℃马弗炉煅烧60min,取样检测得到纯度ZnO%=99.73%；平均粒径13.5nm(XRD线宽法),比表面积90m²/g的高纯氧化锌粉体。

实施例2

原料：氧化矿2^＃，其成分为：Zn9.67%. Fe19.33%. Si026. 63%，CaO28.34%其锌物相成分为碳酸锌12.28%、硅酸锌2. 37%.硫化锌0. 8 2%、铁锌尖晶石3. 20%。

用于制备高纯氧化锌的方法：

（1）浸取：取500g氧化矿1^＃，用1500ml氨水-碳铵液作为浸取剂进行浸取；其中，所述浸取剂中NH₃的摩尔浓度c(NH₃)=7mol/L，CO₃ ^2-的摩尔浓度c(CO₃ ^2-)=0.95 mol/L，按每立方米浸取剂中添加0.5kg氟硅酸钠的量在浸取剂中加入氟硅酸钠；分别按每立方米浸取剂中添加0.4kg氟硅酸钠、0.03kg的表面活性剂SDS、1kg的二氰二胺的量分别加入氟硅酸钠、SDS和二氰二胺；在浸取时，采用球磨，并保证球磨机内浸出时间为60分钟，球磨机出口物料全部通过140目筛，合计浸取时间为3小时，温度为25-40℃；所得锌氨络合液中锌42.7克；氧化锌矿锌的浸出率 88.3%；

(2)进行预蒸氨：将浸取液加热至95℃，脱除部分游离氨，蒸至液体中氨浓度为3.0mol/L时，再按每立方米浸取液加入3kg的比例加入过硫酸铵，将预蒸氨后的液体进行固液分离，溶液进入净化除杂步骤；

（3）净化除杂：向预蒸氨后的液体中加入1.28g高锰酸钾搅拌0.5h，加入少量聚丙烯酰胺溶液（4mg/L）过滤，滤液按沉淀Cu、Cd、Pb所需硫化钠的理论量的1.2倍加入硫化钠，温度,70℃，搅拌时间2h,过滤，滤液加入KMnO₄用量为Fe量的3.5倍，温度80℃，搅拌1h(检测Fe、Mn合格)，过滤，滤液按置换Cu、Cd、Pb所需理论锌粉的2.5倍加入锌粉，搅拌30min,温度60℃，过滤；

（4）精制处理，方法为：净化除杂处理后的液体中，加入磷酸铵和表面活性剂，加入量为每立方米净化除杂处理后的液体中加入0.5kg磷酸铵、40g表面活性剂SDS，得到精制液；

（5）蒸氨结晶：将所得精制液置入蒸氨器中进行蒸氨，蒸汽压进口0.6MPa/cm²,溶液温度108℃，在蒸氨结晶过程中，随时检测蒸氨塔内液体锌含量，当锌的质量含量1%时，在蒸氨设备内加入氢氧化钠溶液，加入的氢氧化钠溶液为每立方米蒸氨液体加入质量百分含量为30%的氢氧化钠溶液3升，锌质量百分含量低于0.3%时，结束蒸氨，得到的乳浊液进行固液分离，滤饼按液固比5：1清水洗涤，洗涤时间1h,再过滤分离，得到滤饼；

（6）干燥煅烧：滤饼105℃干燥，得到粉体,经350℃马弗炉煅烧60min,取样检测得到纯度ZnO%=99.82%；平均粒径12.3nm(XRD线宽法),比表面积112m²/g的高纯氧化锌粉体。

实施例3

原料：氧化锌矿3^＃，其成分为：Zn13.6%. Fe18.67%. Si027.83%，CaO29.92%其锌物相成分为碳酸锌7.96%、硅酸锌2. 21%.硫化锌0.76%、铁锌尖晶石2.67%。

用于制备高纯氧化锌的方法：

（1）浸取：取1t氧化锌矿3^＃，用3000L氨水-碳铵液作为浸取剂进行浸取；其中，所述浸取剂中NH₃的摩尔浓度c(NH₃)=5.6mol/L，CO₃ ^2-的摩尔浓度c(CO₃ ^2-)=1.05 mol/L，按每立方米浸取剂中添加0.4kg、0.05kg的表面活性剂SDS、0.5kg的二氰二胺的量分别加入氟硅酸钠、SDS和二氰二胺；在浸取时，采用球磨，并保证球磨机内浸出时间为50分钟，球磨机出口物料全部通过140目筛，合计浸取时间为3.5小时，温度为25-40℃氟硅酸钠的量在浸取剂中加入氟硅酸钠；温度为25-40℃；固液分离后，所得锌氨络合液中锌119.95千克；氧化锌矿锌的浸出率为 88.19%；

（2）预蒸氨：将浸取液加热至92℃，脱除部分游离氨，蒸至液体中氨浓度为3.2mol/L时，再按每立方米浸取液加入2.6kg的比例加入过硫酸铵，将预蒸氨后的液体进行固液分离，溶液进入净化除杂步骤；

（3）净化除杂：向预蒸氨后的液体中加入3.6kg高锰酸钾搅拌0.8h，加入少量聚丙烯酰胺溶液（4mg/L）过滤，滤液按沉淀Cu、Cd、Pb所需硫化钠的理论量的1.2倍加入硫化钠，温度,70℃，搅拌时间2h,过滤，滤液加入KMnO₄用量为Fe量的3.5倍，温度80℃，搅拌1h(检测Fe、Mn合格)，过滤，滤液按置换Cu、Cd、Pb所需理论锌粉的2.5倍加入锌粉，搅拌30min，温度60℃，过滤；

（4）精制处理，方法为：净化除杂处理后的液体中，加入磷酸铵和表面活性剂，加入量为每立方米净化除杂处理后的液体中加入0.8kg磷酸铵、30kg表面活性剂SDS，得到精制液；

（5）蒸氨结晶：将所得精制液置入蒸氨器中进行蒸氨，蒸汽压进口0.8MPa/cm²,溶液温度108℃，在蒸氨结晶过程中，随时检测蒸氨塔内液体锌含量，当锌的质量含量在1.5%时，在蒸氨设备内加入氢氧化钠溶液，加入的氢氧化钠溶液为每立方米蒸氨液体加入质量百分含量为30%的氢氧化钠溶液5升，锌质量百分含量低于0.3%时，结束蒸氨得到的乳浊液进行固液分离，滤饼按液固比5：1清水洗涤，洗涤时间1h,再过滤分离，得到滤饼；

（6）干燥煅烧：滤饼105℃干燥，得到粉体,经400℃马弗炉煅烧80min,取样检测得到纯度ZnO%=99.83%；平均粒径12.5nm(XRD线宽法),比表面积107m²/g的高纯氧化锌粉体。

Claims

1.一种利用低品位氧化锌矿生产高纯纳米氧化锌的方法，包括以下步骤:

浸取待处理的低品位氧化锌矿、净化除杂、蒸氨结晶和干燥煅烧，其特征在于：

浸取待处理的低品位氧化锌矿时,用氨水-碳铵液作浸取剂进行浸取；其中c(NH₃)=5.5-7mol/L， c(CO₃ ^2-)=0.95-1.5 mol/L，并在每立方米的浸取剂中添加0.3-0.5kg氟硅酸钠，浸取后得到浸取液；

在净化除杂步骤之前，进行预蒸氨：将浸取液加热至90-95℃，脱除部分游离氨，直至溶液氨浓度 c(NH₃)=3.0-3.5mol/L时，再按每立方米浸取液加入2-3kg的比例加入过硫酸铵进行氧化，然后进行固液分离，溶液进入净化除杂步骤；

在净化除杂后，进行精制处理，方法为：净化除杂处理后的溶液加入磷酸铵和表面活性剂，加入量为每立方米净化除杂处理后的液体中加入0.5-1.0kg磷酸铵、30-50g表面活性剂。

2.根据权利要求1所述一种利用低品位氧化锌矿生产高纯纳米氧化锌的方法，其特征在于：每立方米的浸取剂中还添加有0.03-0.05kg的表面活性剂。

3.根据权利要求2所述一种利用低品位氧化锌矿生产高纯纳米氧化锌的方法，其特征在于：在每立方米的浸取剂中还添加有0.5-1kg的二氰二胺。

4.根据权利要求1所述一种利用低品位氧化锌矿生产高纯纳米氧化锌的方法，其特征在于：在浸取低品位氧化锌矿时，利用湿法球磨浸取。

5.根据权利要求4所述一种利用低品位氧化锌矿生产高纯纳米氧化锌的方法，其特征在于：保证球磨机内浸出时间为50～60分钟，球磨机出口物料全部通过140目筛。

6.根据权利要求1所述一种利用低品位氧化锌矿生产高纯纳米氧化锌的方法，其特征在于：在蒸氨结晶过程中，随时检测溶液中锌含量，当锌的质量分数在1-1.5%时，加入氢氧化钠溶液，加入量为每立方米蒸氨液加入质量分数为30%的氢氧化钠溶液3-5升，锌质量分数低于0.3%时，结束蒸氨。

7.根据权利要求1所述一种利用低品位氧化锌矿生产高纯纳米氧化锌的方法，其特征在于：煅烧温度为350-450℃。