氧化锌广泛应用于橡胶、涂料、陶瓷、化工、医药、玻璃和电子等行业，随着工业的飞速发展，国内对氧化锌的需求量日益增加。用低品位含锌物料生产活性氧化锌，既可充分利用锌资源，又可降低生产成本，因此，目前该研究领域异常活跃，综合利用低品位氧化矿、次氧化矿、锌渣、烟灰等的研究逐渐引起企业重视。烟灰是铅、锌冶金过程的一种中间产物，是由回转窑挥发、贫化处理铅鼓风炉渣等含锌物料产生的，其成分复杂，除含锌、铅外还含有较多的砷、锑等杂质。由于其处理难度大，成本高，不能直接作为湿法炼锌的原料。但由于其锌含量高，且易于浸出进人溶液，因此，可用作制取氧化锌粉末产品。
处理烟灰现有的方法有酸浸法和氨配合法两种。酸浸法是以粗氧化锌或锌矿砂为原料，与稀酸混合反应后，经除杂、中和、干燥和煅烧制得氧化锌。该法除杂量大，工艺复杂，成本高，而且废水量大，处理困难，对环境有污染。氨配合法是以粗氧化锌或脱硫用过的锌触媒焙烧物为原料，用氨水－碳酸氢铵溶液作浸出剂，经浸出、除杂净化、蒸氨沉锌、洗涤干燥和煅烧等工艺过程制得活性氧化锌。该法设备投资少，杂质少，但是流程长，而且只适应于富含ZnO的物料，若物料中含有一定量的ZnS，则该法不能直接采用，需用氧化剂先预处理烟灰，将硫化锌转化为氧化锌。因此，试验研究了用双氧水预处理烟灰，然后用氢氧化钠溶液浸出，最终制得得氧化锌粉末产品。
一、试验部分
（一）试验原料
试验用烟灰取自广西某工厂，其粒度为65～76μm，主要化学成分见表1。
表1 烟灰的化学成分％
Zn | Pb | Fe | As | Cd | Sb | Si | S |
49.86 | 26.89 | 0.75 | 0.80 | 0.03 | 0.11 | 0.5 | 1.81 |
（二）试验方法
先用水将干烟灰调制成液固体积质量比为1∶1的烟灰浆，然后用3％双氧水预处理一段时间，再在一定温度下加入一定量氢氧化钠溶液搅拌浸出，然后离心过滤，滤液适当稀释并搅拌一段时间后再离心过滤，二次滤液作为浸出剂返回浸出，滤饼为氢氧化锌，洗涤、烘干、锻烧后得纯净的氧化锌粉末。
二、结果与讨论
（一）双氧水体积分数及预处理温度对锌浸出率的影响
在不同温度下，往100g烟灰浆（液固体积质量比1∶1)中加入一定量双氧水，搅拌60min后，在60℃温度下，加入3mol/L氢氧化钠溶液浸出2h，考察双氧水体积分数及预处理温度对烟灰中锌浸出率的影响，结果见表2。
表2 双氧水体积分数及预处理温度对锌浸出率的影响
试验编号 | 双氧水体积分数/% | 预处理温度/℃ | 锌浸出率/% |
1 | 1 | 25 | 38.24 |
2 | 3 | 25 | 55.67 |
3 | 5 | 25 | 56.71 |
4 | 1 | 40 | 40.33 |
5 | 3 | 40 | 60.01 |
6 | 5 | 40 | 61.24 |
从表2可以看出：双氧水体积分数增大，锌浸出率升高；在25℃下，当双氧水体积分数从1％增加到3％时，锌浸出率提高17％；双氧水体积分数从3%增大至5％时，锌浸出率仅提高1％；当温度升高至40℃时，双氧水体积分数从1％增大至3％，锌浸出率提高近20％，而且氧化锌吸附的SO2被双氧水氧化成硫酸锌，对环境不造成污染。可以认为：温度对锌浸出率影响不明显，双氧水体积分数为3％比较适宜。
（二）温度对锌浸出率的影响
在25℃下，用3％双氧水预处理烟灰，然后用3mol/L氢氧化钠溶液在不同温度下浸出1.5h。试验结果如图1所示。
图1 浸出温度对烟灰中锌漫出率形晌
从图1看出：随浸出温度升高，锌浸出率呈线性升高。室温下，锌浸出率只有30.22％，而当温度升高到95℃时，锌浸出率达到89.31％。综合考虑，浸出温度以85℃为宜。
（三）氢氧化钠浓度对锌浸出率的影晌
在25℃下，用3％双氧水预处理烟灰，然后在85℃下，用不同浓度的氢氧化钠溶液浸出1.5h。试验结果如图2所示。
图2 氢氧化钠浓度对锌浸出率的影响
从图2看出：随氢氧化钠浓度增大，锌浸出率提高，特别是氢氧化钠浓度从2mol/L增大至5mol/L,锌浸出率提高了46.54％，达到97％。这是由于烟灰中锌与碱发生反应，生成锌酸钠进入溶液：
2NaOH＋ZnO＝Na2ZnO2＋H2O。
但是，当氢氧化钠浓度增大至6mol/L后，锌浸出率仅增加0.52％，不能达到100％，这可能是烟灰中的锌被包裹起来而无法与碱接触的缘故。
（四）浸出时间对锌浸出率的影响
在25℃下，用3％双氧水预处理烟灰，然后在85℃下用3mol/L氢氧化钠溶液浸出，考察浸出时间对锌浸出率的影响。结果如图3所示。
图3 浸出时间对锌浸出率的影响
从图3可知：随反应时间增加，锌浸出率提高。浸出0.5～1.5h，锌浸出率从73.81％提高至96.92％；但浸出1.5h之后，锌浸出率提高缓慢。所以，浸出时间以1.5h为最佳。
（五）验证试验
在25℃下，用3％双氧水预处理烟灰，然后在85℃下用5mol/L氢氧化钠溶液浸出1.5h，
锌浸出率和浸出渣中锌和铅的质量分数见表3。
表3 碱浸出烟灰验证试验结果
试验编号 | 锌浸出率/% | 浸出渣中ωB/% | ||
Zn | Pb | As | ||
1 | 96.92 | 3.91 | 45.33 | 0.02 |
2 | 97.03 | 3.42 | 45.20 | ＜0.01 |
3 | 96.98 | 4.01 | 45.28 | 0.01 |
4 | 97.13 | 3.66 | 46.21 | ＜0.01 |
从表3可知：综合试验条件下，锌浸出率在97％左右，浸出渣中锌质量分数在3％～4％之间，铅质量分数45％左右，几乎不含As。浸出渣可进入铅系统提取铅，实现资源综合利用。
（六）氧化锌的制备
将上述碱浸出液降温至25℃、稀释1倍，搅拌0.5h后离心过滤，滤饼烘干，氢氧化锌沉淀率为72.3％。沉淀物的XRD分析结果表明其物相组成主要为ZnO；化学分析结果表明，ZnO质量分数为99.58％，Pb0质量分数为0.12％，基本上达到直接法一级品要求。
三、结论
含锌烟灰经双氧水在常温下预氧化处理后用氢氧化钠溶液浸出，可将其中的97％的锌转入溶液，然后经沉淀、过滤、烘干，可制得氧化锌粉末。该方法所得ZnO粉末纯度较高，为充分利用含锌烟灰提供了一条有效途径。
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