Способ получения оксида цинка Советский патент 1992 года по МПК C01G9/02 

Изобретение относится к химической технологии неорганических веществ, в частности к способам получения оксида цинка, находящего применение в качестве белого пигмента, наполнителя резин, катализатора.

В современном производстве оксид цинка получают в основном пирометаллур- гическими способами, основанными на испарении металлического цинка и окислением его паров воздухом. При переработке этими способами окисленного цинксодержащего сырья к нему добавляется перед испарением углерод в качестве пигментов.

Недостатками известного способа являются низкое качество продукта и вредные условия труда из-за наличия оксида свинца

в продукте при переработке цинкового сырья с примесью оксида свинца.

Цель изобретения - снижение примесей свинца в конечном продукте.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения оксида цинка путем смешивания окисленного цинксодержащего сырья с углеродистым материалом, испарения цинка при нагревании смеси и окисления воздухом образующихся паров, цинковое сырье перед смешиванием обрабатывают раствором малоосновного ацетата свинца состава РЬ(СН3СОО)- (0,2 - 0,5) PbfOHfe с последующим отделением раствора, его карбонизацией, выделением основного карбоната свинца и возвратом малоосновного ацетата свинца в процесс.

VJ

ND О

ю

о

Новизна изобретения заключается в применении малорсновного ацетата свинца остава РЬ(СНзСОО)2-(0,2 - 0,5) РЬ( для звлечения оксида свинца из окисленного цинксодержащего сырья с регенерацией раствора малоосновного ацетата свинца.

При обработке окисленного цинксодеращего сырья раствором малоосновного цетата свинца, содержащийся в сырье окид свинца селективно растворяется с обра- ованием основного ацетата свинца остава РЬ(СНзСОО)2 х п РЬ(ОН)2, где п . ,6-2,0. Из полученного раствора основного ацетата свинца избыточный свинец осаждают сверх необходимого по формуле: РЬ(СНзСОО)2-(0,2 - 0,5) РЬ(ОН)2 в виде основного карбоната свинца путем подачи в раствор диоксида углерода, а получаемый раствор малоосновного ацетата свинца используют многократно. При применении малоосновного ацетата свинца с мольным отношением РЬ(ОН)2 : РЬ(СНзСОО)2 менее 0,2 в раствор переходят, наряду с оксидом свинца, и другие примеси, в частности цинк, что препятствует многократному использованию ацетатного раствора. По этой же приине используется основная уксусная кислота. При мольном отношении РЬ(ОН)2 : РЬ(СНз(СОО)2 выше 0,5 требуется большой объем раствора малоосновного ацетата свинца, что экономически нецелесообразно.

Полезность предлагаемого способа заключается в повышении качества продукта, так как оксид свинца обусловливает его желтый цвет, и в улучшении условий труда, так как оксид свинца чрезвычайно ядовит и относится к первому классу опасности. На зарубежных заводах при получении оксида цинка из окисленного цинкового сырья для максимального освобождения сырья от свинца его подвергают двукратной термической обработке (см. указанный выше источник, стр. 185). При этом содержание свинца в продукте составляет не более 0,3 % масс., однако не исключается образование пыли оксида свинца, что обусловливает вредные условия труда. В предложенном способе соединения свинца выделяются из сырья в мокром виде до пирометаллургиче- ских стадий процесса.

Пример 1 (по прототипу).

Берут 100 г окисленного цинкового сырья, содержащего, мас.%:

Zn-91,

Pbo-4,

Me - 5 (Me - Fe, Si, Си и др.) смешивают его с 40 г кокса, помещают в закрытый тигель, имеющий выход для газообразных продуктов, и нагревают до 1100°С. Выходящие пары цинка окисляются

в атмосфере воздуха и оседают на фильтре. Получают 86 г оксида цинка, имеющего белизну 99 усл.ед. с содержанием оксида свинца 3.0 мас,%.

Пример2 (по предлагаемому

способу),

Берут 100 г окисленного цинкового сырья состава, приведенного в примере 1. К нему добавляют 200 мл 3%-ного раствора

0 малоосновного ацетата свинца состава РЬ(СНзСОО)2-0,2 РЬ(ОН)2, суспензию перемешивают 30 мин, отфильтровывают и про- мывают на фильтре 400 мл воды. В фильтрат, содержащий основной ацетат

5 свинца состава РЬ(СНзСОО)г 1,1 РЬ(ОН)2, соответствующего формуле PbfCHsCOO 0,5 Pb(OH)2, подачу С02 прекращают, осадок отделяют фильтрованием. Фильтрат не содержит соединений цинка и после кон0 центрирования до 3%-го раствора он пригоден для обработки исходного сырья. К обработанному осадку цинкового сырья добавляют 40 г кокса и нагревают до 1100°С. После окисления паров цинка и выделения

5 его оксида из газовой фазы получают 83 г оксида цинка с белизной 95 усл.ед. и с содержанием оксида свинца 0,09%. Кроме того, получают 3,5 г основного карбоната свинца.

0 Приме рЗ. Берут 100 г окисленного цинкового сырья и обрабатывают его аналогично примеру 2 с тем отличием, что мало- основной ацетат свинца для обработки сырья перед смешиванием имеет состав РЬ (СНзСОО

5 0,5 РЬ(ОН)2.

Перед карбонизацией раствор ацетата свинца имеет состав РЬ(СНзСОО)2 1,4 РЬ(ОН)2. Получают 83 г оксида цинка с белизной 95 усл. ед. и содержанием оксида

0 свинца 0,10%. Получают также 3,6 г основного, карбоната свинца. После выделения основного карбоната свинца ацетатный рас- твор имеет состав РЬ(СНзСОО)2х 0,3 РЬ(ОН)2, он не содержит соединений цинка

5 и пригоден для обработки исходного сырья. Пример 4. Берут 100 г окисленного цинкового сырья и обрабатывают его аналогично примеру 2 с тем отличием, что малоосновной ацетат свинца для обработки

0 сырья перед смешиванием имеет состав РЬ(СН)зСОО)2-0,1 РЬ(ОН)2. Перед карбонизацией раствор ацетата свинца имеет состав РЬ(СНзСОО)2-1,0 РЬ(ОН)2. Получают 82 г оксида цинка с белизной 95 усл.ед. и со5 держанием оксида свинца 0,1%, Получают также 3,6 г основного карбоната свинца. После выделения основного карбоната свинца ацетатный раствор имеет состав РЬ(СНзСОО)2-0.3 РЬ(ОН)2 и он содержит 0,1 моля 7п(СНзСОО)2, по отношению к

РЬ(СНзСОО)2. Наличие в растворе, наряду с ацетатом свинца, также ацетата цинка препятствует многократному использов§нию ацетатного раствора для обработки исходного сырья.

При осуществлении примеров получения оксида цинка в оптимальной области состава ацетатного раствора с мольным отношением РЬ(ОН)2 к РЬ(СНзСООЬ в пределах 0,2-0,5 и выше этого предела получают такое же количество продукта, как и в примерах 2 и 3, но при мольном отношении выше 0,5 необходимо соответственно увеличивать для обработки сырья объем малоосновного ацетатного раствора.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет получить оксид цинка с низким (0,1 %) содержанием оксида свинца, благодаря чему повышается белизна продукта до 95 усл.ед, против 90 усл.ед. по прототипу и улучшаются условия труда. Свинец из сырья выделяется в виде непылящего продукта - влажного основного карбоната свинца, находящего применение в качестве белого пигмента.

Изобретение планируется использовать на предприятиях, перерабатывающих

вальц-окись цинка и другие виды окисленного цинкового сырья с примесью оксида свинца на пигментный оксид цинка.

Формула изобретения Способ получения оксида цинка из окисленного цинксодержащего сырья с примесью оксида свинца, включающий смешивание цинксодержащего сырья с углеродистым материалом, испарение цинка и окисление образующихся паров кислородом воздуха с получением целевого продукта, отличающийся тем, что. с целью снижения примесей свинца в конечном продукте, исходное сырье перед сме- шиванием обрабатывают раствором малоосновного ацетата свинца состава РЬ(СНзСОО)2« (0.2 - 0,5) РЬ(ОН)2 с последующим разделением суспензии на цинксодер- жащий осадок и фильтрат, последний подвергают карбонизации с получением основного ацетата свинца и осуществляют его возврат на стадию обработки исходного сырья, а в качестве цинксодержащего сырья, подаваемого на смешивание с углеродистым материалом, используют цинксодер- жащий осадок.

Изобретение относится к химической технологии неорганических веществ, в частности к способам получения оксида цинка, находящего применение в качестве белого пигмента. Целью изобретения является снижение примесей свинца в конечном продукте. Способ включает обработку окисленного цинксодержащего сырья с примесью оксида свинца раствором малоосновного ацетата свинца с последующим разделением суспензии на цинксодержащий осадок и фильтрат, смешивание осадка с углеродистым материалом, испарение цинка, скисление образующихся паров воздухом с получением целевого продукта, карбонизации отделенного от цинксодержащего осадка фильтрата с получением малоосновного ацетата свинца и возвратом его на стадию обработки исходного сырья. Способ позволяет Получить оксид цинка с низким содержанием (0,1 %) оксида свинца.