Способ получения оксида цинка
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.
союз советских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (н)ю С 01 G 9/02
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4720502/26 (22) 20.07.89 (46) 23.03.92. Бюл. М 11 (71) Челябинский филиал научно-исследовательского и проектного института неорганических пигментов и судовых покрытий (72) К.У.Конотопчик, Н.В.Становнова, H.Â.Ïðîäàí и А.А.Щеголев (53) 661.847 (088.8) (56) E.Ô.Áeëåíüêèé, Л.В.Рискин, Химия и технология пигментов, Л.: Химия, 1974, с. 82-185. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКСИДА ЦИНКА (57) Изобретение относится к химической технологии неорганических веществ, в частности к способам получения оксида цинка, находящего применение в качестве белого
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 пирометаллургическими 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 аю> И о 1 72 I О20 А 1 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 g) 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
Pb(CHaC00) ° (0,2 - 0,5) РЬ(ОН)2 с последующим отделением раствора; его карбонизацией, выделением основного карбоната свинца и возвратом малоосновного ацетата свинца в процесс.
1721020
Новизна изобретения заключается в применении малоосновного ацетата свинца состава РЬ(СНзСОО)г (0,2 — 0,5) Pb(OH)z для извлечения оксида свинца из окисленного цинксодержащего сырья с регенерацией раствора малоосновного ацетата свинца.
При обработке окисленного цинксодержащего сырья раствором малоосновного ацетата свинца, содержащийся в сырье оксид свинца селективно растворяется с образованием основного ацетата свинца состава РЬ(СНзСОО)г х и РЬ(ОН)г, где n.=
"-0,6 — 2,0. Из полученного раствора основного ацетата свинца избыточный свинец осаждают сверх необходимого по формуле:
Pb(CHgCOO)z (0,2 - 0,5) РЬ(ОН)г 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)г . РЬ(СНзСОО)г 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 причине используется основная уксусная кислота. При мольном отношении РЬ(ОН)г:
: РЬ(СНз(СОО выше 0,5 требуется большой обьем 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 черезвычайно 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 пирометаллургических стадий процесса.
Пример 1 (по прототипу).
Берут 100 r окисленного цинкового
-сырья, содержащего, мас, :
Zn — 91, Pbo — 4, Me — 5 (Ме — Fe, Sl, Cu 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
10
15 свинца состава РЬ(СНзСОО)г ° 1,1 Pb(OH)z, соответствующего формуле РЬ(СНзСОО)г»
«0,5 РЬ(ОН)г, подачу СОг прекращают, оса20
35 0,5 РЬ(ОН}г.
Перед карбонизацией раствор ацетата свинца имеет состав РЬ(СНзСОО)г 1,4»
55 в атмосфере воздуха и оседают на фильтре.
Получают 86 г оксида цинка, имеющего белизну 99 усл.ед, с содержанием оксида свинца 3.0 мас, .
Пример 2 (по предлагаемому способу), Берут 100 г окисленного цинкового сырья состава, приведенного в примере 1, К нему добавляют 200 мл 3%-ного раствора малоосновного ацетата свинца состава
РЬ(СНзСОО)г 0,2 РЬ(ОН)г, суспензию перемешивают 30 мин, отфильтровывают и промывают на фильтре 400 мл воды. В фильтрат, содержащий основной ацетат док отделяют фильтрованием. Фильтрат не содержит соединений цинка и после концентрирования 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 его оксида иэ газовой фазы получают 83 r оксида цинка с белизной 95 усл.ед. и с содержанием оксида свинца 0,09%. Кроме того, получают 3,5 r основного карбоната свинца.
Пример 3. Берут 100 r окисленного цинкового сырья и обрабатывают его аналогично примеру 2 с тем отличием, что мало.основной ацетат свинца для обработки сырья перед смешиванием имеет состав Pb (CHzCOO)z
«РЬ(ОН)2. Получают 83 r оксида цинка с белизной 95 усл. ед. и содержанием оксида свинца 0,10%. Получают также 3,.6 r основного карбоната свинца. После выделения основного карбоната свинца ацетатный раствор имеет состав РЬ(СНзСОО)гм 0,3к
AÐb(OH)z, он не содержит соединений цинка 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 сырья перед смешиванием имеет состав
РЬ(СН)зСОО)г 0,1 Pb(OH)z. Перед карбонизацией раствор ацетата свинца имеет состав РЬ(СНзСОО)г -1,0 РЬ(ОН)г. Получают 82
r оксида цинка с белизной 95 усл.ед. и содержанием оксида свинца 0,1, Получают также 3,6 г основного карбоната свинца.
После выделения основного карбоната свинца ацетатный раствор имеет состав
РЬ(СНзСОО)г. 0.3 РЬ(ОН)г и он содержит
0,1 моля Zn(CHgCOO)z, по отношению к
1721020 вальц-окись цинка и другие виды окисленного цинкового сырья с примесью оксида свинца на пигментный оксид цинка.
Составитель М. Наумова
Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т. Малец
Редактор Н. Козлова
Заказ 925 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
РЬ(СНзСОО), Наличие в растворе, наряду с ацетатом свинца, также ацетата цинка препятствует многократному использованию ацетатного раствора для обработки исходного сырья. 5
При осуществлении примеров получения оксида цинка в оптимальной области состава ацетатного раствора с мольным отношением РЬ(ОН)г к РЬ(СНзСОО)г в пределах 0,2-0,5 и выше этого предела получают 10 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. 15
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. ао 20 прототипу и улучшаются условия труда.
Свинец из сырья выделяется в виде непылящего. продукта — влажного основного карбоната свинца, находящего применение в качестве белого пигмента. 25
Изобретение планируется использовать на предприятиях, перерабатывающих
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 смешиванием обрабатывают раствором малоосновного ацетата свинца состава
Pb(CHaC00$ (0,2 - 0,5) РЬ(ОН) с последующим разделением суспензии на цинксодержащий 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 цинксодержащий осадок.
