Способ получения окиси цинка из люминофора на основе сульфида цинка

 

Сущность изобретения: отходы люминофора ZnS : Ag · MgCl₂ отмывают водой и перемешивают с гидроксидами или кристаллогидратами сульфатов магния или цинка в количестве 50 - 60 мас.% от веса отходов. Смесь прокаливают при 650 - 700^oС. Состав продукта, мас.%: ZnO 49,8; ZnS 0,2; MgO + mgSO₄ 50; Ag 10^-3.1 табл.

Изобретение относится к области химической промышленности, а именно к переработке отходов люминофоров на основе сульфида цинка с целью перевода их в оксиды и сульфаты для дальнейшего использования, например, в производстве микроудобрений, цинковых белил, для возврата в производство люминофоров.

Непосредственному переведению сульфида цинка в сульфат цинка препятствует плохая растворимость сульфида цинка в серной кислоте, кроме того, эта реакция сопровождается выделением сероводорода, ухудшающим экологическую обстановку.

Общеизвестный способ переработки цинксульфидных соединений, в том числе в металлургической промышленности, предусматривает прокалку соединений при высоких температурах не ниже 900^оС в восстановительной среде в присутствии угля, до образования металлического цинка, с последующим его окислением в токе кислорода до образования оксида цинка [1, 2] Этот способ технологически сложен и требует специального оборудования. Положительным является то, что в таких условиях происходит полное окисление сульфида цинка.

Известно окисление сульфида цинка в автоклаве при температуре 400-500^оС и давлении кислорода 30-100 ати. Однако при температуре 400^о и давлении кислорода 100 ати окисляется только 28% сульфида цинка. Полное окисление сульфида цинка происходит только при 500^оС и давлении 100 ати [3] Известно окисление сульфида цинка в присутствии фиксирующих добавок, например, натрия сернокислого, взятых в соотношении 1:2-1:4 при температуре 600^оС на воздухе в течение 0,5 ч. Фиксирующие добавки применяются с целью замедлить процесс окисления и наблюдать образование промежуточных соединений. Однако в этих условиях окисляется только 28-30% сульфида цинка [4] Недостатки способа неполное окисление сульфида цинка и низкий выход оксида цинка.

Цель изобретения увеличение выхода годного оксида цинка за счет полноты окисления сульфида цинка из отходов люминофора.

Это достигается тем, что отходы люминофоров на основе сульфида цинка отмывают водой, затем смешивают с гидрооксидами или кристаллогидратами сульфатов магния или цинка в количестве 50-60 мас. к весу отходов. Смесь прокаливают при температуре 650-700^оС в течение 4 ч.

П р и м е р 1. 250 г отходов люминофора, содержащих ZnS:Ag˙MgCl₂ перемешивают с 500 см³ воды, отмывают 5-6 раз от ионов хлора до отрицательной реакции с ионом Аg⁺, смешивают с 250 г гидроксида магния (50 мас. от веса отходов). Сухую смесь прокаливают при температуре 700^оС в течение 6 ч. Состав продукта после прокаливания, мас. ZnS 0,2; ZnO 49,8; MgO+MgSO₄ 50; Ag n˙10^-3.

П р и м е р ы 2-17. Осуществляются аналогично примеру 1. Достигаемые результаты в зависимости от признаков способа приведены в таблице. В примерах 14-16 показана возможность использования смеси отходов люминофора с гидроксидом цинка, 7-водными кристаллогидратами сульфатов цинка и магния. В примерах 1-16 показаны экспериментальные данные по окислению отходов люминофора на основе сульфида цинка, активированного серебром. В примере 17 показаны данные по окислению отходов люминофора на основе сульфида цинка, активированного медью. В примере 18 показаны результаты окисления люминофора на основе сульфида цинка, активированного серебром, по способу прототипа. Как показывают экспериментальные данные (примеры 7-13), уменьшение количества гидроксида, снижение температуры и времени прокаливания приводят к уменьшению выхода готового продукта, увеличение этих параметров нецелесообразно из-за нерационального расходования электроэнергии и реактивов.

Использование изобретения позволяет утилизировать цинкосульфидные отходы с переводом их в окислы цинка и магния. Обработка этих продуктов позволяет получить растворимые сульфаты цинка и магния, содержание активаторов в которых не более 10^-3% Применение продукта утилизации на основе оксида цинка возможно в производстве чистого продукта при использовании в качестве активной добавки оксида и сульфата цинка.

Возможно использование данного продукта для получения цинк и магнийсодержащих микроудобрений для внекорневой подкормки растений и обработки семян.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКИСИ ЦИНКА ИЗ ЛЮМИНОФОРА НА ОСНОВЕ СУЛЬФИДА ЦИНКА, включающий прокаливание люминофора на воздухе, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода годного продукта из отходов люминофоров за счет полноты окисления сульфида цинка, отходы люминофоров смешивают с гидроксидами или кристаллогидратами сульфатов магния или цинка, взятых в количестве 50 - 60% от массы отходов, а полученную смесь прокаливают при 650 - 700^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1