現(xiàn)在國內(nèi)的氯化鋅生產(chǎn)普遍選用間歇法,不只工藝落后,并且污染比較嚴(yán)重。

氧化鋅廠家對環(huán)境有哪些影響

首要的污染源有三個:

(1)反應(yīng)設(shè)備�，F(xiàn)在大多數(shù)廠家使用敞開式間歇反應(yīng)器,光加濃度為31%的鹽酸,再用人工投入鋅灰。因為鹽酸易揮發(fā),HCl氣體逸出,污染環(huán)境,毒害人體。別的鋅灰四逸,也對人體形成傷害;

(2)蒸騰設(shè)備。大多數(shù)廠家選用石墨板敞開式蒸騰器,蒸汽處處瀟灑,看上去“白煙”蒼茫,

不只不雅觀,并且蒸汽中帶有少數(shù)HCl,對人體有害;

(3)重金屬渣。為了確保產(chǎn)品品質(zhì),生產(chǎn)過程中要用鋅粉除掉Cu、Pb、Cd、Ni等雜質(zhì),

鋅粉要過量才能到達(dá)將雜質(zhì)除掉的目的。所以殘渣中還含有Zn。多數(shù)廠家將這些重金屬殘渣隨意亂拋,然后形成重金屬污染,也浪費了有用資源。針對氯化鋅生產(chǎn)中存在的問題,筆者對傳統(tǒng)的氯化鋅生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝進(jìn)行了改善。

無污染氧化鋅生產(chǎn)工藝流程

首先在實驗室進(jìn)行試驗,然后用于工藝生產(chǎn),經(jīng)工廠一年多的生產(chǎn)實踐證明,基本上做到了無污染。下面介紹改善之處及生產(chǎn)實踐狀況。

1反應(yīng)設(shè)備的改善鹽酸和含鋅質(zhì)料(氧化鋅、鋅礦粉、鋅灰、鋅渣等)進(jìn)行反應(yīng)的設(shè)備是氯化鋅生產(chǎn)的首要設(shè)備�，F(xiàn)在國內(nèi)普遍選用間歇式(即分批式)反應(yīng)設(shè)備。其操作程序是:先往反應(yīng)器內(nèi)參加一定量的鹽酸,然后人工投入相應(yīng)量的含鋅物料,待反應(yīng)物料的pH值到達(dá)4左右時,中止拌和,令其天然沉降。再取其清液進(jìn)行除雜處理。這種生產(chǎn)方式的生產(chǎn)環(huán)境極差:一是鹽酸釋放的HCl氣體處處逸散;二是鋅灰瀟灑,兩者均對人體形成毒害。用接連法制氯化鋅溶液,國外曾有專利,國內(nèi)尚鮮見報導(dǎo)。筆者選用接連反應(yīng)設(shè)備制氯化鋅溶液,取得了杰出的作用,不光消除了污染,并且使設(shè)備的生產(chǎn)能力大大提高。該設(shè)備由全混(拌和)

反應(yīng)釜、固體接連加料及計量裝量、液體接連加料及計量設(shè)備等組成。反應(yīng)物料(含鋅物料及鹽酸)接連不斷地參加反應(yīng)釜,含ZnCl2的反應(yīng)液接連不斷地從反應(yīng)釜流出。流出液的pH值可通過調(diào)理投料速度(實際上是改動物料在釜內(nèi)的停留時間)來操控,削減投料量(即添加反應(yīng)時間)流出液的pH值添加;反之亦然。全混反應(yīng)釜的特征是參加釜內(nèi)的物料瞬間到達(dá)完全混合,釜內(nèi)的物料組成與流出物料的組成相同。當(dāng)流出液(含ZnCl2的溶液)的pH值操控

在3.3～3.5時,釜內(nèi)物料也為此值。因此釜內(nèi)無HCl氣體逸出。別的,加酸管和加含鋅物料的料斗均插入釜中液體內(nèi),因此加料設(shè)備既無HCl逸出,也無粉塵逸散。然后消除了反應(yīng)設(shè)備的污染問題。反應(yīng)后的ZnCl2溶液流入貯槽繼續(xù)反應(yīng),待槽內(nèi)物料的pH值到達(dá)4.0～4.2時,送去壓濾。因為反應(yīng)釜接連操作,其生產(chǎn)強(qiáng)度大大提高,一個5m3的全混反應(yīng)釜每天(24h作業(yè))可生產(chǎn)氯化鋅6～7t,相當(dāng)于間歇反應(yīng)釜生產(chǎn)能力的2～3倍。接連反應(yīng)的另一個長處是所制得的氯化鋅溶液組成穩(wěn)定,包含ZnCl2含量、雜質(zhì)含量、溶液密度和pH值等都改變很小,這有利于后工序穩(wěn)定操作。并使最終產(chǎn)品達(dá)優(yōu)質(zhì)品。

2蒸騰設(shè)備的改善傳統(tǒng)的氯化鋅蒸騰設(shè)備為石墨坡板,用直接火煙道氣加熱。其缺點有二:一是含少數(shù)氣體的蒸汽四處彌散,操作條件差;二是熱效率只有40%左右,煤耗量較大。為了克服其缺點,筆者選用石墨蒸騰器,用蒸汽加熱。不只沒有蒸汽四散,也提高了熱效率。待ZnCl2溶液濃縮至密度為1.53(50°Be)左右時,再送至坡板石墨枯燥器進(jìn)行枯燥。蒸騰和枯燥均為接連操作,由流量計操控ZnCl2溶液流量以到達(dá)穩(wěn)定操作并確保產(chǎn)品品質(zhì)。

3工藝流程的改善現(xiàn)在大多數(shù)氯化鋅廠仍選用傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝,氯化鋅生產(chǎn)傳統(tǒng)工藝流程流程簡述:先往反應(yīng)器內(nèi)參加31%的工業(yè)鹽酸,再投入相應(yīng)量的含鋅物料(鋅灰、鋅渣、鋅礦粉、氧化鋅等外品等)在不斷拌和下反應(yīng)至pH值為3.6～3.8后,將物料放至沉積池,令其澄清,在沉積過程中物料繼續(xù)反應(yīng)至pH=4.0～4.2。然后將清液送去提純。先后參加氧化劑(高錳酸鉀、氯酸鉀、過氧化氫等)除Fe、Mn,再參加氯化鋇除SO2-4,最后加鋅粉除重金屬(Cu、Pb、Cd、Ni等)。待各項雜質(zhì)目標(biāo)符合要求后,進(jìn)行過濾(一般選用壓濾),濾渣棄去,清液送去蒸騰枯燥。該流程的缺點除了污染嚴(yán)重外,產(chǎn)品品質(zhì)很難達(dá)電池級要求,別的,整個生產(chǎn)過程只過濾一次,所有雜質(zhì)混在一同,難以收回使用。改善的氯化鋅生產(chǎn)流程如圖2所示。圖2改善的氯化鋅生產(chǎn)工藝流程簡圖該流程與傳統(tǒng)的工藝流程不同之處有四:

(1)接連反應(yīng)、壓濾除渣。鹽酸和含鋅物料在全混釜中反應(yīng)至pH=3.3～3.5以后,流入接連拌和貯槽進(jìn)一步反應(yīng)至pH=4.0～4.2,然后用泵打入板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾。濾渣棄去,濾液送去除雜;

(2)ZnCl2溶液在除Fe、Mn之后又過濾一次。因為選用氯酸鉀除Fe、Mn不帶入Mn,所以過濾后的濾渣含Mn量很低,可制等級低氧化鐵紅;

(3)可收回Pb、Cu等。因為經(jīng)過前兩次過濾,其他雜質(zhì)已除掉,所以在加Zn粉除Pb、Cu后所得到的Pb、Cu比較純,便于收回使用。實際上含鋅原猜中含Pb高則Cu低;含銅高則含鉛低。別的,因為Zn要過量才給將重金屬除至達(dá)標(biāo),所以收回的Pb或Cu中含有鋅,即過量Zn也得到收回;

(4)先蒸騰后枯燥,已如2所述。在石墨坡板枯燥器的上方裝有抽吸水蒸汽并令其冷凝成水的設(shè)備,然后消除了枯燥時水蒸汽瀟灑的缺點。改善后的工藝流程其長處清楚明了:消除了污染;可收回Fe2O3和Pb、Cu、Zn等;便于生產(chǎn)操控,然后有利于確保產(chǎn)品品質(zhì)。

4工業(yè)生產(chǎn)狀況簡介本技術(shù)于2001年轉(zhuǎn)讓給一家民營企業(yè),2002年6月底試產(chǎn),8月正式生產(chǎn),至今已運行一年多。該廠因為資金等問題,沒有完全按上述工藝執(zhí)行,但基本上消除了污染,也收回了重金屬,并以每噸4000～5000元的價格出售。從投產(chǎn)至今已生產(chǎn)氯化鋅1000多t,以生產(chǎn)電池級固體氯化鋅為主,有時也依據(jù)用戶需求生產(chǎn)一般工業(yè)用的氯化鋅。

氯化鋅廠家生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題及解決方法

1質(zhì)料組成改變大的處理方法該廠為了降低質(zhì)料本錢,曾用過各種含鋅質(zhì)料,如鋅灰、鋅渣、鍍鋅廠的下腳料、等外品氯化鋅等。不只ZnO含量改變大,雜質(zhì)也改變大,給生產(chǎn)帶來許多不便。為此筆者要求廠方對每批質(zhì)料進(jìn)行化驗,然后依據(jù)ZnO含量及雜質(zhì)含量核算投料量及除雜物料用量,并按此方案在實驗室進(jìn)行小試,若小試產(chǎn)品合格則按此方案組織生產(chǎn),若小試產(chǎn)品不合格則調(diào)整方案,直至合格,若小試做不到電池級產(chǎn)品,則不進(jìn)這種質(zhì)料。

2制品不合格的處理方法雖然要求生產(chǎn)過程中嚴(yán)格操控工藝目標(biāo),但總有疏忽的時分,若制品查驗不合格,應(yīng)返回處理,如重金屬不合格,則將不合格產(chǎn)品返回二次凈化槽用水溶解,再投入Zn粉將其處理合格,其他目標(biāo)也是如此。

3收回物的使用本工藝中有三次過濾,三種濾渣。第一次過濾的濾渣為鹽酸不溶物,首要是硅化物,基本上無污染,可用于填坑、鋪路等;第2次過濾的濾渣為Fe2O3(含少數(shù)Mn),將其在750°C煅燒后可得氧化鐵紅,但只能作為等級低產(chǎn)品出售,該廠只做過小試,因為量少,沒有處理;第三次過濾的濾渣首要含Pb和Zn。有人到廠里來買,以每噸干物料計售價為4000～5000元。因為原猜中含Pb量約為2.5%～3.2%,該廠自投產(chǎn)至今已有近30t的干濾渣出售,收益可觀。選用筆者的氯化鋅生產(chǎn)工藝及設(shè)備,不只克服了傳統(tǒng)工藝污染嚴(yán)重的問題,并且可以給企業(yè)帶來較好的經(jīng)濟(jì)效益。工廠生產(chǎn)實踐已證明了這些。其中有三點可供氯化鋅生產(chǎn)廠家借鑒。6定論(1)選用全混式接連反應(yīng)釜制備ZnCl2溶液可消除HCl污染和鋅灰污染;(2)先蒸騰后枯燥既可消除蒸汽污染又可節(jié)省能源;(3)三次過濾可別離收回Fe2O3和重金屬Pb等。