[发明专利]小比重空心颗粒纳米氧化锌的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于精细化工纳米材料领域，特别涉及一种小比重空心颗粒纳米氧化锌的生产方法。

背景技术

在我国现有纳米氧化锌，基本都是比重大于“4”的实心颗粒。而长春光机所的发光研究室（国家重点实验室）制取氧化锌靶等重要军事光学仪器，需要用小比重空心颗粒纳米氧化锌，因在国内买不到，至今还进口。我们的产品正是为满足这样需求而研制的，除此之外，我国的航天发射和军舰轮船的涂料中，都需要用氧化锌。央视曾多次介绍我国的航母，辽宁舰涂的是“无机富锌底漆”，专家说辽宁舰用的是加氧化锌的漆。从1912年法国发明了将锌矿炼成高纯锌锭，然后将锌锭吹氧燃烧，制成的氧化锌粉，才可用在轮胎、橡胶、涂料、造纸、化工、电子等产品中。我们的方法是将锌矿酸溶后，加入多种试剂，将铁、铜、铝、铬、锰、铅等各种杂质分离除去后，直接制成小比重空心颗粒纳米氧化锌。不仅免掉炼锌锭的过程，且还比锌锭烧制的间接氧化锌在轮胎、橡胶中减少用量30~50%，小比重空心氧化锌则减少更多。特别是最近，专家指出空心氧化锌可在空心内加钯或铂组成新型催化剂，净化汽车尾气。另外，还可直接将空心氧化锌用于燃煤发电厂，进行脱硝、脱硫，还有环保净化除甲醛、脱氮，效果是实心氧化锌难以达到的。所以我们在这种情况下研制出了小比重空心纳米氧化锌，另外，我国现在60%左右的轮胎橡胶行业还在使用锌锭制的间接氧化锌。

现有的氧化锌制取方法是将锌锭氧化，制得氧化锌，该方法制备成本高，而且制得的氧化锌不是小比重空心颗粒纳米氧化锌。

发明内容

本发明的目的是提供一种以锌矿或锌渣为原料，制取小比重空心颗粒纳米氧化锌的方法。

本发明包括以下步骤：

（1）、将锌矿中共生的铁、钙、铜、镉、铅和锰去除；

   将锌矿放入反应釜中，然后向反应釜中加入水和硫酸，发生如下反应：

   ZnCO₃+H₂SO₄=ZnSO₄ +H₂O+ CO₂↑

   Fe₂O₃+3H₂SO₄= Fe₂(SO₄ )₃+3H₂O

   FeO+H₂SO₄= FeSO₄+H₂O

   CaO+H₂SO₄= CaSO₄↓+H₂O

CuO+H₂SO₄= CuSO₄+H₂O

PbO+H₂SO₄= PbSO₄↓+H₂O

MnO₂+2 FeSO₄+2H₂SO₄= MnSO₄+ Fe₂(SO₄ )₃+2H₂O

CdO+H₂SO₄ = CdSO₄+H₂O

上述反应结束后，继续加入高锰酸钾，发生如下反应：

2KMnO₄+6 FeSO₄+14 H₂O=2MnO₂↓+6 Fe（OH）₃↓+K₂ SO₄+5 H₂SO₄

2KMnO₄+3 MnSO₄+2H₂O=5MnO₂↓+K₂ SO₄+2H₂SO₄

上述反应结束后， 继续加入锌粉，发生如下反应：

Zn+ CuSO₄= Cu↓+ZnSO₄