[发明专利]一种直接法生产高纯氧化锌的工艺

说明书

本发明公开了一种直接法生产高纯氧化锌的工艺，该工艺使用的设备包括七个部分，分别为还原炉、氧化室、烟巷、初粉收集装置、沉降室、冷却管收尘装置和布袋收尘装置，该工艺以锌灰为原料，先在还原炉内将锌灰还原为金属锌，随后金属锌在氧化室内被氧化生成氧化锌，反应初始5‑10内生成的氧化锌通过初粉收集装置收集得到初粉，之后生成的氧化锌通过沉降室除杂，再经冷却管收尘装置和布袋收尘装置收集得到高纯氧化锌粉末，纯度≥99.6％。该工艺操作步骤简单，原料价廉易得，得到的高纯氧化锌可直接用于轮胎橡胶、输送带橡胶、高档陶瓷等的生产中，具有巨大的经济价值。

技术领域

本发明属于基础化工原料技术领域，具体涉及基础化工原料氧化锌的生产工艺，尤其是高纯氧化锌的生产工艺。

背景技术

氧化锌是无机化工锌盐系列中的一个重要分支，近些年，随着科技的发展，氧化锌的许多特性被人们重新认识，其所具有的特性功能被开发运用于新的技术领域和行业中，氧化锌也因此成为我国经济建设中不可或缺的重要基础化工原料。

氧化锌的生产工艺可分为湿法、间接法和直接法三类。湿法生产氧化锌以硫酸锌或氯化锌为原料，工艺路线复杂，生产过程中还会产生大量废水，生产成本较高；间接生产法氧化锌的原料为锌锭，成本高，能耗大，原料来源紧缺；直接法生产氧化锌的原料来源广，可以是锌矿、锌灰或其它含锌原料，而且工艺较简单，生产成本低，近些年在我国得到迅猛发展。

据统计，目前我国生产的氧化锌约有50％用于橡胶行业，而很大一部分橡胶用于了轮胎的生产。用于生产轮胎的橡胶中所使用的氧化锌对纯度有较高的要求，只有纯度≥99.5％才能使用。除此之外，在输送带和高档陶瓷的生产中也需要使用高纯度的氧化锌。这种高纯度的氧化锌通常采用以锌锭为原料的间接法生产，原料来源紧缺，生产成本高，严重制约了高纯度氧化锌产业的发展。

中国专利CN105060335公开了一种低能耗高效生产氧化锌的方法，该方法将锌灰渣与底煤按一定的重量比例分别从布料口和布煤口混合后布到履带上，履带以一定的速度推进转动，锌灰渣与底煤随履带进入预热区，经过预热的锌灰渣与底煤随履带进入高温反应区，反应完毕后，炉渣随履带的转动进入排渣区，氧化锌从氧化锌出口出料。该方法可以不间断的经直接法生产氧化锌产品，能耗较低，但是由于该方法中还原反应和氧化反应在同一个区域进行，反应后的炉渣也不能及时排出炉外，且在还原和氧化反应区域有大量的气体鼓入，这样会导致生成的氧化锌中混入大量杂质，无法得到高纯度的氧化锌产品。

发明内容

为了解决现有高纯氧化锌生产工艺的缺陷，本发明提供了一种生产高纯氧化锌的工艺，该工艺以成本低廉的锌灰为原料，通过简单的直接法制备得到纯度≥99.6％的氧化锌。

发明人提供了以下技术方案以实现上述目的。

一种直接法生产高纯氧化锌的工艺，所述工艺使用的设备包括七个部分，分别为还原炉、氧化室、烟巷、初粉收集装置、沉降室、冷却管收尘装置和布袋收尘装置，其中还原炉、氧化室、烟巷、沉降室、冷却管收尘装置、布袋收尘装置依次连接，初粉收集装置连接于烟巷的一侧，烟巷与沉降室的连接处、烟巷与初粉收集装置的连接处分别设置有阀门，该工艺的操作步骤包括：

A.关闭烟巷与沉降室连接处的阀门，开启烟巷与初粉收集装置连接处的阀门；

B.先将底煤平铺于还原炉内，点燃，当还原炉内的温度达到800-950℃时，将锌灰、块煤和水的混合物平铺于底煤上；

C.控制还原炉内的温度为800-950℃，同时控制还原炉内空气的进气量为3000-4500m³/h，反应产生锌蒸气；

D.控制氧化室内的温度为1200-1300℃，同时控制氧化室内空气的进气量为18000-19500m³/h，步骤C产生的锌蒸气进入氧化室，反应生成氧化锌粉末，随后进入初粉回收装置中；