從副產鋅泥制備飼料級氧化鋅的分析

1、 從副產鋅泥制備飼料級氧化鋅的分析摘要：研究了以次硫酸氫鈉甲醛副產氧化鋅泥為原料，經化漿、凈化、過濾、洗滌、干燥、煅燒制備飼料級氧化鋅的新工藝，重點考察了制備工藝中除雜條件以及煅燒溫度和時間對產品質量的影響。該研究屬全濕法制備飼料級氧化鋅新工藝，利用廉價鋅泥為原料，制造成本低，同時制備的產品質量經檢測可達到HG/T2792-1996飼料級氧化鋅一級品標準，從而該 方法為低品位鋅資源的利用開辟了一條新途徑。 關鍵詞氧化鋅泥凈化煅燒飼料級氧化鋅前言：氧化鋅為干性粉狀鋅源，在飼料中穩(wěn)定性好、不含水、不結塊、不變性，便于飼料加工和長期貯存，對飼料中維生素影響小。飼料級氧化鋅作為一種重要的飼料添加劑，與

2、飼料級一水硫酸鋅和七水硫酸鋅等含鋅飼料添加劑相比較，添加量相當于一水硫酸鋅的44，七水硫酸鋅的28。因此單位鋅的成本較低，有利于降低飼料添加劑成本1。研究表明，來自飼料氧化鋅的鋅2000-3000mg/kg對仔豬具有促生長和抗菌作用，增加到一定量，可替代抗生素的作用2。因此，飼料氧化鋅作為飼料微量元素鋅的良好添加劑及部分抗生素的替代品，必將有一個美好的市場前景3-4。本文以某廠次硫酸氫鈉甲醛副產物氧化鋅泥為原料，經化漿、凈化、過濾、洗滌、干燥、煅燒等工序，制備了符合HG/T2792-1996(一等品)標準的飼料級氧化鋅。1實驗部分實驗原料及實驗儀器：本實驗的主要原料為氧化鋅泥、雙氧水（水溶液）

3、、硫化鈉（Na2S）、去離子水等，氧化鋅泥的主要化學組成見表1。表1氧化鋅泥的主要化學組成元素ZnOZn（OH）2ZnPbAsCdNaHSO2HCHO2H2O含量/80155少量本實驗的主要儀器有：1000mL燒杯、磁力攪拌器、真空抽濾瓶及漏斗、烘箱、馬弗爐等。實驗原理工藝流程本實驗的工藝流程如圖1所示，采用鋅泥為原料添加一定量的去離子水化漿，以雙氧水氧化除去鋅泥中殘留的少量NaHSO2HCHO2H2O和單質鋅，以Na2S除去溶液中微量Pb2 、Cd2 ，經過除雜后的懸浮液進真空抽濾系統(tǒng)過濾，所得濾液調節(jié)pH值后可達標排放，濾渣取出放置燒杯中采用去離子水洗滌再進入真空抽濾系統(tǒng)過濾，洗液部分循環(huán)

4、用于鋅泥化漿，多余洗液（主要含Na ）可直接排放。經洗滌合格后的氧化鋅濾餅移入烘箱在105115干燥8h，再轉至馬弗爐在800溫度下煅燒4h即得到飼料級氧化鋅產品。圖1以副產鋅泥制備飼料級氧化鋅的工藝流程圖實驗步驟鋅泥化漿向1000mL燒杯中加入500mL去離子水，稱取200g氧化鋅泥倒入燒杯中，啟動磁力攪拌器在常溫下攪拌30min使鋅泥懸浮于水溶液中備用。氧化除雜本實驗采用雙氧水（的H2O2水溶液）作氧化劑既能有效地除去鋅泥中殘余的次硫酸氫鈉甲醛(NaHSO2HCHO2H2O)和單質鋅，同時又避免引入新的雜質，氧化除雜反應如下5：Zn H2O2Zn（OH）2NaHSO2HCHO2H2O 2H

5、2O2NaHSO4 CH2O H2O依據鋅泥中單質鋅和次硫酸氫鈉甲醛（NaHSO2HCHO2H2O）的含量可計算出雙氧水的理論消耗量，本實驗控制雙氧水的用量為理論用量的2倍。除微量重金屬在次硫酸氫鈉甲醛生產過程中，Pb、Cd等重金屬雜質以可溶性鹽存在于副產鋅泥中，在鋅泥化漿并經雙氧水氧化后向懸浮液中加入硫化堿（Na2S）以除去微量的重金屬雜質，反應原理如下5：Pb2 Na2SPbS 2NaCd2 Na2SCdS 2Na為避免在除雜過程中帶入大量新的雜質，硫化堿（Na2S）的加入量過量20即可，并且添加硫化堿后須靜置沉降24h。過濾與洗滌將凈化除雜并經沉降24h后的氧化鋅懸濁液上層清液連同料漿一

6、并倒入漏斗進行真空抽濾，底層少量沉積物含重金屬雜質可另行處理（可用于加工重金屬鹽或氧化物），所得濾渣取出放置在燒杯中采用500mL去離子水洗滌后再送真空抽濾系統(tǒng)過濾，濾液可部分回收用于鋅泥的化漿。干燥與煅燒將步驟來的合格濾餅放置在烘箱內設定溫度在105115干燥8h，以脫除濾餅中的游離水，然后轉入馬弗爐在800溫度下煅燒4h，經冷卻研磨即可得到飼料級氧化鋅產品。2結果與討論凈化條件分析本實驗采用雙氧水氧化除次硫酸氫鈉甲醛（NaHSO2HCHO2H2O），同 時將單質鋅轉化為Zn（OH）2，在確定雙氧水用量時分別選擇了理論量的1倍、2倍和3倍進行對比分析，結果發(fā)現(xiàn)雙氧水用量為理論量的1倍不能徹底

7、除去雜質，控制雙氧水用量為理論量的3倍雖然可徹底除去雜質，但原料消耗量太大，而采用2倍理論用量既可有效除雜，同時又節(jié)約了凈化試劑。因此，本實驗確定除雜用雙氧水量為理論用量的2倍。 飼料級氧 化鋅產品對重金屬雜質的含量（Pb、Cd、Cu、As等）控制相當嚴格，因此原料液的凈化是否徹底將很大程度上影響最終產物的質量1,4。本實驗采用硫化堿除重金屬雜質效果較好，控制硫化堿用量過量20，反應物料沉降24h，可實現(xiàn)重金屬離子（Pb2 、Cd2 等）脫除徹底，從而可提高飼料級氧化鋅產品的等級。實驗表明，采用上述凈化條件可獲得如表2所示的精制ZnO懸濁液。 表2精制ZnO懸濁液中主要雜質的含量（mg/L）元

8、素PbFeCuAsCdNaHSO2HCHO2H2O含量干燥、煅燒及產品性能干燥及煅燒條件的確定對飼料級氧化鋅產品質量的影響很大。在實驗過程中，將脫水后的濾餅置入105115烘箱中干燥8h，再轉入馬弗爐內，確定煅燒時間為4h分別選擇不同的煅燒溫度進行條件對比實驗，得到了如圖2所示的一條曲線。圖2煅燒溫度對產品主含量的影響（4h）實驗過程中分別選取從5001200的溫度段煅燒4h進行對比，由圖2的結果可知，不同的煅燒溫度對產品的主含量影響很大。煅燒溫度過低將導致產品的主含量不合格，這是由于煅燒溫度過低產品沒有完全燒透的原因。隨著煅燒溫度的升高產品的主含量逐漸升高，但是當溫度升高到800以上甚至超過

9、1000時產品的主含量變化趨勢并不明顯，反而將導致產品的外觀色澤加深，高溫下煅燒勢必消耗大量熱能這將導致產品能耗增加影響制造成本，不利于實現(xiàn)工業(yè)化。因此確定本實驗的煅燒條件為：煅燒溫度800，煅燒時間4h。在此條件下制備的產品質量指標與部頒標準HG/T2792-1996的比較見表3。表3本實驗制備的產品質量指標與部頒標準比較指標類別指標值ZnO含量()含鋅量()PbO含量()Cd含量()As含量()細度(通過100m試驗篩）部頒標準（一等品）本實驗樣品實測指標三廢治理本實驗過程中產生的主要廢渣有除雜過程中產生的金屬硫化物雜質，可回收用于制造重金屬無機鹽；過濾母液主要成分為硫酸氫鈉，雜質含量低，

10、可通過加燒堿中和調節(jié)pH值在7左右，蒸發(fā)濃縮得到芒硝產品；濾餅洗滌水可部分回收用于鋅泥的化漿，多余洗水不含其它雜質，可通過調節(jié)pH值到7左右，達到國家污水綜合排放標準GB8978-1996，實現(xiàn)達標排放。3結論以次硫酸氫鈉甲醛副產物氧化鋅泥為原料，通過化漿、凈化、洗滌、過濾、干燥、煅燒制備飼料級氧化鋅產品的工藝路線是可行的；次硫酸氫鈉甲醛雜質采用雙氧水氧化、重金屬離子采用硫化鈉沉降，分別控制其實際用量為理論量的200和120，可徹底除去NaHSO2HCHO2H2O及Pb、Cd等雜質；煅燒溫度控制在800，煅燒時間控制在4h，可制備主含量在以上的飼料級氧化鋅產品，經分析檢測本實驗樣品，其主要技術指標均達到了部頒標準HG/T2792-1996飼料級氧化鋅一級品要求。參考文獻1胥傳來,陸永祥,王希東,劉當慧.從廉價副產品中開發(fā)飼料級氧化鋅的研究.中國糧油學報J,1997,12(1):56-61.2方熱軍.21世紀我國飼