七水硫酸鋅的制備探究

七水硫酸鋅的制備探究【摘要】：鋅灰是鋅冶煉中的工業(yè)廢渣，中小企業(yè)每年都以數(shù)百萬噸為計。鋅灰泥中含有多種可金屬，具有極高的利用價值，若不及時回收不僅是對資源的浪費，而且對環(huán)境也是一種極大危害。研究鍍鋅廢渣生產(chǎn)七水硫酸鋅的工藝方法及條件。生產(chǎn)表明：控制一定的反應(yīng)條件可有效除去鐵、錳等雜質(zhì)，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到化工一級品標(biāo)準(zhǔn)。具有工藝簡單，操作方便，投資少，效益好等優(yōu)點?！娟P(guān)鍵詞】：七水硫酸鋅；工藝方法；制備；環(huán)保藥品性質(zhì)、原料分析以及流程1.1七水硫酸鋅性質(zhì)概述1.1.1物理性質(zhì)：別名：鋅磯、皓磯，無色斜方晶體、顆?；蚍勰?，無氣味，味澀。熔點（笆）：100,沸點（笆）：＞500（分解），相對密度（水=1）：1.957易溶于水。1.1.2化學(xué)性質(zhì)：純硫酸鋅在空氣中久貯不變黃，置于干燥空氣中失去水而成白色粉末。有多種水合物：在0-39笆范圍內(nèi)與水相平衡的穩(wěn)定水合物為七水硫酸鋅，39-60笆內(nèi)為六水硫酸鋅，60-100笆內(nèi)則為一水硫酸鋅。當(dāng)加熱到280笆時各種水合物完全失去結(jié)晶水，680笆時分解為硫酸氧鋅，750笆以上進(jìn)一步分解，最后在930笆左右分解為氧化鋅和三氧化硫。ZnSO4?7H2O與MSO4-7H2O(M=Mg,Fe,Mn,Co,Ni)在一定范圍內(nèi)形成混合晶體。與堿反應(yīng)生成氫氧化鋅沉淀，與鋇鹽反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀。1.2原料分析鋅灰是鋅冶煉中的工業(yè)廢渣，中小企業(yè)每年都以數(shù)百萬噸為計，其中ZnO含量30%-40%,SiO2含量30%,還有Fe,Al,Cd,Cu,Ni等金屬，如不加以處理，既污染環(huán)境，又造成資源浪費。鋅灰泥中含有Fe,Zn,Mg,Al,Ni,Si等，具有重要的回收利用價值。經(jīng)過一系列的分析、過濾、提純等制備ZnSO4-7H2O。1.3實驗原理鋅灰中存在多種不溶于酸也不溶于水，采用酸溶法。利用稀硫酸溶解氧化鋅，通過抽濾除去大部分的雜質(zhì)，再利用利氧化性、氫氧化物的性質(zhì)把Fe2+和Fe3+—起除去。在通過加入Zn粉，除去上述方法中無法出去的雜質(zhì)離子(如Mg)，再利用碳酸氫根離子沉淀出Zn2+，抽濾取沉淀再用過量的硫酸溶解沉淀，通過重結(jié)晶再利用乙醇的極性降低七水硫酸的溶解度，抽濾得到七水硫酸鋅晶體。實驗操作以及器材2.1實驗試劑及儀器試劑：鋅灰（10g）,3M/L硫酸，6M/L氨水，嬖氧水溶液，碳酸氫銨。儀器：鐵架臺，燒杯，溫度計，大鐵圈，玻璃棒，抽濾瓶，布氏漏斗，膠頭滴管，量筒。2.2實驗步驟第一步：用分析天平量取10g樣品放入燒杯，加蒸餾水20ml。3M/L硫酸10ml，控制溫度60-70攝氏度，加熱攪拌使其充分溶解，半小時后，再重復(fù)上述操作，使鋅能夠進(jìn)一步浸出。第二步：停止加熱，待冷卻至室溫，抽濾后去除沉淀，在濾液中用6M氨水調(diào)節(jié)pH=4左右，加入雙氧水，形成氫氧化鐵沉淀，再用氨水將pH調(diào)到5.2-5.4左右（Ph越大，沉淀量越大）。抽濾后取濾液，加入0.1g鋅粉，過濾后取濾液。在加熱攪拌溶液的基本加入過量的碳酸氫銨（判斷方法：加入碳酸氫銨后看溶液是否還有沉淀擴(kuò)散出來，若沒有即可），抽濾取濾液，要用蒸餾水沖洗過量的銨根離子。第三步：將沉淀放入燒杯中，加入稀硫酸（使沉淀完全溶解），過濾蒸發(fā)（加熱蒸干，在水外圍有一層晶膜即可），冷卻（采用自然冷卻，容易得到較好的晶型），再加入無水乙醇，待晶體析出后抽濾即可。實驗結(jié)果反思3.1實驗注意事項除雜要除干凈，必要的可以除兩次三次等。（特別是對鐵離子的除雜）；除鐵離子的pH要高（必須達(dá)到4以上），易容易除的干凈；要想產(chǎn)量高：a.要加入過量的碳酸氫銨，使鋅離子完全沉淀。b.結(jié)晶蒸發(fā)時要使溶液蒸的干一些（表面要出現(xiàn)一層晶膜）。c.要時間花的久，特別是蒸發(fā)結(jié)晶是時候；加硫酸時一定要使其充分溶解但又不要過量，過量容易后期加熱結(jié)晶時間久。3.2實驗反思與展望本次實驗是對七水硫酸鋅制備的一次探究，同時也是一次對環(huán)境保護(hù)的探索。近年來，大眾對環(huán)保的意識的增強。對于鋅灰泥這種具有利用價值，但是不處理對環(huán)境起到極大污染的廢料，對企業(yè)的發(fā)展造成極大的困擾。而回收處理后的產(chǎn)物卻具有極高的價值，不僅減少了處理的成本同時也處理了廢棄物。本次實驗是對七水硫酸鋅制備的探究，在本次實驗中探討了對鋅灰泥的處理方法與工藝，對七水硫酸鋅的除雜條件、結(jié)晶特征、實驗步驟等進(jìn)行了大致的設(shè)計以及驗證，同時對實驗中產(chǎn)生的問題進(jìn)行了深入探究