申请日2017.12.18
公开(公告)日2018.05.18
IPC分类号C01G9/02; C01G49/02
摘要
一种含铁含锌的废水提取锌并制备氧化锌的方法，属于废物资源化领域。其方法为：向含铁含锌的污泥中加入液碱，均匀搅拌，将含铁含锌的废水在15℃～35℃调节PH值为4‑6.5，同时通入氧化性气体，进行低温氧化，氧化时间为4‑8h。氧化亚铁完全氧化后，过滤，得到溶液，在15℃～35℃加入碱性物质调节PH值为9‑12，得到白色沉淀，过滤，130℃～150℃烘干得到高纯度氧化锌。该方法是热镀锌厂含铁含锌的废水回收锌的有效工艺，其具有设备投资小，能耗小和制备的产品纯度高，环保无污染等优点。
权利要求书
1.一种含铁含锌的废水提取锌并制备氧化锌的方法，其特征在于以下步骤：
步骤1，加入碱液
在15℃～35℃条件下，向含铁含锌的废水中加入碱液，均匀搅拌，调节pH值为4-6.5，得到含锌含铁溶液;所述含锌含铁溶液中含有氢氧化亚铁;
步骤2，低温氧化
室温下，将氧化性气体通入步骤2得到的含锌含铁溶液中，使其部分的Fe2+被氧化成Fe3+，氧化时间为4-8h;溶液呈现黄褐色，则氧化充分完成;
步骤3，过滤分离铁和锌
将步骤2得到的氧化后的含锌含铁溶液进行过滤处理，得到滤饼和含锌的溶液;滤饼为氢氧化铁胶体;
步骤4，制备氧化锌
将步骤3得到的含锌溶液在15℃～35℃条件下，加入碱性物质调节PH值为9-12，得到白色沉淀，将其过滤得到滤饼和滤液;将滤饼充分洗涤后，烘干得到氧化锌。
2.根据权利要求1所述的一种含铁含锌的废水提取锌并制备氧化锌的方法，其特征在于，所述步骤1中含铁含锌的废水为热镀锌生产过程中产生的，其中各组分的浓度为：Fe:0.6g/L～3g/L，Zn:0.1g/L～0.3g/L，余量为水;在含铁含锌的废水中，Fe元素存在的形式为氯化铁氯化亚铁，Zn元素存在的形式为氯化锌，其中，各个物质的混合比例为任意比。
3.根据权利要求1或2所述的一种含铁含锌的废水提取锌并制备氧化锌的方法，其特征在于，所述氧化性气体为氧气或者空气，其中气压为0.4～0.6MPa。
4.根据权利要求1或2所述的一种含铁含锌的废水 提取锌并制备氧化锌的方法，其特征在于，所述碱液为氢氧化钠，其质量分数为15～45wt%。
5.根据权利要求3所述的一种含铁含锌的废水提取锌并制备氧化锌的方法，其特征在于，所述碱液为氢氧化钠，其质量分数为15～45wt%。
6.根据权利要求1或2或5所述的一种含铁含锌的废水提取锌并制备氧化锌的方法，其特征在于，所述步骤4的烘干温度为130℃～150℃。
7.根据权利要求3所述的一种含铁含锌的废水提取锌并制备氧化锌的方法，其特征在于，所述步骤4的烘干温度为130℃～150℃。
8.根据权利要求4所述的一种含铁含锌的废水提取锌并制备氧化锌的方法，其特征在于，所述步骤4的烘干温度为130℃～150℃。
说明书
一种含铁含锌的废水提取锌并制备氧化锌的方法
技术领域
本发明属于废物资源化处理技术领域，涉及一种含铁含锌的废水提取锌并制备出氧化锌的方法。
背景技术
氧化锌，是锌的一种氧化物。难溶于水，可溶于酸和强碱。氧化锌是一种常用的化学添加剂，广泛地应用于塑料、硅酸盐制品、合成橡胶、润滑油、油漆涂料、药膏、粘合剂、食品、电池、阻燃剂等产品的制作中。氧化锌的能带隙和激子束缚能较大，透明度高，有优异的常温发光性能，在半导体领域的液晶显示器、薄膜晶体管、发光二极管等产品中均有应用。此外，微颗粒的氧化锌作为一种纳米材料也开始在相关领域发挥作用。
热镀锌是将钢、不锈钢、铸铁等金属浸入熔融液态金属或合金中获得镀层的一种工艺技术。热镀锌是当今世界上应用最广泛、性能价格比最优的钢材表面处理方法。热镀锌产品对钢铁的减蚀延寿、节能节材起着不可估量和不可替代的作用，同时镀层钢材也是国家扶植和优先发展的高附加值短线产品。随着西部大开发战略的实施，西电东送、西气东输、南水北调、三峡工程、农网及城市电网二网改造等项目的深入展开，我国热镀锌行业已进入新一轮的高速发展阶段。
同时热镀锌厂产生的含铁含锌的废水是一种热镀锌厂车间酸洗水排出的污染性工业废水，由于各生产厂家工艺不同，通常含铁量在0.6g/L～3g/L之间，锌0.1g/L～0.3g/L。其中废水包含的主要污染物为氯化铁、氯化亚铁、氯化锌等，另外废水在多数热镀锌厂采用直接加碱然后压滤净化的方法，在这个过程中会产生大量含铁含锌且含水的固体废渣红泥，这些红泥在堆放的过程中除了占用大量的土地外，其中的一些化学成分还会随水入渗土地，易造成土地的组成、结构与其物化性质的恶化，更为严重的是这种髙含锌废弃物产生的污水渗入地下易造成地下水污染，使其地下水形成重金属污染，同时也易造成资源的浪费。
目前为止，从废水中提取锌的方法大多是萃取法分离铁和锌，将含锌的Fe2+溶液与萃取剂逆流接触，混合进行萃取，油水比为(1～4)：1，萃取时间为4～6Min，萃取完成后，静止澄清16～20Min，隔油，得到含锌的负载有机相和含锌量低于1g/L的氢氧化亚铁溶液。
反萃取法制备氢氧化锌，其纯度比较高。然而，其工艺比较繁琐，工业化成本比较高，对于含锌量较低的溶液效果不明显，经济效益不高。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种含铁含锌的废水提取锌并制备氧化锌的方法，采用本发明将得到的含铁含锌的溶液生产出高纯度的氧化锌，将废水变废为宝，消除了废水的二次污染，保护了生态环境。相对于上者，其特点是操作简单，工艺设备要求低，以成本低的手段可以得到高纯度的氧化锌。
为了达到上述目的，本发明的技术方案为：
一种含铁含锌的废水提取锌并制备氧化锌的方法，包括以下步骤：
步骤1，加入碱液
在15℃～35℃条件下，向含铁含锌的废水中加入碱液，均匀搅拌，调节pH值为4-6.5，得到含锌含铁溶液，所述含锌含铁溶液中含有氢氧化亚铁;其中，碱液的质量百分数浓度为15%～45%。
步骤2，低温氧化
室温下，将氧化性气体通入步骤2得到的含锌含铁溶液中，使其部分的Fe2+被氧化成Fe3+，氧化时间为4-8h。溶液呈现黄褐色，则氧化充分完成。
步骤3，过滤分离铁和锌
将步骤2得到的氧化后的含锌含铁溶液进行过滤处理，得到滤饼和含锌的溶液;滤饼为氢氧化铁胶体。
步骤4，制备氧化锌
将步骤3得到的含锌溶液在15℃～35℃条件下，加入碱性物质调节PH值为9-12，得到白色沉淀，将其过滤得到滤饼和滤液。将滤饼充分洗涤后，在130℃～150℃条件下进行烘干处理得到高纯度的氧化锌。
所述含铁含锌的废水为热镀锌生产过程中产生的，其中各组分的浓度为：Fe:0.6g/L～3g/L，Zn:0.1g/L～0.3g/L，余量为水。在含铁含锌的废水中，Fe元素存在的形式为氯化铁氯化亚铁，Zn元素存在的形式为氯化锌，其中，各个物质的混合比例为任意比。
所述碱液为氢氧化钠，其质量分数为15～45wt%。
所述氧化性气体为氧气或者空气，其中气压为0.4～0.6MPa。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1)本发明能够消除污泥的二次污染，保护了生态环境，实现废物再利用的资源循环利用效果。2)本发明符合我国节约减排的产业政策，投资小，设备要求低，提铁的效率高。3)本发明解决了污泥零污染的问题，其工艺是闭路的，不再产生废液废渣，操作简单，其流程短。
