含亞鐵的一水硫酸鋅的生產方法
【專利摘要】含亞鐵的一水硫酸鋅的生產方法，屬于生物飼料加工【技術領域】。其包括以下工藝步驟：1）生產原料的準備；2）生產原料的浸出；3）溶液的凈化；4）溶液的除雜；5）溶液的沉淀；6）溶液的濃縮；7）半成品烘干；8）半成品冷卻；9）半成品分級。本發明對于用含鋅廢料回收鋅提高回收率及用浸出液生產高質量飼料級一水硫酸鋅具有重要意義。
【專利說明】含亞鐵的一水硫酸鋅的生產方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于生物飼料加工【技術領域】，具體涉及含亞鐵的一水硫酸鋅的生產方法?！颈尘凹夹g】
[0002]傳統的一水硫酸鋅的生產方法是將含鋅煙灰與硫酸反應生成溶液，為提高鋅浸出率是將廢料進行三次浸出，一次中性浸出，二次酸性浸出，三次洗滌浸出。工藝應用于一種鋅加工產生含鋅廢料，二次酸性浸出后浸出液返回中性浸出，結果中性浸出溫度低，酸性浸出雜質在中性浸出中積累，中性浸出液固分離速度不斷減緩，渣量不斷增加，影響生產。浸出溶液通過氧化除雜后產生合格的溶液，合格的溶液經濃縮烘干，得到一水硫酸鋅。該產品應用于飼料添加劑，在實際畜牧生產中，其中較為突出的一個問題即為一水硫酸鋅產品的氧化性。一水硫酸鋅產品的氧化性表現在:可破壞飼料預混料中微量養分，如維生素、氨基酸等，使得預混料產品變色；增加了產品的吸濕性，進一步加快了養分的損失。
[0003]鋅是動物維持生命和生長必不可少的營養素之一，硫酸鋅是飼料工業中重要的鋅補充制劑。隨著飼料添加劑的快速發展，對硫酸鋅中有害元素要求含量越來越高，如隔含量從過去小于30mg/Kg，降至10mg/Kg硫酸鋅產品鎘含量降低對硫酸鋅生產過程中硫酸鋅溶液除鎘提出更高要求。如何針對含銅鎘低硫酸鋅溶液，除鎘達到一定含量且濾出液體能夠生產出含鎘小于10 mg/Kg硫酸鋅產品。
[0004]目前飼料添加劑硫酸鋅生產中低含量鎘除鎘的方法采用添加鋅粉，鋅粉除鎘效果快，但是鋅粉過量造成鋅粉浪費，鋅粉偏少，除鎘后液固分離時硫酸鋅溶液鎘含量不穩定。

【發明內容】

[0005]針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于設計提供一種含亞鐵的一水硫酸鋅的生產方法的技術方案。
[0006]所述的含亞鐵的一水硫酸鋅的生產方法，其特征在于包括以下工藝步驟:
1)生產原料的準備
選擇鋅加工產生的含鋅廢料，作為含亞鐵的一水硫酸鋅生產原料,該含鋅廢料主要含有鋅31?60%、鐵O?2.5%、氯O?1.2%和SiO2 6?20% ;將含鋅廢料進行堆放處理，堆放時間不小于20天；對含鋅廢料進行配比，使得含鋅廢料中鋅含量38?44%、鐵含量I?2.0%、氯含量 0.3 ?0.7% ；
2)生產原料的浸出
a、在一次反應容器中，加入步驟6產生的母液水和步驟f產生的廢水，結合廢水中鋅含量，配入需要耗硫酸總量，使鋅溶解；
b、將步驟I)中含鋅廢料敲碎之后，碎料均勻加入一次反應容器中；
C、當婆美度為31?33度且pH為4.4?4.5停止加料，繼續攪拌180?400分鐘；
d、當步驟c中液體pH為4.7?4.9時進行液固分離，得一次浸出液和濾渣；
e、在二次反應容器中加入步驟g產生的廢水，按固液比1:1加入步驟d)得到的濾渣，加入濃硫酸至pH為3.9?4.1，攪拌0.5h，pH為4.1?4.3 ;
f、在二次反應容器中加入水或步驟g產生的廢水，使溶液pH為4.4?4.5，液固分離，得二次浸出液和濾渣；
g、在三次反應容器中加入清水，按固液1:3再加入步驟f的濾渣，攪拌30?60分鐘，液固分離，得三次浸出液和濾渣；
3)溶液的凈化
將步驟2)制得的一次浸出液加絮凝劑除去液體中懸浮雜質；
4)溶液的除雜
①取步驟3)得到的溶液；
②在反應容器中加入步驟①的溶液后加入步驟④的固體，攪拌30分鐘?60分鐘，液固分離，得液體和固體；
③在反應容器中加入步驟②得到的液體，再加入鋅粉0.5?3g/L，攪拌30分鐘，鋅粉用量至液中鎘含量小于5ppm ；
④將步驟③反應池中固 液打入容積為反應容器1/3?1/4大小的高位帶攪拌容器中，讓固液自然流進壓濾機中，進行液固分離，得到固體和含銅小于lppm，含鎘2?5ppm的含鋅液；
5)溶液的沉淀:將步驟4)制得的含鋅液送至沉淀池沉淀，沉淀12小時以上，溶液清
澈；
6)溶液的濃縮:將步驟5)制得的上清含鋅液送至濃縮容器中濃縮，升溫前添加5?IOg食用油，蒸發濃縮，用離心機分離得含水硫酸鋅和母液，母液返回步驟2) —次反應容器中；
7)半成品烘干:將步驟6)得到的含水硫酸鋅在轉窯烘干機中烘干，得到含亞鐵的一水硫酸鋅；
8)半成品冷卻:將步驟7)得到的含亞鐵的一水硫酸鋅，經皮帶運輸機和提升機進入料倉中；
9)半成品分級:將步驟8)料倉含亞鐵的一水硫酸鋅經過固體粉狀物分離裝置分級得250Mm以下含亞鐵的一水硫酸鋅，該含亞鐵的一水硫酸鋅由下述重量百分含量的成份組成:
一水硫酸鋅以鋅計): %33
硫酸亞鐵(以鐵計):<%2
氯.( %0.8
鉛:< mg/Kg10
砷:(mg/KgI
鎘:(mg/Kg10
所述的含亞鐵的一水硫酸鋅的生產方法，其特征在于所述的步驟3)中絮凝劑的添加量為 I ?2.0g/m3。
[0007]所述的含亞鐵的一水硫酸鋅的生產方法，其特征在于所述的步驟6)中蒸發濃縮液固分離條件:固體濃度大于1.6g/L,溫度大于80°C。
[0008]所述的含亞鐵的一水硫酸鋅的生產方法，其特征在于所述的步驟7)中控制轉窯烘干機煙氣溫度500?600°C。[0009]本發明的步驟(I)目的在于控制原料中各元素含量在合理水平；步驟(2)目的在于浸出原料中鋅，產出符合要求的鋅液；步驟(3)通過絮凝劑除去溶液中懸浮微小顆粒；步驟(4)通過鋅粉與液中銅、鎘、鉛進行置換反應，除去溶液中銅、鎘、鉛，并保證溶液中銅、鉛、鎘含量符合要求；步驟(5)通過沉淀進一步除去溶液中雜質；步驟(6)使產出的含水硫酸鋅潔白、疏松；步驟(7)使含水硫酸鋅干燥度良好、流動性好；步驟(8)使烘干一水硫酸鋅冷卻，均勻化，穩定物理化學性質；步驟(9)使一水硫酸鋅粒度250Mm以下大于95%，進一步改善流動性。
[0010]上述的含亞鐵一水硫酸鋅生產方法與現有強氧化劑除鐵生產的一水硫酸鋅方法比較重視了原料選擇和生產用料配方，有助于保證產品獨特性；原料三次浸出最后pH大于4.4，在鋅浸出過程中有助于減少強酸條件下溶解出雜質量，在不影響浸出結果情況下，液固分離快；利用了生產過程中產生的固體，降低了鋅粉耗量；利用自然過濾，減少了用泵壓濾時除鎘渣穿濾進入溶液，利用加入鋅粉量最終控制過濾前溶液中鎘含量，降低鋅粉耗量，并達到穩定過濾后溶液鎘含量，保證溶液經濃縮結晶烘干產出一水硫酸鋅鎘含量小于lOppm，取消了用強氧化劑除鐵工藝步驟，不存在產品中強氧化劑殘留的問題，并保留鐵為二價。整個生產過程無廢水外排。含亞鐵的一水硫酸鋅，白色或類白色流動性好，不易潮解。產品無氧化性，溶于水后電位值小于蒸餾水。保質期一年，久置后拆開使用，流動性好，不結塊。用于飼料預混料生產易于混合加工，并有效緩解預混料中微量養分如維生素、氨基酸等微量元素養分的破壞。產品經國內多家大中型企業使用至今，證明產品應用于預混料生產，易于混合加工，預混料不易變色。
[0011]本發明對于用含鋅廢料回收鋅提高回收率及用浸出液生產高質量飼料級一水硫酸鋅具有重要意義。
【具體實施方式】
[0012]以下通過【具體實施方式】，來進一步說明本發明。本發明中涉及的百分比均為重量百分比。.
實施例1:1)備料
生產原料771.0t，鋅含量27%-55%，鋅平均含量41.38%，投料前堆放時間27?67天，原料按要求配料，原料共分163批次投入。
[0013]2)浸出
①反應時先加入步驟⑥中廢水進入一次反應容器中，加料后期加入其它生產過程產生的廢水，依據進入反應容器中廢水量及溶液婆美度，配入至溶液中98%硫酸，使溶液婆美度濃度增加8?12度。
[0014]②原料用鐵鏟敲碎，均勻加入反應容器中反應。
[0015]③濾液婆美度31?33度且PH=4.4?4.5停加料，繼續攪拌3.5?4.5小時。
[0016]④檢查反應容器中濾液PH=4.7?4.9，反應容器液固分離，得一次浸出液和濾渣，溫度60?75°C，固液分離快，濾餅成型。
[0017]⑤在二次反應容器中加入⑦步驟中產生的廢水，按固液比1:1與濾渣相配，加入步驟④濾渣，邊攪拌邊加入濃硫酸至反應容器使PH=3.9?4.1，再攪拌半小時，PH=4.1?4.3。
[0018]⑥在二次反應容器中加入步驟⑦中余下的廢水，使PH=4.4?4.5，液固分離，得二次浸出液和濾渣，液固分離快，濾餅成型。
[0019]⑦在三次反應容器中，加入步驟⑥濾渣，按固液比1:3加入清水攪拌30-60分鐘，液固分離得三次浸出液和濾渣，液固分離快，濾餅成型。
[0020]3)凈化
取50g-80g絮凝劑用熱水溶解倒入46m3含一次浸出液容器中攪拌5_10分鐘，停攪拌。
[0021]4)除雜
浸出反應生產低含量銅鎘硫酸鋅溶液其中鎘含量32ppm?60ppm，銅239ppm?500ppm，鋅118g/L?125g/l，將上述含量溶液打入46m3的容器中，加入生產過程中產出的除鎘渣并攪拌30分鐘，用壓濾機液固分離，壓出液體進入另外一只46m3的容器中，一次性加入鋅粉，平均加入鋅粉量54Kg，攪拌半小時后測出溶液鎘含量平均0.8?3ppm。液固打入容積17m3的容器中，自然流入壓濾機中過濾，最終溶液平均含鎘2?5ppm。
[0022]5)沉淀
將上述濾液送沉淀池沉淀達12小時以上。根據沉淀池水質情況，選擇沉淀池中溶液清澈的含鋅水使用。
[0023]6)濃縮
將沉淀池中清澈的含鋅液放入過渡池中用泵送至濃縮容器中濃縮，添加幾滴食用油，升溫至80°C，濃縮至濃度1. 6g/L后停止濃縮，趁熱液固分離，產出含水硫酸鋅，母液返回反應容器。
[0024]7)烘干分級
含水硫酸鋅在轉窯烘干機中通過自動控制回轉窯煙氣溫度為500?600°C進行烘干，烘干產品分級，得到產品計28批次，共711.2噸，平均含鋅33.18%，含鐵范圍0.9?1.8%,含氯范圍0.3?0.55%，含鉛范圍I?7mg/Kg，含鎘范圍2?8mg/Kg。
[0025]實施例2:
I)備料
生產原料2014.lt，鋅含量27%-55%，鋅平均含量41.9%，投料前堆放時間25天-70天，原料按要求配料，原料共分455批次投入。
[0026]2)浸出
①反應時先加入⑥步驟中廢水進反應容器中，加料后期加入其它生產過程產生的廢水。依據進入反應容器中廢水量及溶液婆美度，配入至溶液中98%硫酸，使溶液婆美度濃度增加8?12度。
[0027]②原料用鐵鏟敲碎，均勻加入反應容器中反應。
[0028]③濾液婆美度30-34度且PH=4.4?4.5停加料，繼續攪拌3.5?4.5小時。
[0029]④檢查反應容器中濾液PH=4.6?5.0，反應容器液固分離，得一次浸出液和濾渣，溫度60?75°C，固液分離快，濾餅成型。
[0030]⑤在二次反應容器中加入步驟⑦中產生的廢水，按固液比1:1與濾渣相配，加入步驟④濾渣，邊攪拌邊加入濃硫酸至反應容器使PH=3.9?4.1，再攪拌半小時PH=4.1?
4.3。[0031]⑥在二次反應容器中加入步驟⑦中余下的廢水，使PH=4.4?4.5，液固分離，得二次浸出液和濾渣，液固分離快，濾餅成型。
[0032]⑦在三次反應容器中，加入步驟⑥濾渣，按固液比1:3加入清水攪拌30?60分鐘，液固分離得三次浸出液和濾渣，液固分離快，濾餅成型。
[0033]3)凈化
取50g-80g絮凝劑用熱水溶解倒入46m3含一次浸出液的容器中攪拌5?10分鐘，停攪拌。
[0034]4)除雜
浸出反應生產低含量銅鎘硫酸鋅溶液，其中鎘含量42ppm?llOppm，銅250ppm?500ppm，鋅112g/L?126g/l，將上述含量溶液打入46m3的容器中，加入生產過程中產出的除鎘渣并攪拌30分鐘，用壓濾機液固分離，壓出液體進入另外一只46m3的容器中，一次加入鋅粉，平均加入鋅粉量62Kg，攪拌半小時后測出溶液鎘含量平均1.5?3ppm。液固打入容積17m3的容器中，自然流入壓濾機中過濾，最終溶液平均含鎘2.2?5ppm。
[0035]5)沉淀
將上述濾液送沉淀池沉淀達12小時以上。根據沉淀池水質情況，選擇沉淀池中溶液清澈的含鋅水使用。
[0036]6)濃縮
將沉淀池中清澈的含鋅液放入過渡池中用泵送至濃縮容器中濃縮，添加幾滴食用油，升溫濃縮至濃度1.6g/L后停止濃縮，趁熱液固分離，產出含水硫酸鋅，母液返回反應容器。
.[0037]7)烘干分級
含水硫酸鋅在轉窯烘干機中通過自動控制回轉窯煙氣溫度為500?600°C進行烘干，烘干產品分級，得到產品計67批次，共1894噸，平均含鋅33.28%，含鋅鐵范圍0.9-1.8%,含氯范圍 0.3-0.55%，含鉛范圍 l-7mg/Kg,含鎘 2-8 mg/Kg。
【權利要求】
1.含亞鐵的一水硫酸鋅的生產方法，其特征在于包括以下工藝步驟:1)生產原料的準備選擇鋅加工產生的含鋅廢料，作為含亞鐵的一水硫酸鋅生產原料,該含鋅廢料主要含有鋅31?60%、鐵O?2.5%、氯O?1.2%和SiO2 6?20% ;將含鋅廢料進行堆放處理，堆放時間不小于20天；對含鋅廢料進行配料，使得含鋅廢料中鋅含量38?44%、鐵含量I?2.0%、氯含量 0.3 ?0.7% ；2)生產原料的浸出a、在一次反應容器中，加入步驟6)產生的母液水和步驟f產生的廢水，結合廢水中鋅含量,配入需要耗硫酸總量,使鋅溶解；b、將步驟I)中含鋅廢料敲碎之后，碎料均勻加入一次反應容器中；C、當婆美度為31?33度且pH為4.4?4.5停止加料，繼續攪拌180?400分鐘；d、當步驟c中液體pH為4.7?4.9時進行液固分離，得一次浸出液和濾渣；e、在二次反應容器中加入步驟g產生的廢水，按固液比1:1加入步驟d)得到的濾渣，加入濃硫酸至pH為3.9?4.1，攪拌0.5h，pH為4.1?4.3 ;f、在二次反應容器中加入水或步驟g產生的廢水，使溶液pH為4.4?4.5，液固分離，得二次浸出液和濾渣；g、在三次反應容器中加入清水，按固液1:3再加入步驟f的濾渣，攪拌30?60分鐘，液固分離，得三次浸出液和濾渣；3)溶液的凈化將步驟2)制得的一次浸出液加絮凝劑除去液體中懸浮雜質；4)溶液的除雜①取步驟3)得到的溶液；②在反應容器中加入步驟①的溶液后加入步驟④的固體，攪拌30分鐘?60分鐘，液固分離，得液體和固體；③在反應容器中加入步驟②得到的液體，再加入鋅粉0.5?3g/L，攪拌30分鐘，鋅粉用量至液中鎘含量小于5ppm ；④將步驟③反應池中固液打入容積為反應容器1/3?1/4大小的高位帶攪拌容器中，讓固液自然流進壓濾機中，進行液固分離，得到固體和含銅小于lppm，含鎘2?5ppm的含鋅液；5)溶液的沉淀:將步驟4)制得的含鋅液送至沉淀池沉淀，沉淀12小時以上，溶液清澈；6)溶液的濃縮:將步驟5)制得的上清含鋅液送至濃縮容器中濃縮，升溫前添加5?IOg食用油，蒸發濃縮，用離心機分離得含水硫酸鋅和母液，母液返回步驟2) —次反應容器中；7)半成品烘干:將步驟6)得到的含水硫酸鋅在轉窯烘干機中烘干，得到含亞鐵的一水硫酸鋅；8)半成品冷卻:將步驟7)得到的含亞鐵的一水硫酸鋅，經皮帶運輸機和提升機進入料倉中；9)半成品分級:將步驟8)料倉含亞鐵的一水硫酸鋅經過固體粉狀物分離裝置分級得250Mm以下含亞鐵的一水硫酸鋅，該含亞鐵的一水硫酸鋅由下述重量百分含量的成份組成:一水硫酸鋅以鋅計):≥ % 33硫酸亞鐵(以鐵計):≤% 2氯二.( %0.8鉛:<mg/Kg10砷:(mg/Kg1鎘:< mg/Kg10。
2.如權利要求1所述的含亞鐵的一水硫酸鋅的生產方法，其特征在于所述的步驟3)中絮凝劑的添加量為1-2.0g/m3。
3.如權利要求1所述的含亞鐵的一水硫酸鋅的生產方法，其特征在于所述的步驟6)中蒸發濃縮液固分離條件:固體濃度大于1.6g/L，溫度大于80°C。
4.如權利要求1所述的含亞鐵的一水硫酸鋅的生產方法，其特征在于所述的步驟7)中控制轉窯烘干機煙氣溫度500-600°C。
【文檔編號】C01G9/06GK103435094SQ201310363787
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月20日 優先權日:2013年8月20日
【發明者】何建興, 朱涵平, 薛燕, 葛軍 申請人:杭州富陽新興實業有限公司