Способ получения оксида цинка


 


Владельцы патента RU 2548537:

Акционерное общество "Производственное объединение Электрохимический завод" ( АО "ПО ЭХЗ") (RU)

Изобретение относится к технологии получения оксида цинка и может быть использовано для получения оксида цинка со смещенным изотопным составом. Способ включает получение гидроксида цинка из диэтилцинка, которое ведут в проточном реакторе в струе воды или водной пульпы, содержащей гидроксид цинка, с расходом диэтилцинка до 40 кг в час с получением пульпы, содержащей частицы гидроксида цинка. Пульпу подвергают сепарации для отделения от реакционных газов и повторно подают в реактор в качестве гидролизующего агента. После насыщения пульпы гидроксид цинка отделяют от воды отстаиванием. Гидроксид цинка сушат и разлагают до оксида цинка. Техническим результатом является безопасность процесса, которая достигается за счет моментального отвода тепла и продуктов реакции струей воды. 3 пр.

 

Изобретение относится к технологии получения оксида цинка. Оно также может быть использовано для получения оксида цинка со смещенным изотопным составом, т.е. отличным от природного. Оксид цинка со смещенным изотопным составом применяют в качестве добавки в системах охлаждения «легководных» атомных реакторов.

Известен способ получения оксида цинка (Патент 2179194, МПК С22В 019/00, С22В 019/34), включающий: выщелачивание исходного сырья раствором едкого натра в присутствии оксида кальция (одновременно с извлечением оксида цинка в раствор происходит очистка от кремнезема) и элементарной серы (одновременно происходит очистка от оксида свинца), отделение осадка вредных примесей от получаемого чистого цинкатного раствора, разложение последнего в присутствии затравочного оксида цинка, выделение выпавшего осадка оксида цинка, сушку и прокалку последнего с получением конечного продукта.

Недостатком данного метода является невозможность его применения для получения оксида цинка с изотопным смещением.

Известен способ получения оксида цинка (Патент 2224748, МПК 7 C01G 9/02, С25В 1/00), заключающийся в электрохимическом окислении металлического цинка в водном растворе хлорида натрия с концентрацией 2-5 мас.%, который осуществляют с помощью переменного синусоидального тока 1,0-2,0 А/см2 и температуре 50-90°C. Полученный по предлагаемому способу оксид цинка обладает высокой степенью дисперсности для прокаленных при различных температурах образцов.

Недостатком данного метода является невозможность его применения для получения оксида цинка с изотопным смещением.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения оксида цинка патент №2420458, согласно которому получение оксида цинка проводят в жидкофазной среде: диэтилцинк разбавляют гексаном в соотношении 1:(12-16) по объему, далее к смеси добавляют воду с 10-30% избытком от стехиометрического количества, полученный гидроксид цинка подвергают сушке при температуре 120-170°C в течение 3-4 часов, разложению при температуре 350-400°C в течение 15-19 часов до оксида цинка.

Недостатками указанного метода являются: высокая себестоимость порошка за счет применения в синтезе гексана особой чистоты, низкая производительность - процесс периодический, ограничен небольшими количествами диэтилцинка (не более 500 г за один цикл, в виду взрывопожароопасных свойств диэтилцинка, время цикла составляет порядка 60 минут) и строго регламентирован температурными рамками 30-69°C. Ниже указанного диапазона скорость реакции снижается и достигает нескольких часов. Выше указанного диапазона процесс носит бурный, взрывной характер и протекает с большим газовыделением, что приводит к уносу частиц гидроксида цинка и как следствие потере полупродукта.

Задачей изобретения является: получение порошка оксида цинка с меньшими затратами на реагенты, создание безопасного непрерывного процесса с большей производительностью.

Заявленный способ отличается от прототипа тем, что получение оксида цинка проводят без участия гексана, что делает способ экономически выгоднее. Процесс является непрерывным - до испитания заданного количества диэтилцинка, проводится в закрытой системе, в проточном реакторе, в струе воды либо пульпы с постоянной подачей небольших количеств диэтилцинка, безопасность процесса достигается за счет моментального уноса и охлаждения струей воды продуктов реакции (I) из реактора, т.е. не лимитирована температурными рамками. За счет малых количеств диэтилцинка, по сравнению с водой, реакция (I) проходит практически мгновенно

Далее полученную пульпу, содержащую частицы гидроксида цинка, газообразный этан и воду подвергают сепарации для отделения от реакционных газов. После сепарации пульпа содержит большое количество свободной воды и частицы гидроксида цинка, и в целях снижения объема реагентов пульпа вновь поступает в реактор в качестве гидролизующего диэтилцинк агента. Пройдя определенное количество циклов через реактор, пульпа насыщается гидроксидом цинка в достаточной мере и поступает в отстойник, где происходит отделение гидроксида цинка от воды с последующей вакуумной сушкой и разложением до оксида цинка. Вода, отделенная на стадии отстаивания и сушки, возвращается на первую стадию процесса.

В результате производство порошка оксида цинка становится экономически целесообразней за счет исключения гексана из технологического процесса и увеличения производительности установки до 40 кг диэтилцинка в час (производительность ограничивается только соотношением реагентов диэтилцинк : вода). Процесс является непрерывным до переработки заданного количества диэтилцинка - определяется только объемом используемой для процесса воды.

Пример №1. В проточный реактор подают реагенты, диэтилцинк и воду или пульпу в определенном соотношении. Процесс является непрерывным - до испитания заданного количества диэтилцинка.

За счет непрерывной подачи больших объемов воды происходит моментальный унос продуктов из зоны реакции, тем самым осуществляется достаточно быстрый отвод тепла, что и делает процесс безопасным. Благодаря определенному соотношению реагентов реакция (I) проходит мгновенно.

Полученную пульпу, содержащую частицы гидроксида цинка, газообразный этан и воду, подвергают сепарации для отделения от реакционных газов. После сепарации пульпа содержит смесь большого количества свободной воды и частиц гидроксида цинка, и в целях снижения объема реагентов пульпа вновь поступает в реактор в качестве гидролизующего диэтилцинк агента. Пройдя определенное количество циклов через реактор пульпа насыщается гидроксидом цинка и поступает в отстойник, где гидроксид цинка отделяется от воды, затем поступает на вакуумную сушку и подвергается дальнейшему разложению до оксида цинка. Вода, отделенная на стадии отстаивания и сушки, возвращается на первую стадию процесса.

В результате производство порошка оксида цинка становится экономически целесообразней за счет исключения гексана из технологического процесса и большей производительности установки до 40 кг диэтилцинка в час. Процесс является непрерывным до переработки заданного количества диэтилцинка.

Пример №2. В проточный реактор подают реагенты, диэтилцинк и воду или пульпу, в определенном соотношении. Процесс является непрерывным - до испитания заданного количества диэтилцинка.

За счет непрерывной подачи больших объемов воды происходит моментальный унос продуктов из зоны реакции, тем самым осуществляется достаточно быстрый отвод тепла, что и делает процесс безопасным. Благодаря определенному соотношению реагентов реакция (I) проходит мгновенно.

Полученную пульпу, содержащую частицы гидроксида цинка, газообразный этан и воду, подвергают сепарации для отделения от реакционных газов. После сепарации пульпа содержит смесь большого количества свободной воды и частиц гидроксида цинка, и в целях снижения объема реагентов пульпа вновь поступает в реактор в качестве гидролизующего диэтилцинк агента. Пройдя определенное количество циклов через реактор пульпа насыщается гидроксидом цинка и поступает в отстойник, где гидроксид цинка отделяется от воды, затем поступает на вакуумную сушку и подвергается дальнейшему разложению до оксида цинка. Вода, отделенная на стадии отстаивания и сушки, возвращается на первую стадию процесса.

В результате производство порошка оксида цинка становится экономически целесообразней за счет исключения гексана из технологического процесса и большей производительности установки до 40 кг диэтилцинка в час. Процесс является непрерывным до переработки заданного количества диэтилцинка.

Пример №3. В проточный реактор подают реагенты, диэтилцинк и воду или пульпу, в определенном соотношении. Процесс является непрерывным - до испитания заданного количества диэтилцинка.

За счет непрерывной подачи больших объемов воды происходит моментальный унос продуктов из зоны реакции, тем самым осуществляется достаточно быстрый отвод тепла, что и делает процесс безопасным. Благодаря определенному соотношению реагентов реакция (I) проходит мгновенно.

Полученную пульпу, содержащую частицы гидроксида цинка, газообразный этан и воду, подвергают сепарации для отделения от реакционных газов. После сепарации пульпа содержит смесь большого количества свободной воды и частиц гидроксида цинка, и в целях снижения объема реагентов пульпа вновь поступает в реактор в качестве гидролизующего диэтилцинк агента. Пройдя определенное количество циклов через реактор пульпа насыщается гидроксидом цинка и поступает в отстойник, где гидроксид цинка отделяется от воды, затем поступает на вакуумную сушку и подвергается дальнейшему разложению до оксида цинка. Вода, отделенная на стадии отстаивания и сушки, возвращается на первую стадию процесса.

В результате производство порошка оксида цинка становится экономически целесообразней за счет исключения гексана из технологического процесса и большей производительности установки до 40 кг диэтилцинка в час. Процесс является непрерывным до переработки заданного количества диэтилцинка.

Способ получения оксида цинка, включающий получение гидроксида цинка из диэтилцинка, отличающийся тем, что получение гидроксида цинка из диэтилцинка проводят в проточном реакторе в струе воды или водной пульпы, содержащей гидроксид цинка, с расходом диэтилцинка до 40 кг в час с получением пульпы, содержащей частицы гидроксида цинка, которую подвергают сепарации для отделения от реакционных газов и повторно подают в реактор в качестве гидролизующего агента, после насыщения пульпы гидроксид цинка отделяют от воды отстаиванием, сушат и разлагают до оксида цинка.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу переработки доманиковых образований. Способ включает агитационную нейтрализацию-декарбонизацию обработкой пульпой измельченной руды или нейтрализатором укрепленного раствора, очищенного от алюминия, с получением продуктивного раствора и декарбонизированного кека.

Изобретение относится к области гидрометаллургии цветных металлов. Способ включает стадийное осаждение сульфидов цветных металлов из раствора окисленной пульпы металлическим железом и полисульфидно-тиосульфатным реагентом при температуре ниже точки плавления элементной серы и непрерывном перемешивании с последующим выделением сульфидов и элементной серы флотацией в коллективный серосульфидный концентрат.

Изобретение относится к утилизации активного материала оксидно-никелевого электрода никель-кадмиевого аккумулятора. Для этого проводят растворение активной массы в 1M растворе хлорида аммония.

Изобретение относится к способу переработки золотосодержащего минерального сырья. Способ включает использование активного содового раствора, подвергнутого электрохимической и/или фотоэлектрохимической обработке, и выщелачивание подачей выщелачивающего раствора, содержащего комплексообразователи для золота, для его извлечения.

Изобретение относится к извлечению цветных, редких и благородных металлов из минерального сырья, например, из углей, отходов их обогащения и сжигания. Исходное минеральное сырье измельчают до фракции 0,25-0,5 мм, смешивают с водой в равном соотношении, загружают в рабочий объем автоклавной установки на 2/3 его объема, герметизируют запирающей мембраной и нагревают до температуры, значение которой соответствует максимуму давления на термобарограмме, полученной для данного сырья методом вакуумной декриптометрии.
Изобретение относится к охране окружающей среды при производстве и использовании металлической ртути и ее соединений и предназначено для иммобилизации в составе твердых ртутьсодержащих отходов (кирпич, бетон, грунты и т.п.).

Изобретение относится к переработке карбонатно-оксидных марганцевых руд. Способ включает смешивание руды с шестиводным хлорным железом FeCl3·6H2O, тонкое измельчение, выщелачивание шихты горячей водой, отделение раствора от осадка оксидов железа, марганца, алюминия и диоксида кремния.

Изобретение относится к способу переработки марганцевых руд. Способ включает получение шихты смешиванием руды с гидросульфатом натрия, взятого в количестве, стехиометрически необходимом для связывания марганца и примесей в сульфаты.
Изобретение относится к способу получения титанокремниевой натрийсодержащей композиции, включающему смешение титансодержащего и кремнийсодержащего компонентов, добавление раствора гидроксида натрия с получением суспензии, выдержку суспензии в герметичных условиях при повышенной температуре с образованием титанокремниевого натрийсодержащего полупродукта, его промывку и термообработку.
Способ изготовления аустенитной нержавеющей стали из латеритной никелевой руды и хромитовой руды включает определение содержания никеля в латеритной никелевой руде.
Изобретение относится к способу пирометаллургической переработки железосодержащих материалов, включающий загрузку в плавильную зону двухзонной печи железосодержащих материалов, флюсующих добавок и углеродсодержащих материалов, расплавление их в барботируемом кислородсодержащим дутьем железосодержащем расплаве, дожигание отходящих из расплава горючих газов с последующей подачей расплава в восстановительную зону, в которую загружают углеродсодержащие материалы и другие шихтовые материалы, восстановление железа с образованием железоуглеродистого расплава и шлака, дожигание отходящих из ванны зоны восстановления горючих газов, раздельный выпуск продуктов плавки, при этом газы, отходящие из зон восстановления и плавления, охлаждают и очищают отдельно, причем очищенные газы плавильной зоны удаляют в вытяжную трубу, а отходящие газы зоны восстановления после охлаждения и очистки компремируют и подают в фурмы нижнего ряда зоны плавления.

Изобретение относится к области гидрометаллургии и может быть использовано при переработке концентратов, промпродуктов и твердых отходов, содержащих металлы. Способ извлечения ионов тяжелых металлов железа, золота и серебра из сульфатного кека включает выщелачивание спека 3 н.

Изобретение относится к способу экстракции цинка из водного раствора. Способ включает контактирование экстрагента и раствора, перемешивание смеси, отстаивание и разделение органической и водной фаз.

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано при переработке цинковых кеков вельцеванием. Способ вельцевания цинковых кеков включает смешение и скатывание цинковых кеков совместно с твердым углеродсодержащим материалом и вельцевание окатанного материала.

Изобретение относится к утилизации отработанных химических источников тока (ХИТ). .

Изобретение относится к области гидрометаллургии тяжелых цветных металлов. .

Изобретение относится к способу извлечения металлов из металлсодержащего сульфидного минерального сырья. .

Изобретение относится к получению брикетов с использованием исходных материалов в виде железной руды или пыли, содержащих оксиды железа, и может быть применено в способе получения восстановленного металла и способе отделения и извлечения летучих металлов, таких как цинк и свинец.

Изобретение относится к способу переработки свинцово-цинковых руд с использованием флотации и гидрометаллургии. .

Изобретение относится к способу переработки бедных цинковых окисленных руд и концентратов с извлечением цинка, марганца, железа, свинца, серебра, кальция и двуокиси кремния.

Изобретение относится к способу получения оптических планарных волноводов в ниобате лития для интегральной и нелинейной оптики. .
Наверх