Tổng hợp kẽm cacbonat bazơ từ phế liệu chứa kẽm theo phương pháp axit với tác nhân kết tủa là amoni bicacbonat

Bài viết Tổng hợp kẽm cacbonat bazơ từ phế liệu chứa kẽm theo phương pháp axit với tác nhân kết tủa là amoni bicacbonat trình bày quá trình khảo sát các thông số ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi và chất lượng sản phẩm BZC tại phòng thí nghiệm như: 1) thứ tự cấp hóa chất cho phản ứng kết tủa, 2) tỷ lệ mol NH4HCO3/ZnSO4, 3) nồng độ các dung dịch phản ứng NH4HCO3 và ZnSO4, 4) nhiệt độ thực hiện phản ứng, 5) thời gian thực hiện phản ứng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tổng hợp kẽm cacbonat bazơ từ phế liệu chứa kẽm theo phương pháp axit với tác nhân kết tủa là amoni bicacbonat TỔNG HỢP KẼM CACBONAT BAZƠ TỪ PHẾ LIỆU CHỨA KẼM THEO PHƯƠNG PHÁP AXIT VỚI TÁC NHÂN KẾT TỦA LÀ AMONI BICACBONAT PREPARATION OF BASIC ZINC CARBONATE FROM ZINCCONTAINING WASTE BY USING AMMONIUM BICARBONATE AS A PRECIPITATING AGENT TRẦN NGỌC VƯỢNG, VŨ DUY HÙNG, NGUYỄN ĐÌNH ĐĂNG, NGUYỄN TIẾN TÙNG Viện Công nghệ xạ hiếm, 48 Láng Hạ, Đống Đa, Hà Nội Email: dangnd@hus.edu.vn Abstract:This study is a part of the 2018-2019 R&D project The improvementof Technology and Construction of a Production Line for production of Basic ZincCarbonate (57% Zn), capacity of 150 tons/year from zinc containing residues by sulfuric acidleaching and precipitation with ammonium bicarbonate which have been conducting at theInstitute For Technology of Radioactive and Rare elements. The basic zinc carbonate product2ZnCO3.3Zn(OH)6 with content of Zn ≥ 57% has many superior properties as compared toneutral zinc carbonate, which is commonly used in the processing of latex, technical rubber,leather and for applying to oil drilling, etc.The purpose of this study is to investigate the optimal synthesis conditions of basic zinccarbonate by reacting of zinc sulfate with ammonium hydrocarbonate solution.This researchpresents an investigation and optimization of the parameters affecting the synthesis of basiczinc carbonate such as: 1) The order of chemicals entering precipitation reactor; 2) Theconcentrations of NH4HCO3 and ZnSO4 solutions; 3) The mole-ratio of NH4HCO3/ZnSO4 and4) Time and temperature for precipitation of basic zinc carbonate.The optimum synthesis conditions of basic zinc carbonate obtained from this study are asfollows: 1) Ammonium hydrocarbonate is added to zinc sulphate solution at reactingtemperature of 50oC, 2) The concentration of ammonium hydrocarbonate and zinc sulphatesolution is 250 g/L and 150 g/L respectively; 3) The optimum mole-ratio of[NH4HCO3]/[ZnSO4 ] is 1.10 and 4) The reaction time is 30min. From the research results, apreferential technological conditions was determined for improving product quality andefficiency of the basic zinc carbonate production process.The physical and chemical properties of the obtained basic zinc carbonate were also studiedand the above results have been successfully tested for basic zinc carbonate productionprocess at a pilot scale of 150 tons/year. Basic zinc carbonate product obtained by the precipitation reaction with precipitatingagent NH4HCO3 has zinc content ≥ 57% with high-purity and exists in the form of2ZnCO3.3Zn(OH)6 or Zn5(CO3)2(OH)6. The product decomposition temperature of basic zinccarbonat product is between 170 and 2700C and Its maximum decomposition rate of reaches245,270C. Therefore, when drying the product, it is necessary to control the temperature lowerthan 1700C.Keywords: Basic Zinc Carbonate, 2ZnCO3.3Zn(OH)6. Tóm tắt: Nghiên cứu này là một phần của dự án cấp bộ “Hoàn thiện công nghệ và xâydựng dây chuyền công nghệ sản xuất kẽm cacbonat bazơ có hàm lượng kẽm ≥ 57% công suất150 tấn/năm theo phương pháp axit với tác nhân kết tủa là NH4HCO3 từ các phế liệu chứakẽm” năm 2018-2019 được thực hiện tại Trung tâm Triển khai công nghệ - Viện Công nghệxạ hiếm. Sản phẩm kẽm cacbonat bazơ (BZC) (2ZnCO3.3Zn(OH)6) với hàm lượng kẽm ≥57% có nhiều đặc tính ưu việt hơn so với kẽm cacbonat trung tính, được sử dụng phổ biến 1trong các nhà máy chế biến cao su latex, cao su kỹ thuật, da giầy, các nhà máy sản xuất chếphẩm dung dịch khoan dầu khí,… Báo cáo trình bày nghiên cứu khảo sát và tối ưu hóa cácthông số ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp BZC như: 1) thứ tự cấp hóa chất cho phản ứng kếttủa: cho dung dịch NH4HCO3 vào dung dịch ZnSO4, 2) tỷ lượng NH4HCO3/ZnSO4: 1,10, 3)nồng độ dung dịch NH4HCO3 và ZnSO4: 250g/l và 150g/l, 4) nhiệt độ thực hiện phản ứng:500C, 5) thời gian thực hiện phản ứng: 30 phút. Từ các kết quả nghiên cứu trên giúp chúng tôilựa chọn các điều kiện công nghệ tối ưu để tiến hành sản xuất thử nghiệm với hệ thiết bị cócông suất 150 tấn/năm. Sản phẩm BZC có hàm lượng Zn ≥ 57% được tổng hợp theo phương pháp axit với tácnhân kết tủa là NH4HCO3 từ các phế liệu chứa kẽm có độ sạch cao và tồn tại ở dạng2ZnCO3.3Zn(OH)6 hay Zn5(CO3)2(OH)6. Nhiệt độ bắt đầu phân hủy từ 1700C đến 2700C vàđạt giá trị cực đại tại 245,270C. Do vậy, khi sấy sản phẩm cần khống chế nhiệt độ ≤ 1700C.Keywords: kẽm cacbonat bazơ, 2ZnCO3.3Zn(OH)6.GIỚI THIỆU Hiện nay, các công ty như Tổng công ty dung dịch khoan và hóa phẩm dầu khí (DMC),Công ty CP giầy Thượng Đình,… đã sử dụng kẽm cacbonat bazơ có hàm lượng Zn ≥ 57% đểthay thế kẽm cacbonat trung tính, trong khi đó tại Việt Nam chưa có sở sở ...