用废锌渣制备氯化锌实验方法的探讨

李萍

摘 要：用废锌渣制备氯化锌，通过实验确定了盐酸的加入量，得到合格的氯化锌产品，同时得出蒸发时控制碱式氯化锌含量的浓缩温度，确定了有别于传统方法的操作流程。作为无机盐工业的重要产品之一，它的应用领域及其广泛。氯化锌易溶于水，不易溶于液氨，有较强的潮解性，能在空气中吸收水分而潮解。传统方法容易造成形成氯化氢气体挥发，不仅浪费材料，还污染大气环境。新方法不但降低了盐酸的用量，还对Pb、Cu等进行了回收，有效地避免了上述情况的发生，可以控制好氯化锌成品的纯度。

关键词：废锌渣 制备氯化锌 实验方法

中图分类号：O6-3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）01（a）-0090-01

氯化锌是一种重要的无机化工产品，为白色结晶粉末或块状、棒状，具有氯化镉型结构。相对密度2.91。熔点283℃，沸点732℃，加热烧红或冷却时则为蒸汽升华或针状结晶。其主要用于有机合成的接触剂、脱水剂及催化剂；石油工业的净化剂；染料工业的媒染剂、丝光剂、上浆剂、增重剂及防腐剂；在医药上用作消炎止痛药的催化剂；还适于电池工业，此外还用于电镀、木材防腐、农药、焊药及颜料等领域[1]。

氯化锌可以由锌或氧化锌与盐酸反应后结晶制得。在一些冶炼、电镀、电池等工业生产中，会有大量废锌渣等副产品产生，若将其按三废弃掉，这样既浪费又污染了环境，若利用废锌渣制备氯化锌，既避免了浪费，又可以减少污染。

1 实验

1.1 实验主要原料

废锌渣，工业盐酸（31%），硫酸（92.5%），氯化锌（AR级），双氧水（工业级）

1.2 实验设备

250ml滴定漏斗，1000ml三口瓶，称量天平，PH计，大烧杯，搅拌器，电炉

2 结果与讨论

2.1 传统实验过程

首先往反应器内加入31%的工业盐酸，然后再把相应量的废锌渣投进来，不断搅拌并调整PH值为3.5-4.0后，放物料于沉淀池，澄清，并在沉淀过程中，继续反应到PH=4.0-4.2，提纯清液，然后加入如高锰酸钾，氯酸钾，双氧水氧化剂以除去Fe，用石灰石中和溶液里未反应的酸，沉淀出铁；如果溶液中还有硫酸根离子，同时加入氯化钡，除去硫酸根离子，溶液澄清，将清液倾析出来；再用锌粉置换铜、锌、铅离子，沉淀。待各项杂质指标符合要求后，过滤，蒸发清液，干燥。

2.1.1 酸化结果

上述操作进行了3次酸化实验，控制反应的温度在60℃以内，加入盐酸量超过理论值的15%—20%时，废锌渣中的锌才能全部被反应掉。因为该反应属于放热反应，该流程是把废锌加入盐酸里，锌和盐酸反应放出的热量被盐酸吸收，导致氯化氢挥发，这样，既造成了盐酸的浪费，也对环境造成严重污染。

2.2新的实验过程

废锌渣进入反应器，边搅拌边滴加盐酸，滴加完毕后，此时PH=3.3-3.6，再继续搅拌1小时，进一步反应至PH=4.0-4.5，过滤，弃掉滤渣；滤液除去杂质：首先滤液中Ba2+用92.5%硫酸除去，过滤；在滤液中Fe2+用双氧水除去，再过滤；在滤液里Pb、Cu，用微过量的锌粉除去，并将Pb、Cu等过滤回收；最后蒸发滤液，再干燥、粉碎，制得成品氯化锌。

2.2.1酸化的结果

此反应流程进行了五次酸化实验，五次都控制在60℃以内的反应温度，事实表明盐酸的滴入量超过理论值的3%—5%时，废锌渣中的锌已经全部被反应掉，由此可见，新的实验过程既降低了盐酸的用量，也回收了Pb、Cu等，减小了污染，保护了环境。

2.2.2先除去Ba2+

在第一次滤液里存在二价铁离子和钡离子。在除Ba2+时，向滤液中加入92.5%的硫酸，生成BaSO4，经过滤、酸洗水洗、干燥得成品BaSO4。

Ba2+ + SO42-BaSO4

2.2.3再除去Fe2+

向第二次滤液中加入氧化剂过氧化氢，升温到80℃再用自制氢氧化锌（成品氯化锌溶液加入适量氨水过滤得到，铁与锌的氧化还原电位相差较小，铁在锌表面置换速度缓慢，加入氨水和过氧化氢调节pH值，得难溶物Fe（OH）2），调节溶液PH=4-5时，并加热一小时，使二价铁离子充分氧化水解沉淀，过滤分离。

2.2.4除去重金属Pb2+、Cu2+

Pb，Cu等可采用置换法，因为它们的标准电极电位都比锌高且相差较大，可用锌来置换除去。

在三次过滤之后，已除去其他杂质，所以为了除Pb2+、Cu2+要加入Zn粉，得到比较纯的Pb、Cu，這样回收利用更为方便。因为将重金属除至达标值需要使用过量的Zn，所以锌包含在回收的Pb、Cu中，这样也就回收了过量的锌。

2.2.5蒸发温度的控制

冷却浓缩氯化锌溶液过程中，会有氯化锌的晶体析出，如果温度控制不好，即过度加热，把氯化锌溶液蒸干，氯化锌的碱式盐就会大量产生，从而影响成品中的氯化锌的纯度[2]。

降低成品中的碱式盐的含量的主要方法是：控制好蒸发过程中浓缩液的温度。氯化锌的浓缩液随温度升高，氯化锌水解越多，碱式盐含量增大，通过实验得知，蒸发温度控制在305℃时，氯化锌晶体含量能满足国标要求，即小于2.5%。蒸发温度过高，氯化锌晶体含量超标，成品色泽有变不白；蒸发温度过低，水分蒸发缓慢，会影响效率。

3 结论

两种实验操作，新的实验方法通过在废锌渣中滴加盐酸，这样更有效的节省盐酸，对Pb、Cu有效的二次利用，防止了环境的进一步污染。同时，对浓缩液温度的有效控制，也能更好的控制氯化锌成品的纯度。

参考文献

[1] 化学工业部天津化工研究院等编 .无机化工产品手册[M].北京：化学工业出版社（第二版）P291-295.

[2] 国标GB1625-79.

[3] 南京大学《无机及分析化学》 北京高等教育出版社，1978.