七水硫酸鋅制備方法

時(shí)間：2023-03-24 08:54:11來源：food欄目：食品快速檢測(cè) 閱讀：

七水硫酸鋅制備方法

[db:作者] / 2023-01-12 00:00

七水硫酸鋅

[物化性質(zhì)]別名為鋅礬，皓礬，為無色或白色結(jié)晶性粉末物質(zhì)，密度1.957g/cm3，在干燥空氣中易風(fēng)化。易溶于水和胺類，微溶于乙醇和甘油，不溶于液氨和酮。加熱到30℃失去1分子結(jié)晶水，100℃失去6分子結(jié)晶水，280℃失去7分子結(jié)晶水，767℃分解成ZnO和SO3。

[制備方法]一般采用酸水解法制備。在帶攪拌器的耐酸反應(yīng)釜中，先加入少量氧化鋅和一定量硫酸形成硫酸鋅稀溶液，然后在攪拌下加入氧化鋅調(diào)成漿狀，再加入硫酸控制pH值為5.1，即為反應(yīng)終點(diǎn)。將反應(yīng)液過濾，濾液加熱至80℃，加入鋅粉，將銅、鎘、鎳等置換出來，再過濾，濾液加熱至80℃以上，加入高錳酸鉀(或漂白粉)并加熱至沸，將鐵、錳等雜質(zhì)氧化。過濾后濾液先經(jīng)澄清，然后蒸發(fā)至49～52°Be，經(jīng)冷卻結(jié)晶，離心脫水和干燥制得七水硫酸鋅。

(1)從廢鋅鐵合金中制備七水硫酸鋅

①酸溶在帶攪拌的耐酸反應(yīng)器中加入30%的稀硫酸，然后加入破碎好過量的廢鋅鐵合金零件，開始反應(yīng)，用水蒸氣對(duì)反應(yīng)器加熱，溫度控制在80～95℃，可間斷加熱、攪拌、反應(yīng)至無氣體放出，pH值為5.1即為反應(yīng)終點(diǎn)，主要反應(yīng)式：

②過濾反應(yīng)終止后，趁熱過濾(在過濾器中進(jìn)行)，濾出Cu、As混合的不溶黑色絮狀雜質(zhì)，As有部分形成AsH3氣體放出，AsH3有毒，所以生產(chǎn)車間中通風(fēng)和防護(hù)措施一定要良好。

③用黃鐵釩法凈化除鐵向?yàn)V液中加入氧化劑NaClO3或KCIO3，將Fe2+全部轉(zhuǎn)化為Fe3+，控制加熱溫度為85～95℃，pH值在1.6～1.8范圍內(nèi)。在攪拌的條件下，加入Na2SO4，F(xiàn)e3+在熱溶液中生成黃色黃鐵礬大顆粒沉淀，趁熱過濾，除去雜質(zhì)鐵。反應(yīng)方程如下：

4FeSO4+NaCIO4+4H2SO4→2Fe2(SO4)4+NaCl+4H2O

④蒸發(fā)和結(jié)晶將最后過濾所得純凈的硫酸鋅溶液注入蒸發(fā)器中，加熱蒸發(fā)至溶液的濃度為49～52°Be，外觀溶液表面出現(xiàn)鱗片時(shí)，停止加熱，趁熱將濃溶液注入結(jié)晶器中，冷卻結(jié)晶出無色的ZnSO4·7H2O晶體，最佳結(jié)晶溫度為18～12℃。

(2)利用菱鋅礦抽取七水硫酸鋅

鋅菱礦的主要成分是ZnCO3，焙燒后得氧化物，再用硫酸進(jìn)行浸取，此時(shí)發(fā)生如下主反應(yīng)：

ZnO+H2SO4→ZnSO4+H2O

菱鋅礦焙燒后，其中的亞鐵被氧化為高鐵，錳被氧化成二氧化錳。用硫酸浸取焙燒礦粉時(shí)，Pb、Cu、Fe、Ca、Mg、Cd等也有與Zn類似的反應(yīng)，生成物中PbSO、CaSO4溶解度較小，而含量較多的硅為不溶性硅酸鹽或多硅酸鹽。pH值為5.0時(shí)，F(xiàn)e3+、A13+完全水解為Fe(OH)3及Al(OH)3沉淀，Zn2+則在pH值為5.5時(shí)才開始水解。故中性浸取液(控制pH值5.2)過濾便可除去Si及Fe3+、A13+，基本除去Ca2+、Pb2+及Mn2+，而鋅粉不損失。通過氧化法再除去少量的Fe2+、Mn2+，鋅粉置換法除Cu2+、Cd2+等重金屬，沉淀法除Mg2+，制得精制的硫酸鋅溶液，此液直接蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶，制得七水硫酸鋅。

(3)電解法精制粗硫酸鋅

用焙燒后的鋅精礦或粗鋅溶于硫酸，可以得到粗硫酸鋅溶液。粗制的硫酸鋅溶液中常含有少量的鐵、錳、銅、鎘等雜質(zhì)，用電解法除雜質(zhì)時(shí)，為不使鋅在電極上析出，使用較低的電流密度為宜。為低電流密度下，鐵、錳在陽極區(qū)分別以氫氧化鐵和二氧化錳形式析出，而銅、鎘在陰極區(qū)則以金屬形式析出。金屬或金屬氧化物在電極上沉積，金屬離子放電和表面擴(kuò)散同時(shí)進(jìn)行，在一定程度上表面擴(kuò)散起重要作用。因此，當(dāng)沉積物原子擴(kuò)散到結(jié)晶位錯(cuò)中去時(shí)，可以中斷外電流。

[技術(shù)指標(biāo)] HG/T2326-2005工業(yè)硫酸鋅

[應(yīng)用]在冷卻水系統(tǒng)中，鋅鹽是最常用的陰極型緩蝕劑，主要由鋅離子起緩蝕作用。在陰極部位，由于OH-的聚積，使局部pH值升高，Zn2+能迅速形成Zn(OH)2，沉積于陰極表面，抑制陰極反應(yīng)而起緩蝕作用。

鋅鹽一般是和聚磷酸鹽、有機(jī)膦酸鹽、多元醇磷酸酯、鉬酸鹽等復(fù)配起增效作用，并可降低它們的用量。鋅離子在復(fù)合緩蝕劑中常用量為2～4mg/L。鋅鹽用量增加，腐蝕速度降低，但超過一定濃度后，鋅離子用量繼續(xù)增加，對(duì)腐蝕速度的影響不太明顯，反而會(huì)增加運(yùn)行成本和排污水中的鋅離子濃度。

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