七水硫酸鋅的制備探究

七水硫酸鋅的制備探究【摘要】：鋅灰是鋅冶煉中的工業(yè)廢渣，中小企業(yè)每年都以數(shù)百萬(wàn)噸為計(jì)。鋅灰泥中含有多種可金屬，具有極高的利用價(jià)值，若不及時(shí)回收不僅是對(duì)資源的浪費(fèi)，而且對(duì)環(huán)境也是一種極大危害。研究鍍鋅廢渣生產(chǎn)七水硫酸鋅的工藝方法及條件。生產(chǎn)表明：控制一定的反應(yīng)條件可有效除去鐵、錳等雜質(zhì)，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到化工一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)。具有工藝簡(jiǎn)單，操作方便，投資少，效益好等優(yōu)點(diǎn)?！娟P(guān)鍵詞】：七水硫酸鋅；工藝方法；制備；環(huán)保藥品性質(zhì)、原料分析以及流程1.1七水硫酸鋅性質(zhì)概述1.1.1物理性質(zhì)：別名：鋅磯、皓磯，無(wú)色斜方晶體、顆?；蚍勰?，無(wú)氣味，味澀。熔點(diǎn)（笆）：100,沸點(diǎn)（笆）：＞500（分解），相對(duì)密度（水=1）：1.957易溶于水。1.1.2化學(xué)性質(zhì)：純硫酸鋅在空氣中久貯不變黃，置于干燥空氣中失去水而成白色粉末。有多種水合物：在0-39笆范圍內(nèi)與水相平衡的穩(wěn)定水合物為七水硫酸鋅，39-60笆內(nèi)為六水硫酸鋅，60-100笆內(nèi)則為一水硫酸鋅。當(dāng)加熱到280笆時(shí)各種水合物完全失去結(jié)晶水，680笆時(shí)分解為硫酸氧鋅，750笆以上進(jìn)一步分解，最后在930笆左右分解為氧化鋅和三氧化硫。ZnSO4?7H2O與MSO4-7H2O(M=Mg,Fe,Mn,Co,Ni)在一定范圍內(nèi)形成混合晶體。與堿反應(yīng)生成氫氧化鋅沉淀，與鋇鹽反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀。1.2原料分析鋅灰是鋅冶煉中的工業(yè)廢渣，中小企業(yè)每年都以數(shù)百萬(wàn)噸為計(jì)，其中ZnO含量30%-40%,SiO2含量30%,還有Fe,Al,Cd,Cu,Ni等金屬，如不加以處理，既污染環(huán)境，又造成資源浪費(fèi)。鋅灰泥中含有Fe,Zn,Mg,Al,Ni,Si等，具有重要的回收利用價(jià)值。經(jīng)過(guò)一系列的分析、過(guò)濾、提純等制備ZnSO4-7H2O。1.3實(shí)驗(yàn)原理鋅灰中存在多種不溶于酸也不溶于水，采用酸溶法。利用稀硫酸溶解氧化鋅，通過(guò)抽濾除去大部分的雜質(zhì)，再利用利氧化性、氫氧化物的性質(zhì)把Fe2+和Fe3+—起除去。在通過(guò)加入Zn粉，除去上述方法中無(wú)法出去的雜質(zhì)離子(如Mg)，再利用碳酸氫根離子沉淀出Zn2+，抽濾取沉淀再用過(guò)量的硫酸溶解沉淀，通過(guò)重結(jié)晶再利用乙醇的極性降低七水硫酸的溶解度，抽濾得到七水硫酸鋅晶體。實(shí)驗(yàn)操作以及器材2.1實(shí)驗(yàn)試劑及儀器試劑：鋅灰（10g）,3M/L硫酸，6M/L氨水，嬖氧水溶液，碳酸氫銨。儀器：鐵架臺(tái)，燒杯，溫度計(jì)，大鐵圈，玻璃棒，抽濾瓶，布氏漏斗，膠頭滴管，量筒。2.2實(shí)驗(yàn)步驟第一步：用分析天平量取10g樣品放入燒杯，加蒸餾水20ml。3M/L硫酸10ml，控制溫度60-70攝氏度，加熱攪拌使其充分溶解，半小時(shí)后，再重復(fù)上述操作，使鋅能夠進(jìn)一步浸出。第二步：停止加熱，待冷卻至室溫，抽濾后去除沉淀，在濾液中用6M氨水調(diào)節(jié)pH=4左右，加入雙氧水，形成氫氧化鐵沉淀，再用氨水將pH調(diào)到5.2-5.4左右（Ph越大，沉淀量越大）。抽濾后取濾液，加入0.1g鋅粉，過(guò)濾后取濾液。在加熱攪拌溶液的基本加入過(guò)量的碳酸氫銨（判斷方法：加入碳酸氫銨后看溶液是否還有沉淀擴(kuò)散出來(lái)，若沒(méi)有即可），抽濾取濾液，要用蒸餾水沖洗過(guò)量的銨根離子。第三步：將沉淀放入燒杯中，加入稀硫酸（使沉淀完全溶解），過(guò)濾蒸發(fā)（加熱蒸干，在水外圍有一層晶膜即可），冷卻（采用自然冷卻，容易得到較好的晶型），再加入無(wú)水乙醇，待晶體析出后抽濾即可。實(shí)驗(yàn)結(jié)果反思3.1實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)除雜要除干凈，必要的可以除兩次三次等。（特別是對(duì)鐵離子的除雜）；除鐵離子的pH要高（必須達(dá)到4以上），易容易除的干凈；要想產(chǎn)量高：a.要加入過(guò)量的碳酸氫銨，使鋅離子完全沉淀。b.結(jié)晶蒸發(fā)時(shí)要使溶液蒸的干一些（表面要出現(xiàn)一層晶膜）。c.要時(shí)間花的久，特別是蒸發(fā)結(jié)晶是時(shí)候；加硫酸時(shí)一定要使其充分溶解但又不要過(guò)量，過(guò)量容易后期加熱結(jié)晶時(shí)間久。3.2實(shí)驗(yàn)反思與展望本次實(shí)驗(yàn)是對(duì)七水硫酸鋅制備的一次探究，同時(shí)也是一次對(duì)環(huán)境保護(hù)的探索。近年來(lái)，大眾對(duì)環(huán)保的意識(shí)的增強(qiáng)。對(duì)于鋅灰泥這種具有利用價(jià)值，但是不處理對(duì)環(huán)境起到極大污染的廢料，對(duì)企業(yè)的發(fā)展造成極大的困擾。而回收處理后的產(chǎn)物卻具有極高的價(jià)值，不僅減少了處理的成本同時(shí)也處理了廢棄物。本次實(shí)驗(yàn)是對(duì)七水硫酸鋅制備的探究，在本次實(shí)驗(yàn)中探討了對(duì)鋅灰泥的處理方法與工藝，對(duì)七水硫酸鋅的除雜條件、結(jié)晶特征、實(shí)驗(yàn)步驟等進(jìn)行了大致的設(shè)計(jì)以及驗(yàn)證，同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的問(wèn)題進(jìn)行了深入探究