用低含量氧化锌生产醋酸锌

第３１卷第１０期２００８年１０月Ｖｏｌ．３１Ｎｏ．１０Ｏｃｔ．２００８

用低含量氧化锌生产醋酸锌

扈士海１，赵地顺２

（１．石家庄新宇三阳实业有限公司，河北［摘

石家庄

０５１４３０；２．河北科技大学，河北

石家庄

０５００１８）

要］醋酸锌作为一种重要的化工原料，在印染、医药、化工等行业得以广泛的应用，用低含量的氧化锌通过适当处理制

醋酸锌产品，对于提高锌的利用率及降低生产成本具有重大意义。

［关键词］氧化锌；低含量；生产；醋酸锌［中图分类号］ＴＱ２６２．３

［文献标识码］Ｂ

［文章编号］１００３－５０９５（２００８）

１０－００３６－０２

醋酸锌，白色单斜片状晶体［１］，水溶液为无色透明液体，微带醋酸臭味，低毒，可溶于水和乙醇，比重

１．７３５ｇ／ｃｍ３。在１００℃失去结晶水，熔点２００℃（分解）。醋酸锌是一种重要的化工原料，用作醋酸乙烯等的催化剂，印染行业的媒染剂和木材的防腐剂、消毒剂，在医药上作为收敛剂和防腐剂、消毒剂，在陶瓷行业制作釉料等。

１商品醋酸锌质量标准（表１）

表１

项目含量／％≥色泽砷（Ａｓ）／％≤铁（Ｆｅ）／％≤ｐＨ值水分／％≤

药用（无水）

９７．５纯白０．００００１０．００５６．０～６．６

０．０１０．００５

０．００５６．０～６．６

工业用（无水）

９６纯白

药用（含结晶水）２９．０（锌计）

３除杂

某公司设计了一套低含量氧化锌生产醋酸锌的

工艺。采用氨－碳铵溶液浸取氧化锌，加入少量双氧水氧化低价的铁、锰后加入硫化铵沉淀杂质，用板框过滤，加热蒸氨后得碱式碳酸锌，碱式碳酸锌再与醋酸反应生成醋酸锌。蒸出的氨水与反应生成的二氧化碳回收使用。该工艺流程长，氨挥发损失大，物料损耗大，但除杂效果并不理想。

对此，我们进行认真分析，通过大量实验，确定直接法生产工艺，结合各种物质性质的不同设计了一合理的除杂方案，经实验验证可行。氧化锌中的杂质有铁、锰、铜、铬、镉、铅、铋、钴及镍等［２］，不同来源的原料中杂质含量不同，如何除掉如此多种的杂质是个关键。

上述各种金属的醋酸盐在水中的溶解度均较大，不能通过盐的结晶与重结晶分离。三价铬的氧化物不溶于稀酸（稀醋酸），但通过醋酸溶解后可过滤掉一些机械杂质及一些其他的难溶金属化合物。

但由元素的标准电极电位可知［３］，上述各种杂质中，除锰和铬外，其余可被锌置换。

据此，我们选择在一定条件下用纯锌粉置换除杂。由电极电位以上元素仅铜和铋的电负性是大于０的，其余小于０，而反应体系中为控制产品醋酸锌的合格酸是过量的，游离酸的浓度在１０％～３０％之间。使用锌粉除杂工艺条件的选择十分重要。我们通过控制合适的酸度、温度、搅拌强度、锌粉的加入量与搅拌时间，很好地解决了该问题。随着锌粉的加入，杂质析出，我们往体系中添加高质量的活性炭吸附，过滤除杂，然后降温结晶，离心后得成品。

在系统中锰、铬长期积累，母液颜色加重呈棕红

氯化物（Ｃｌ）／％≤０．０００１

２生产工艺

醋酸锌的生产一般由高纯氧化锌与成品醋酸反应制得。首次反应时往醋酸中加入少量水升温至８０～９０℃后加入氧化锌，反应时酸过量，控制一定的比列，反应液进入结晶器降温结晶，然后离心得产品醋酸锌，母液套用。但随着市场竞争的激烈加剧，采用该工艺的产品的利润空间逐渐降低。前一时期，纯氧化锌的价格为２１０００元／ｔ，而９０％的氧化锌价格为１２０００元／ｔ，８０％的氧化锌价格则仅为８０００元／ｔ，锌粉的价格２８０００元／ｔ，由此看采用不纯的氧化锌经过合理的除杂工艺后制产品不失为一条降低生产成本的好方法。

［收稿日期］２００８－０６－３０

［作者简介］扈士海（１９７０－），男，工程师，从事有机产品开发

研究工作。

第１０期扈士海赵地顺：用低含量氧化锌生产醋酸锌・３７・

色，进而影响到产品的质量。根据氢氧化锌的特性，我

们设计了如下除杂工艺。将离心后的反应母液浓缩，蒸出大部分游离酸，适当稀释后加氢氧化钠溶液，升温到７０℃左右，调ｐＨ值到８．５～９．０后搅拌４０～６０ｍｉｎ过滤，滤液保留。滤渣用浓氢氧化钠溶解，再

表２

元素价态

铁２

铁３

锰２

锰３

铜２

铬２

铬３

过滤，弃去不溶性的杂质。母液用醋酸回调ｐＨ值，过

滤出氢氧化锌，与原料氧化锌混合反应。滤液与首次加氢氧化钠的滤液合并，浓缩结晶制得商品醋酸钠。

根据金属氢氧化物的溶度积，理论上能够通过这种方法，可以很好地达到除杂的目的（表２）。

镉２

铅２

铋３

钴２

钴３

镍２

锌２

钒２

（ＯＨ）８×１０－１６３×１０－３９１．９×１０－１３１×１０－３６１．３×１０－２０１×１０－１７６×１０－３１２．８×１０－１４１．２×１０－１５３×１０－３２１．６×１０－１３３×１０－４１２×１０－１５３×１０－１７４×１０－１６ＫＳＰ

４应用

实际生产中产品容量分析含量达到２９．０％以上，

验证了该工艺。

４．１分析方法

取样品溶于水中，在ｐＨ５～６的乙酸－乙酸钠缓冲溶液中，加入氟化钠与硫代硫酸钠掩蔽干扰离子，以二甲酚橙为指示液，用乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液滴定［４］。

抗坏血酸；盐酸（ＧＢ／Ｔ６２２）溶液：１＋１；氨水（ＧＢ／Ｔ６３１）溶液：２＋３；氟化钠（ＧＢ／Ｔ１２６４）溶液：２００ｇ／Ｌ，贮存于塑料瓶中；硫代硫酸钠（ＧＢ／Ｔ６３７）溶液：１００ｇ／Ｌ；乙酸－乙酸钠缓冲溶液：ｐＨ＝５．５［将１５０ｇ乙酸钠（ＧＢ／Ｔ６９４）溶于水中，加入５０ｍＬ冰乙酸（ＧＢ／Ｔ６７６），用水稀释至１０００ｍＬ，摇匀］；乙二胺四乙酸二钠（ＥＤＴＡ）（ＧＢ／Ｔ１４０１）标准滴定溶液：Ｃ约０．０５ｍｏｌ／Ｌ；对硝基酚指示液：１ｇ／Ｌ；二甲酚橙指示液：２ｇ／Ｌ。４．２分析步骤

称取预先于１０５～１１０℃下干燥至恒重的约２ｇ试样，精确至０．０００２ｇ，置于４００ｍＬ高形烧杯中，加少量水润湿，用盐酸溶液溶解。移入２５０ｍＬ容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀。用移液管移取２５ｍＬ试验溶液，置于２５０ｍＬ锥形瓶中。加７０ｍＬ水、０．１ｇ抗坏血酸、２滴对硝基酚指示液。用氨水溶液调至黄色，再用盐酸溶液调至恰呈无色。加入２０ｍＬ乙酸－乙酸钠缓冲溶液，５ｍＬ氟化钠溶液，５ｍＬ硫代硫酸钠溶液，摇匀。加５滴二甲酚橙指示液，用乙

二胺四乙酸二钠标准滴定溶液滴定至溶液由紫红变为亮黄色即为终点。同时做空白实验。

５结论

原料与产品通过检测验证了整个工艺的可行、可靠。

结合车间生产设备，制定工艺如下：将一定浓度的醋酸升温到８０～９０℃后加入氧化锌，搅拌反应２～３ｈ，过滤，滤液中加入原料氧化锌量３％～５％的锌粉，７０～８０℃下反应１～１．５ｈ后加０．５％的活性炭，过滤后降温，控制一定的比列，反应液进入结晶器降温至３０℃以下后结晶，然后离心得产品醋酸锌，离心时用少量纯水洗涤结晶，适当凉晒除去表面水后包装即为成品。母液套用１０～１５次后进行加碱处理。母液浓缩到剩余体积为原体积的１／３时，加１０％的氢氧化钠调ｐＨ８～９，滤饼用２０％的氢氧化钠于６０～７０℃下反应４０ｍｉｎ后过滤除杂，滤液在冷却下用醋酸调ｐＨ值８～９后滤出氢氧化锌。

上述工艺在实际生产中已连续运行８个月的时间，产品质量稳定，取得显著的经济效益。

［参考文献］

［１］Ｊ．Ａ．迪安主编，尚久方等译．兰氏化学手册（第十三版）［Ｍ］．北京：科学出版社，１９９１．

［２］倪景清．氨－碳酸铵法生产活性氧化锌工艺研究［Ｊ］．无机盐工业，１９９２，（５）：２－５．

［３］李启华，余锦，樊朝英．工厂化验员速查手册［Ｍ］．化学工业出版社，２００５．

［４］ＨＧ／Ｔ２５２３－１９９３．工业碱式碳酸锌［Ｓ］．