專利名稱：一種利用含鋅巰基酯生產(chǎn)廢水合成堿式碳酸鋅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無機(jī)化學(xué)產(chǎn)品合成領(lǐng)域，具體涉及一種利用含有鋅離子的巰基酯生產(chǎn)廢水合成堿式碳酸鋅的方法。
背景技術(shù)：
堿式碳酸鋅，主要用作輕型收斂劑，配制爐甘石、皮膚保護(hù)劑、橡膠、乳膠制品原料及石油開發(fā)過程中的固井劑。當(dāng)前工業(yè)上合成堿式碳酸鋅主要為浸酸法和蒸氨法。浸酸法主要以菱鋅礦為原料通過酸浸、除雜、中和、沉淀、干燥制備堿式碳酸鋅生產(chǎn)工藝，但該法以有機(jī)沉淀劑和有機(jī)螯合劑為除雜劑，除鐵、錳、重金屬等雜質(zhì)，再經(jīng)過濾、中和、沉淀和干燥得堿式碳酸鋅，有機(jī)溶劑毒性大、污染大、操作危險、損失多，不利于環(huán)境保護(hù)和安全生產(chǎn)，且損害人體健康并增加生產(chǎn)成本。蒸氨法主要以精制硫酸鋅和農(nóng)用碳酸氫氨制備堿式碳酸鋅的生產(chǎn)工藝，但該法副反應(yīng)多，且能耗高，收率低，不夠理想。巰基酯，尤其是PVC熱穩(wěn)定劑生產(chǎn)原料巰基酯(如巰基乙酸異辛酯、巰基乙酸異丁酯等)生產(chǎn)的廢水中含有少量鋅鹽，所述廢水一般經(jīng)過處理而排放，如中國專利ZL 200810048478. 6公開的巰基乙酸異辛酯生產(chǎn)廢水處理方法，將其中的固體懸浮物和COD等通過加入藥劑除去。但是，現(xiàn)有的廢水處理方法能耗大、成本高昂，處理不善易污染環(huán)境，而且廢水中的鋅鹽等物質(zhì)得不到有效的回收利用，造成了資源的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有巰基酯生產(chǎn)廢水得不到有效回收利用的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種利用含鋅巰基酯生產(chǎn)廢水合成堿式碳酸鋅的方法。本發(fā)明提供的利用含鋅巰基酯生產(chǎn)廢水合成堿式碳酸鋅的方法為攪拌下向所述廢水中加入氨水，調(diào)節(jié)PH值為5 6 ；再加入碳酸氫銨，過濾得到碳酸氨鋅(Zn(NH3)4CO3)溶液；最后通過減壓蒸餾脫除氨氣，得到堿式碳酸鋅；按摩爾比廢水中Si2+ 氨水碳酸氫銨 =1 1. 0 1. 5 3. 0 3. 5。上述方法中，加入碳酸氫銨后攪拌1 5小時，得到澄清的碳酸氨鋅溶液，所述碳酸氨鋅為碳酸鋅與NH3形成的絡(luò)合物。所述攪拌的轉(zhuǎn)速為10 100轉(zhuǎn)/分。所述減壓蒸餾脫除氨氣的真空度為-0. 05 -0. 09mpao所述減壓蒸餾的溫度為40 80°C。所述減壓蒸餾的時間為1 5小時。上述減壓蒸餾過程可以連續(xù)進(jìn)行，一邊投入碳酸氨鋅溶液、一邊析出產(chǎn)品堿式碳酸鋅。所述含鋅巰基酯生產(chǎn)廢水為含有Si2+的巰基乙酸異辛酯或巰基乙酸異丁酯的生產(chǎn)廢水。
所述含鋅巰基酯生產(chǎn)廢水中Si2+的濃度為0. 4 1. 0mol/Lo本發(fā)明所述合成方法的反應(yīng)方程式如下所述(1) ZnCl2+3 (NH4) HC03+NH3 · H2O = Zn (NH3) 4C03+2C02+2HC1+3H20(2) 5Zn (NH3) 4C03+3H20 = 2ZnC03 · 3Zn (OH) 2+3C02+20NH3(3) 3Zn (NH3) 4C03+3H20 = ZnCO3 · 2Zn (OH) 2 · H20+2C02+12NH3(4) 2Zn (NH3) 4C03+H20 = ZnCO3 · Zn (OH) 2+C02+8NH3本發(fā)明所述的含鋅巰基酯生產(chǎn)廢水是PVC熱穩(wěn)定劑生產(chǎn)原料巰基酯(巰基乙酸異辛酯、巰基乙酸異丁酯等)的生產(chǎn)過程還原工段所產(chǎn)生的一種含鋅鹽的廢水(即巰基酯還原廢水)。一般說來，所述巰基酯的合成路線中，通常包含采用鹽酸、鋅粉還原的步驟，如中國專利CN 101613309A公開的巰基乙酸異辛酯制備方法，以氯乙酸異辛酯和硫代硫酸鈉為原料，經(jīng)過成鹽、水解、還原和蒸餾制備目標(biāo)產(chǎn)物，其中的巰基乙酸異辛酯粗品采用濃鹽酸和鋅粉進(jìn)行還原。所述還原步驟中會產(chǎn)生大量含有Si2+和Cl—的廢水。通常其pH值為1 2，酸性較強(qiáng)，主要成分為氯化鋅、氯化鈉、硫酸鈉、硫酸鋅等。巰基酯生產(chǎn)廢水中的各種物質(zhì)可以通過常規(guī)分析方法確定其含量，如(1)氯化鋅，在酸性條件下，以二苯胺為指示劑，用亞鐵氰化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至藍(lán)紫色為黃綠色，通過耗用亞鐵氰化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液體積和含量計(jì)算出巰基酯還原廢水中的鋅含量；( 硫酸鈉， 在酸性條件下硫酸鹽與氯化鋇反應(yīng)，生成硫酸鋇沉淀，經(jīng)過濾干燥稱量后，根據(jù)硫酸鋇質(zhì)量可得出硫酸根的含量。測定出廢水中Zn2+的含量后，再加入適量氨水和碳酸氫銨，過濾得到碳酸氨鋅溶液，最后通過蒸餾脫除氨氣，即可得到堿式碳酸鋅。整個過程中硫酸鈉、氯化鈉等其它雜質(zhì)，不會對反應(yīng)造成影響。本發(fā)明技術(shù)方案以巰基酯還原廢水為原料，有效利用了原本無用的工業(yè)廢棄物， 減輕了環(huán)境壓力，得到的堿式碳酸鋅收率和純度均符合要求，而且，合成方法操作簡便、反應(yīng)條件溫和、生產(chǎn)成本低廉，具有巨大的工業(yè)應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1稱取21. 6克亞鐵氰化鉀、0. 6克鐵氰化鉀和0. 2克無水碳酸鈉于400ml燒杯中，用水溶解、稀釋至1000ml，置于棕色瓶中，放置1周后過濾標(biāo)定；稱取1克二苯胺，溶于IOOml 濃硫酸中，稱取3. 5克湖北犇星化工有限責(zé)任公司巰基乙酸異辛酯的還原廢水，移入250ml 容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，移取25ml待測液，用上述亞鐵氰化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定，同時做空白試驗(yàn)，測得巰基酯還原廢水中鋅離子濃度為0. 8mol/L。在裝有攪拌裝置、溫度計(jì)的IOOOml四口燒瓶中，加入200ml湖北犇星化工有限責(zé)任公司巰基乙酸異辛酯的還原廢水，在攪拌條件下加入4. Omol/L氨水40ml，調(diào)節(jié)pH值為 6，稱取40克碳酸氫銨，加入到四口燒瓶中，攪拌1小時，得到澄清透明的碳酸氨鋅溶液，再通過過濾得到精制的碳酸氨鋅溶液，收率達(dá)到97%，碳酸氨鋅溶液含量達(dá)到0. 24mol/L。將得到的精制碳酸氨鋅溶液，加入到1000ml三口燒瓶中，連接真空泵，用電熱套加熱，真空度達(dá)到-0. OSmpa,升溫至60°C，蒸餾2. 5小時，再進(jìn)行壓濾，濾餅用純水洗滌，干燥，得到白色粉末狀堿式碳酸鋅，收率達(dá)到96%，鋅含量達(dá)到57. 3%。
實(shí)施例2將實(shí)施例1中4. Omol/L氨水用量調(diào)整到50ml，其余不變，收率為90%，碳酸氨鋅溶液含量0. 2mol/L。實(shí)施例3 將實(shí)施例1中碳酸氫銨用量調(diào)整到38克，其余不變，收率為92%，碳酸氨鋅溶液含量0. 21mol/L。實(shí)施例4將實(shí)施例1中溫度增加到70°C，其余不變，收率為95%，鋅含量達(dá)到56. 8%。實(shí)施例5將實(shí)施例1中真空度調(diào)整到-0.06mpa，其余不變，收率為95%，鋅含量達(dá)到 57. 0%。實(shí)施例6將實(shí)施例1中蒸餾時間調(diào)整到1.5小時，其余不變，收率為91%，鋅含量達(dá)到 57. 1%。雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實(shí)施方案對本發(fā)明作了詳細(xì)的描述，但是本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進(jìn)，這對本發(fā)領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種利用含鋅巰基酯生產(chǎn)廢水合成堿式碳酸鋅的方法，其特征在于，攪拌下向所述廢水中加入氨水，調(diào)節(jié)PH值為5 6 ；再加入碳酸氫銨，過濾得到碳酸氨鋅溶液；最后通過減壓蒸餾脫除氨氣，得到堿式碳酸鋅；按摩爾比廢水中Si2+ 氨水碳酸氫銨=1 1.0 1.5 3.0 3. 5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，加入碳酸氫銨后攪拌1 5小時。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述攪拌的轉(zhuǎn)速為10 100轉(zhuǎn)/分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，減壓蒸餾脫除氨氣的真空度為-0. 05 -0. 09mpa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述減壓蒸餾的溫度為40 80°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述減壓蒸餾的時間為1 5小時。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述含鋅巰基酯生產(chǎn)廢水中Si2+ 的濃度為0. 4 1. Omol/Lο
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述含鋅巰基酯生產(chǎn)廢水為巰基乙酸異辛酯或巰基乙酸異丁酯的生產(chǎn)廢水。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用含鋅巰基酯生產(chǎn)廢水合成堿式碳酸鋅的方法，攪拌下向所述廢水中加入氨水，調(diào)節(jié)pH值為5～6；再加入碳酸氫銨，過濾得到碳酸氨鋅(Zn(NH3)4CO3)溶液；最后通過減壓蒸餾脫除氨氣，得到堿式碳酸鋅。本發(fā)明技術(shù)方案以含鋅巰基酯生產(chǎn)廢水為原料，有效利用了原本無用的工業(yè)廢棄物，減輕了環(huán)境壓力，得到的堿式碳酸鋅收率和純度均符合要求，而且合成方法操作簡便、反應(yīng)條件溫和、生產(chǎn)成本低廉，具有巨大的工業(yè)應(yīng)用前景。
文檔編號C02F9/10GK102557109SQ20111041256
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者吳勇, 宮廷, 張建廣, 徐善武, 戴百雄, 楊圣海, 羅斌 申請人:湖北犇星化工有限責(zé)任公司