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摘要：国内氧化锌主要用作橡胶行业的工业原料,占据氧化锌总消耗量的60%左右。用于橡胶行业的氧化锌对重金属杂质元素的含量有严格要求,尤其是锰元素,因为锰元素含量超标会加速橡胶的老化。采用氨法由含锌烟灰制备氧化锌的原生产工艺过程中,铁、锰脱除的具体过程为：在浸出的同时加入次氯酸钙进行一次氧化除铁、锰,然后还必须加入昂贵的二氧化铅进行深度氧化除铁、锰。此方法不仅经济成本高,而且沉降过滤困难,铁、锰脱除效果不佳。针对上述问题本文采用次氯酸钙对含锌烟灰进行氧化预处理,然后对预处理后含锌烟灰进行氨浸,氨性浸出液经“净化-蒸氨-煅烧”后得氧化锌产品。首先考察了预处理条件对浸出液中铁、锰元素含量的影响。实验结果表明,优化后预处理条件为：次氯酸钙添加量为8%(wt.%),预处理时间为30min,预处理时液固比为3ml/g,预处理温度为室温,搅拌速度250rpm。在优化后预处理条件下,氨性浸出液中检测不到铁、锰元素的存在。然后通过X射线光电子能谱(XPS)对预处理前后含锌烟灰中铁、锰元素的存在价态进行了表征,并对预处理过程可能的氧化机理进行了讨论。研究表明,经预处理过程含锌烟灰中二价铁和二价锰的氧化物分别被氧化为三价铁和四价锰的氧化物或者它们的水合物形式,从而阻止了铁、锰元素在氨浸过程中的溶解,达到了脱除铁、锰元素的目的。采用“氧化预处理-氨浸”工艺处理含锌烟灰后得浸出液,采用锌粉置换法脱除浸出液中的铜、镉、铅元素。首先通过理论计算获得了浸出液中锌、铜、镉和铅的游离离子浓度分别为3.22×10-10mol/L、3.42×10-12mol/L、3.2×10-12mol/L和2.23×10-12mol/L。然后进一步计算获得了置换后所得净化液中铜、镉和铅元素的理论浓度分别为7.83×10-34mol/L,2.7×10-13mol/L和1.14×10-19mol/L。最后通过实验考察了净化条件对净化效果的影响。研究表明,在优化后净化条件下(锌粉添加量为理论锌粉添加量的8倍,反应时间1h,反应温度为60。C,搅拌速度为250rpm)进行深度净化所得净化液,采用原子吸收分光光度仪检测不到铜、镉和铅元素的存在。通过以上研究获得了“氧化预处理-氨浸-净化-蒸氨-煅烧”的新工艺,采用新工艺制备的氧化锌中铁、锰、铜、镉和铅的元素含量分别为0.84ppm、0.28ppm、0.12ppm、0.88ppm、0.96ppm,满足作为橡胶硫化促进剂的氧化锌对杂质元素含量的要求。