七水硫酸锌制备方法

[db:作者] / 2023-01-12 00:00

七水硫酸锌

[物化性质]别名为锌矾，皓矾，为无色或白色结晶性粉末物质，密度1.957g/cm3，在干燥空气中易风化。易溶于水和胺类，微溶于乙醇和甘油，不溶于液氨和酮。加热到30℃失去1分子结晶水，100℃失去6分子结晶水，280℃失去7分子结晶水，767℃分解成ZnO和SO3。

[制备方法]一般采用酸水解法制备。在带搅拌器的耐酸反应釜中，先加入少量氧化锌和一定量硫酸形成硫酸锌稀溶液，然后在搅拌下加入氧化锌调成浆状，再加入硫酸控制pH值为5.1，即为反应终点。将反应液过滤，滤液加热至80℃，加入锌粉，将铜、镉、镍等置换出来，再过滤，滤液加热至80℃以上，加入高锰酸钾(或漂白粉)并加热至沸，将铁、锰等杂质氧化。过滤后滤液先经澄清，然后蒸发至49～52°Be，经冷却结晶，离心脱水和干燥制得七水硫酸锌。

(1)从废锌铁合金中制备七水硫酸锌

①酸溶在带搅拌的耐酸反应器中加入30%的稀硫酸，然后加入破碎好过量的废锌铁合金零件，开始反应，用水蒸气对反应器加热，温度控制在80～95℃，可间断加热、搅拌、反应至无气体放出，pH值为5.1即为反应终点，主要反应式：

②过滤反应终止后，趁热过滤(在过滤器中进行)，滤出Cu、As混合的不溶黑色絮状杂质，As有部分形成AsH3气体放出，AsH3有毒，所以生产车间中通风和防护措施一定要良好。

③用黄铁钒法净化除铁向滤液中加入氧化剂NaClO3或KCIO3，将Fe2+全部转化为Fe3+，控制加热温度为85～95℃，pH值在1.6～1.8范围内。在搅拌的条件下，加入Na2SO4，Fe3+在热溶液中生成黄色黄铁矾大颗粒沉淀，趁热过滤，除去杂质铁。反应方程如下：

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

④蒸发和结晶将最后过滤所得纯净的硫酸锌溶液注入蒸发器中，加热蒸发至溶液的浓度为49～52°Be，外观溶液表面出现鳞片时，停止加热，趁热将浓溶液注入结晶器中，冷却结晶出无色的ZnSO4·7H2O晶体，最佳结晶温度为18～12℃。

(2)利用菱锌矿抽取七水硫酸锌

锌菱矿的主要成分是ZnCO3，焙烧后得氧化物，再用硫酸进行浸取，此时发生如下主反应：

ZnO+H2SO4→ZnSO4+H2O

菱锌矿焙烧后，其中的亚铁被氧化为高铁，锰被氧化成二氧化锰。用硫酸浸取焙烧矿粉时，Pb、Cu、Fe、Ca、Mg、Cd等也有与Zn类似的反应，生成物中PbSO、CaSO4溶解度较小，而含量较多的硅为不溶性硅酸盐或多硅酸盐。pH值为5.0时，Fe3+、A13+完全水解为Fe(OH)3及Al(OH)3沉淀，Zn2+则在pH值为5.5时才开始水解。故中性浸取液(控制pH值5.2)过滤便可除去Si及Fe3+、A13+，基本除去Ca2+、Pb2+及Mn2+，而锌粉不损失。通过氧化法再除去少量的Fe2+、Mn2+，锌粉置换法除Cu2+、Cd2+等重金属，沉淀法除Mg2+，制得精制的硫酸锌溶液，此液直接蒸发、浓缩、结晶，制得七水硫酸锌。

(3)电解法精制粗硫酸锌

用焙烧后的锌精矿或粗锌溶于硫酸，可以得到粗硫酸锌溶液。粗制的硫酸锌溶液中常含有少量的铁、锰、铜、镉等杂质，用电解法除杂质时，为不使锌在电极上析出，使用较低的电流密度为宜。为低电流密度下，铁、锰在阳极区分别以氢氧化铁和二氧化锰形式析出，而铜、镉在阴极区则以金属形式析出。金属或金属氧化物在电极上沉积，金属离子放电和表面扩散同时进行，在一定程度上表面扩散起重要作用。因此，当沉积物原子扩散到结晶位错中去时，可以中断外电流。

[技术指标] HG/T2326-2005工业硫酸锌

[应用]在冷却水系统中，锌盐是最常用的阴极型缓蚀剂，主要由锌离子起缓蚀作用。在阴极部位，由于OH-的聚积，使局部pH值升高，Zn2+能迅速形成Zn(OH)2，沉积于阴极表面，抑制阴极反应而起缓蚀作用。

锌盐一般是和聚磷酸盐、有机膦酸盐、多元醇磷酸酯、钼酸盐等复配起增效作用，并可降低它们的用量。锌离子在复合缓蚀剂中常用量为2～4mg/L。锌盐用量增加，腐蚀速度降低，但超过一定浓度后，锌离子用量继续增加，对腐蚀速度的影响不太明显，反而会增加运行成本和排污水中的锌离子浓度。

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