本發明屬于化工技術領域，特別涉及一種硫酸鋅及氧化鋅的閉路循環制備新工藝。
背景技術：
硫酸鋅是一種針狀或粉狀的白色或黃色的結晶體，由含鋅原料與硫酸反應制得，易溶于水和酸，易吸潮、結塊。用途廣泛，主要用于醫藥-催吐劑、工業-選礦、飼料-添加劑、農業-鋅的補充劑、食品等行業。而氧化鋅是白色粉末或六角晶系結晶體，難溶于水，可溶于酸和強堿，無嗅無味，受熱變黃色，冷卻后又恢復白色。廣泛用于塑料、橡膠、油漆、食品等行業。
目前硫酸鋅溶液的生產普遍采用硫酸法，其工藝流程是：將次氧化鋅通過皮帶輸送機加入到中性浸出槽中，再加入濃硫酸和水溶解、浸出，并進行機械攪拌，控制適當的浸出時間、溫度、PH值，浸出后的礦漿送入壓濾機壓濾，壓濾后濾液送入除鐵工序，中浸渣進入第二段浸出。中浸液泵入除鐵槽，投加雙氧水和高錳酸鉀，進入除鐵除錳操作，鐵錳含量合格后，礦漿送入壓濾機壓濾，壓濾后液送入凈化工序。除鐵錳后液泵入凈化槽，投入鋅粉，置換銅鎘等重金屬雜質，銅鎘含量達標后，礦漿送入壓濾機壓濾，壓濾后液送入蒸發結晶工序或生產氧化鋅的轉化工序。經過除雜的凈化后液送入蒸發結晶槽內，通過導熱油管加熱除去其中的水分，結晶分離后的硫酸鋅送入干燥窯干燥，生產出合格的產品硫酸鋅。結晶分離后的硫酸鋅母液返回到結晶糟，繼續濃縮結晶。該工藝技術的缺陷是：當硫酸鋅母液反復循環幾次后，系統中的雜質含量會逐步增高，嚴重影響了產品質量。當不能繼續循環使用需直接將廢液向外排放，不但是每噸硫酸鋅的用水量增大，也會造成環境污染。
氧化鋅的制液工序與一水硫酸鋅的制液工序完全相同，即活性氧化鋅生產的中間產物也是純凈的硫酸鋅溶液。將凈化好的硫酸鋅溶液泵入沉淀糟，加入沉淀劑碳酸氫銨或碳酸鈉，進行機械攪拌，控制適當的溫度、PH值，產生堿式碳酸鋅沉淀后送壓濾機壓濾，碳酸鋅沉淀經過洗水、脫水干燥后送熱分解系統進行煅燒，煅燒后自然冷卻制得氧化鋅。該工藝技術的缺陷是：生產中產生的硫酸銨溶液或硫酸鈉溶液以及碳酸鋅沉淀的多次洗水直接排放后，不但是每噸氧化鋅的用水量增大，同樣也會對環境產生嚴重污染。
技術實現要素：
本發明的目的是針對現有硫酸鋅及氧化鋅單一生產工藝的共性的不足之處，在原有的單一硫酸鋅生產工藝及單一氧化鋅的生產工藝基礎上提出的一種閉路循環制備新工藝的方法。
本發明的技術方案是這樣的：硫酸鋅及氧化鋅的閉路循環制備新工藝，其中，硫酸鋅的生產工藝由制液--結晶--廢液排放等工序組成；氧化鋅的生產工藝是由制液--合成—洗滌--熱分解--廢液排放等工序組成。二者都存在廢液排放、單位產品用水量大又有影響環保方面的問題。本發明針對兩種工藝的工藝特征和工藝技術缺陷，在新工序中進行充分整合、改造成閉路循環環保型生產體系。該工藝生產主要工序分為制液、產品制備、廢液處理。
1、制液系統工序：由中酸浸出、浸出液的氧化除鐵、氧化除錳、置換除雜等工序組成。制液系統的工藝原理是對含鋅原料，用硫酸進行中酸浸出，中酸浸出液經過氧化劑的氧化除鐵、氧化劑的氧化除錳、鋅粉置換除銅鎘等雜質元素的方法，最后制取合格的硫酸鋅溶液。
2、產品制備系統工序：由硫酸鋅的制備分系統和氧化鋅的制備分系統組成。
2.1硫酸鋅制備分系統工序：由濃縮結晶、固液分離、干燥、包裝等工序組成。其工藝原理是將制液系統制備的合格的硫酸鋅溶液進行加熱蒸發濃縮結晶除去部分水分、固液分離后、硫酸鋅固體進入旋轉窯干燥、產品包裝，最后制備合格的硫酸鋅產品。
2.2氧化鋅制備分系統工序：由碳酸鋅的合成、洗滌、干燥、高溫煅燒、氧化鋅的包裝等工序組成。其工藝原理是在制液系統制備的合格的硫酸鋅溶液中，加入沉淀劑碳酸氫銨或碳酸鈉，合成堿式碳酸鋅，對堿式碳酸鋅進行洗滌、閃蒸干燥、高溫煅燒、氧化鋅的包裝，最后制備合格的氧化鋅產品。
3、廢液處理系統工序：由硫酸鋅的制備分系統中產生的硫酸鋅分離母液、氧化鋅的制備分系統中產生的硫酸銨或硫酸鈉溶液及堿式碳酸鋅洗滌液等產生廢液的處理工序組成。其工藝原理是將硫酸鋅分離母液轉移至制液系統中，達成硫酸鋅的制備分系統與制液系統形成一個循環體系：將堿式碳酸鋅的洗滌液轉移至制液系統中，達成氧化鋅的制備分系統與制液系統形成一個循環體系；將硫酸銨溶液轉移至硫酸鋅的制備分系統的結晶工序中，達成氧化鋅的制備分系統與硫酸鋅的制備分系統形成循環體系。通過這三大循環體系，從原料的浸出到生產出最終產品，生產工藝過程中的所有料液在三大體系中都以閉路循環的方式運行，不再向系統外排放任何廢液。
本發明專利與原有的單一硫酸鋅生產線或單一氧化鋅生產線相比有益效果是：
1、將原有的單一的生產線整合成一條能同時生產硫酸鋅和氧化鋅的綜合生產線，將原有的技術缺陷在新工序中進行充分整合、改造成閉路循環環保型生產體系。隨著工序的單套制液裝置能力的提高，資源綜合利用率也大幅提高，工序納污能力增加。
2、實現了廢水零排放，消除了原有工藝對環境的污染。兩種工藝相結合，水量得到充分的平衡，廢水綜合利用效果突出，且新鮮水用量大幅降低，每噸活性氧化鋅+硫酸鋅用水量為4t,僅為傳統工藝的1/2左右，節約環保作用明顯。
3、氧化鋅煅燒過程中的余熱得到綜合利用，產生的熱能梯次使用，最大發揮了余熱綜合利用的效果。
4、本發明閉路循環新工藝技術使氧化鋅或硫酸鋅的單一生產工藝走出了“污染-治理-二次污染”的惡性循環，不僅從源頭上控制了三廢的產生，防止環境污染，而且降低了生產成本，提高了經濟效益。
具體實施方式
本發明的具體實施方式如下。
硫酸鋅及氧化鋅閉路循環制備新工藝，該工藝生產主要工序分為制液、產品制備、廢液處理工序。
1、制液系統工序：該工序由中酸浸出、浸出液的氧化除鐵、氧化除錳、置換除雜工序組成。所述的中酸浸出是指，用硫酸進行中酸浸出。中酸浸出液經過過濾、過濾液經過氧化劑的氧化除鐵、氧化除錳工序，通過鋅粉一次置換和二次置換，置換出銅鎘等雜質元素，最后制得合格的硫酸鋅溶液。
2、產品制備系統工序：由硫酸鋅的制備分系統工序和氧化鋅的制備分系統工序組成。
2.1硫酸鋅的制備分系統工序：由濃縮結晶、固液分離、干燥、包裝工序組成。將制液系統制備的合格的硫酸鋅溶液進行加熱蒸發濃縮結晶除去部分水分，固液分離后，將硫酸鋅固體轉入旋轉窯進行干燥，經產品包裝，得到合格的硫酸鋅產品。
2.2氧化鋅的制備分系統工序：由碳酸鋅的合成、洗滌、干燥、高溫煅燒、氧化鋅的包裝等工序組成。將制液系統制備的合格硫酸鋅溶液中，加入沉淀劑碳酸氫銨或碳酸鈉，合成堿式碳酸鋅，對堿式碳酸鋅進行過濾洗滌、閃蒸干燥、高溫煅燒、冷卻、氧化鋅的包裝，最后得到合格的氧化鋅產品。
3、廢液處理系統工序：由硫酸鋅的制備分系統工序中產生的硫酸鋅分離母液、氧化鋅的制備分系統中產生的硫酸銨或硫酸鈉溶液及堿式碳酸鋅洗滌液產生的廢液處理工序組成。通過過濾、中轉池工序將經廢液處理的硫酸鋅分離母液轉移至制液系統工序中，達成硫酸鋅的制備分系統與制液系統形成一個封閉循環體系；通過過濾、中轉池工序將經廢液處理的將堿式碳酸鋅的洗滌液轉移至制液系統中，達成氧化鋅的制備分系統與制液系統形成一個封閉循環體系；將經過碳化沉鋅過濾、蒸發、冷卻結晶的硫酸銨溶液轉移至硫酸鋅的制備分系統的結晶工序中，達成氧化鋅的制備分系統與硫酸鋅的制備分系統形成封閉的循環體系。通過這三大循環體系工序，從原料的浸出到生產出硫酸鋅、氧化鋅最終產品。本發明生產工藝過程中的所有料液在三大體系中都以閉路循環的方式運行，不再向系統外排放任何廢液。