介紹

立德粉也稱鋅鋇白，是硫化鋅與硫酸鋇的混合晶體，具有許多獨(dú)特和優(yōu)良的性能，立德粉產(chǎn)品形成了系列產(chǎn)品，如高ZnS型、表觀處理型、水分散型、耐曬型、彩色型等，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中發(fā)揮著重要作用。

圖一 立德粉

應(yīng)用

立德粉可改善耐候性，防藻，降低成本以及其具有優(yōu)異的遮蔽力的白度。它比硫化鋅用途廣，主要用于涂料、油漆、熱塑性塑料、熱固性塑料、紙張等，通過表面處理或TiO2包覆可以代替部分金紅石。在結(jié)構(gòu)上與硫化鋅成分相似，含有硫酸鋇成分，耐久性稍差。抗粉化性較差。價格便宜，因此可部分替代二氧化鈦使用?？蓱?yīng)用于油漆、油墨、橡膠等的著色。鋅鋇白顏料比硫化鋅用途廣。在結(jié)構(gòu)上與硫化鋅成分相似，含有硫酸鋇成分，耐候性以及抗紫外線性能稍差[1]。

制備工藝

目前存在的問題

目前立德粉主要在中國生產(chǎn)，國內(nèi)生產(chǎn)絕大部分還是使用傳統(tǒng)法，主要原料是次氧化鋅、硫酸和硫化鋇（重晶石和煤經(jīng)高溫還原制得），使用原料一般含鋅45% ～ 70%。傳統(tǒng)法生產(chǎn)立德粉流程是以含鋅45%以上鋅焙砂為原料用硫酸浸出，得到硫酸鋅粗液，然后用高錳酸鉀氧化除鐵等，再用鋅粉置換重金屬，過濾得到硫酸鋅精制液，再與硫化鋇進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)、壓濾、煅燒、漂洗、干燥、粉碎得到含硫化鋅30%以上不同類型的立德粉系列產(chǎn)品。整個過程在酸性(PH ＜ 7）環(huán)境中進(jìn)行，消耗大量的硫酸。

近年來納米立德粉已投入工業(yè)生產(chǎn)，硫酸鋅溶液制得與傳統(tǒng)法相同，合成時在有機(jī)相（如苯等）中進(jìn)行，生產(chǎn)成本高，廢水難以循環(huán)利用，生產(chǎn)過程有機(jī)溶劑以及終浸渣容易造成對環(huán)境的污染，其發(fā)展受到嚴(yán)重的限制。另外，隨著鋅化合物和立德粉的需求越來越大，我國鋅資源的不斷開采，礦產(chǎn)資源日趨貧、細(xì)、雜，綜合利用和環(huán)保要求不斷提高，人們已開始研究低鋅原料的回收利用技術(shù)。

低成本制備新工藝

立德粉制備第一步處理低品位礦：取低品位氧化鋅礦，以質(zhì)量比計(jì)算為，主要成分：Zn21.15%、Fe18.20%、Si027.94%， 其鋅物相成分為碳酸鋅13.86%、硅酸鋅2.82%、硫化鋅0.73%、鋅鐵尖晶石3.74%。取硫酸鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)為93%的廢石膏。

1.浸出：制取1500ml氨水-硫酸銨溶液作為氨浸液，其中氨水濃度為7.0mol/ L、硫酸銨摩爾濃度為0.5mol/L,按每立方米氨浸液添加0.05kg的十二烷基苯磺酸鈉、0. 5kg氟硅酸鈉、0.5kg的二氰二胺。取氧化鋅礦3720克與廢石膏1280克混合均勻（測得質(zhì)量配比為［Zn2+］:［SO42-］=2.9 ：1）加入到上述氨-硫酸銨浸液中進(jìn)行三段浸取，各段浸取時間均為3小時，固液分離后，得到1450ml終浸液（其余液體渣中帶走），鋅浸出率90.02%，所得終浸液的成分為:Zn83.94 g/L,SO42-88.36 g/L, Pb 1.18 g/L, Cu 0.33 g/L,Cd 0.24g/L，F(xiàn)e 0.69 g/L。

2.立德粉的制備：取上述終浸液1000ml于2000ml燒杯中，加熱到98℃，再加入4g 過硫酸銨用磁力攪拌器攪拌0.5h，一次氧化后溶液中，加入聚丙烯酰胺溶液，聚丙烯酰胺溶液體積為溶液體積的0.02‰，1h后過濾，所得濾液經(jīng)硫化除雜、鋅粉置換后，得到硫酸鋅氨精制絡(luò)合液。取155.9g硫化鋇（不含水）和28.4g硫化鈉（不含水）混合溶于溶于蒸餾水中得到復(fù)分解反應(yīng)液，向此溶液中加入非離子表面活性劑OP-10（為壬基酚與環(huán)氧乙烷的縮合物） 0.18g，反應(yīng)溫度25℃，攪拌速度為13m/s，充分?jǐn)嚢?0min混勻,然后慢慢加入到1000ml 硫酸鋅氨精制絡(luò)合液中，繼續(xù)攪拌30min后加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%H2O2的脫硫漂白，漂白后過濾分離得nZnS-BaSO4結(jié)晶體濾餅。

用乙醇洗滌nZnS-BaSO4結(jié)晶體濾餅，洗滌后過濾，濾餅在干燥箱105℃干燥1h后粉碎,用原子吸收檢測鋅、鋇產(chǎn)率，以鋅計(jì)達(dá)到97.6%，以鋇計(jì)達(dá)到99%，按國標(biāo)法檢測：產(chǎn)品質(zhì)量分?jǐn)?shù)以硫化鋅和硫酸鋇總和達(dá)到99.4%，ZnS質(zhì)量分?jǐn)?shù)占38.6%。硫化鋇粒徑比硫化鋅粒徑大，分別為78nm和32nm，著色力、吸油值等各項(xiàng)指標(biāo)超過國標(biāo)GB/T1707-1995 B311型產(chǎn)品立德粉[2]。

圖二 立德粉制備的反應(yīng)方程式

參考文獻(xiàn)

[1]江蘇師范大學(xué).一種增強(qiáng)型立德粉:201811367939.6[P].2019-03-12.

[1]四川鋅鴻科技有限公司. 一種利用低品位氧化鋅礦配廢石膏生產(chǎn)納米立德粉的方法:201210357955.3[P].2014-07-09.