摘 要：研究了以次硫酸氢钠甲醛副产氧化锌泥为原料，经化浆、净化、过滤、洗涤、干燥、煅烧制备饲料级氧化锌的新工艺，重点考察了制备工艺中除杂条件以及煅烧温度和时间对产品质量的影响。该研究属全湿法制备饲料级氧化锌新工艺，利用廉价锌泥为原料，制造成本低，同时制备的产品质量经检测可达到HG/T 2792-1996饲料级氧化锌一级品标准，从而该方法为低品位锌资源的利用开辟了一条新途径。
关键词 氧化锌泥 净化 煅烧 饲料级氧化锌
前言：
氧化锌为干性粉状锌源，在饲料中稳定性好、不含水、不结块、不变性，便于饲料加工和长期贮存，对饲料中维生素影响小。饲料级氧化锌作为一种重要的饲料添加剂，与饲料级一水硫酸锌和七水硫酸锌等含锌饲料添加剂相比较，添加量相当于一水硫酸锌的44%，七水硫酸锌的28%。因此单位锌的成本较低，有利于降低饲料添加剂成本[1]。研究表明，来自饲料氧化锌的锌2000-3000mg/kg对仔猪具有促生长和抗菌作用，增加到一定量，可替代抗生素的作用[2]。因此，饲料氧化锌作为饲料微量元素锌的良好添加剂及部分抗生素的替代品，必将有一个美好的市场前景[3-4]。本文以某厂次硫酸氢钠甲醛副产物氧化锌泥为原料，经化浆、净化、过滤、洗涤、干燥、煅烧等工序，制备了符合HG/T 2792-1996(一等品)标准的饲料级氧化锌。
1 实验部分
1.1 实验原料及实验仪器：
① 本实验的主要原料为氧化锌泥、双氧水（27.5%H2O2水溶液）、硫化钠（Na2S）、去离子水等，氧化锌泥的主要化学组成见表1。
表1 氧化锌泥的主要化学组成
元素 | ZnO | Zn（OH）2 | Zn | Pb | As | Cd | NaHSO2·HCHO·2H2O |
含量/% | 80 | 15 | ＜5 | 0.005 | 0.001 | 0.005 | 少量 |
② 本实验的主要仪器有：1000mL烧杯、磁力搅拌器、真空抽滤瓶及漏斗、烘箱、马弗炉等。
1.2 实验原理
本实验的工艺流程如图1所示，采用锌泥为原料添加一定量的去离子水化浆，以双氧水氧化除去锌泥中残留的少量NaHSO2·HCHO·2H2O和单质锌，以Na2S除去溶液中微量Pb2+、Cd2+，经过除杂后的悬浮液进真空抽滤系统过滤，所得滤液调节pH值后可达标排放，滤渣取出放置烧杯中采用去离子水洗涤再进入真空抽滤系统过滤，洗液部分循环用于锌泥化浆，多余洗液（主要含Na+）可直接排放。经洗涤合格后的氧化锌滤饼移入烘箱在105～
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图1 以副产锌泥制备饲料级氧化锌的工艺流程图
①锌泥化浆
向1000mL烧杯中加入500mL去离子水，称取200g氧化锌泥倒入烧杯中，启动磁力搅拌器在常温下搅拌30min使锌泥悬浮于水溶液中备用。
②氧化除杂
本实验采用双氧水（27.5%的H2O2水溶液）作氧化剂既能有效地除去锌泥中残余的次硫酸氢钠甲醛(NaHSO2·HCHO·2H2O)和单质锌，同时又避免引入新的杂质，氧化除杂反应如下[5]：
Zn + H2O2 → Zn（OH）2
NaHSO2·HCHO·2H2O + 2H2O2 → NaHSO4 + CH2O + H2O
依据锌泥中单质锌和次硫酸氢钠甲醛（NaHSO2·HCHO·2H2O）的含量可计算出双氧水的理论消耗量，本实验控制双氧水的用量为理论用量的2倍。
③除微量重金属
在次硫酸氢钠甲醛生产过程中，Pb、Cd等重金属杂质以可溶性盐存在于副产锌泥中，在锌泥化浆并经双氧水氧化后向悬浮液中加入硫化碱（Na2S）以除去微量的重金属杂质，反应原理如下[5]：
Pb2+ + Na2S → PbS↓ + 2Na+
Cd2+ + Na2S → CdS↓ + 2Na+
为避免在除杂过程中带入大量新的杂质，硫化碱（Na2S）的加入量过量20%即可，并且添加硫化碱后须静置沉降24h。
④过滤与洗涤
将净化除杂并经沉降24h后的氧化锌悬浊液上层清液连同料浆一并倒入漏斗进行真空抽滤，底层少量沉积物含重金属杂质可另行处理（可用于加工重金属盐或氧化物），所得滤渣取出放置在烧杯中采用500mL去离子水洗涤后再送真空抽滤系统过滤，滤液可部分回收用于锌泥的化浆。
⑤干燥与煅烧
将步骤④来的合格滤饼放置在烘箱内设定温度在105～
2 结果与讨论
2.1 净化条件分析
本实验采用双氧水氧化除次硫酸氢钠甲醛（NaHSO2·HCHO·2H2O），同时将单质锌转化为Zn（OH）2，在确定双氧水用量时分别选择了理论量的1倍、2倍和3倍进行对比分析，结果发现双氧水用量为理论量的1倍不能彻底除去杂质，控制双氧水用量为理论量的3倍虽然可彻底除去杂质，但原料消耗量太大，而采用2倍理论用量既可有效除杂，同时又节约了净化试剂。因此，本实验确定除杂用双氧水量为理论用量的2倍。
饲料级氧化锌产品对重金属杂质的含量（Pb、Cd、Cu、As等）控制相当严格，因此原料液的净化是否彻底将很大程度上影响最终产物的质量[1,4]。本实验采用硫化碱除重金属杂质效果较好，控制硫化碱用量过量20%，反应物料沉降24h，可实现重金属离子（Pb2+、Cd2+等）脱除彻底，从而可提高饲料级氧化锌产品的等级。实验表明，采用上述净化条件可获得如表2所示的精制ZnO悬浊液。
表2 精制ZnO悬浊液中主要杂质的含量（mg/L）