·814 北京科技大学学报 第33卷 将稀释析出的晶体作X射线衍射(XRD),结果 全Zn0点 100℃ 如图3所示 至Zn0点 20 75t 14000 12000 *一一Zn0 10000 8000 10 6000 4000 2000 51015202530354045 Va0质量分数/% 10 20 30 40 50 60 26) 图575~100℃Na,0-Z0H,0相图左支溶解度曲线上的氧化 图3稀释析出的品体XRD谱 锌循环 Fig.3 XRD pattern of crystals obtained by diluting Fig.5 Circulation of zine oxide on the left solubility curve of the NazO-ZnO-H2O system in the range of 75 to 100C 由表1和图3可知，该稀释过程析出的晶体是 Z0,且析晶实验在质量上稀释至原来2倍达到平 H,0母液体系稀释至75℃下的不同倍数，48h后成 衡后就能使体系中Zn0的析出率达到59.980%. 分如表2所示 采用类似铝拜耳法实现铝土矿的溶出和母液循环的 表2较高碱浓度体系稀释至不同倍数保温75℃48h体系Z0含 机理，如图4所示，可将固相分离后的体系经蒸发浓 量和析出率 缩后就可以继续用以浸出下一批Z0,碱得以循环 Table 2 Content and crystallization rate of zine oxide in a higher alkali 使用.其中，MR表示铝酸钠溶液中Na,0与AL,O3 concentration system diluted by different times and kept at 75 C for 48 h 分子数的比值.画出75~100℃Na,0-Zn0H,0相 稀释倍数（相对 溶液中Zn0质 析出率， 原体系质量) 量分数/% n/% 图左支溶解度曲线上的氧化锌循环图，如图5所示 2 5.84 52.11 40 4 1.43 76.14 MR=1.65 35 全A山，0，H,0点 6 0.61 84.56 0 8 0.32 89.13 25 侄Al0,3H0点 10 0.20 91.46 20 MR=3.40 由表2可知，较高Na,0质量分数(>29%)的 200℃ Na,0-Zn0-H,0体系采用稀释的方法也一样可以 实现较高的氧化锌析出率. 30 60 以上实验结果说明100℃的左支(Na,0质量分 15 25 35 45 数<34%)Na,0-Zn0-H,0平衡体系可以通过稀释 Na,0质量分数% 析晶的方式分离氧化锌，实现氧化锌的生产循环. 图4N20-A203-H20系的拜耳法循环国 若直接将Na,0质量分数为27.69%的Na,0- Fig.4 Bayer circulation chart of the NaOl system Zn0-H,0平衡体系从100℃降至75℃以及25℃达 从图5可以看出：与氧化铝的拜耳法生产过程 到平衡后所得体系质量分数变化情况如表3所示 原理图相似，该循环过程也包括溶出(A一B)、稀释 表3100℃体系降温后成分的变化情况 (B一C)、析出(C一D)和蒸发(D一A)过程，不同的 Table 3 Component change after the temperature of the system is cooled 是该工艺的稀释和析出是一步完成的，且不需要添 down from100℃ 加晶种. Na20质量 Zn0质量 H20质量 温度/℃ 当然这个过程也适用于100℃下左支(Na,0质 分数1% 分数/% 分数/% 量分数小于34%)较高Na20质量分数(>29%)的 100 27.69 16.94 55.37 Na,0-Zn0HH,0体系，如100℃下Na20质量分数为 75 28.38 16.48 55.14 32.43%、Zn0质量分数为22.93%的Na,0-Zn0- 25 28.39 16.06 55.55北 京 科 技 大 学 学 报 第 33 卷 将稀释析出的晶体作 X 射线衍射( XRD) ，结果 如图 3 所示． 图 3 稀释析出的晶体 XRD 谱 Fig． 3 XRD pattern of crystals obtained by diluting 由表 1 和图 3 可知，该稀释过程析出的晶体是 ZnO，且析晶实验在质量上稀释至原来 2 倍达到平 衡后就能使体系中 ZnO 的析出率达到 59. 980% ． 采用类似铝拜耳法实现铝土矿的溶出和母液循环的 机理，如图 4 所示，可将固相分离后的体系经蒸发浓 缩后就可以继续用以浸出下一批 ZnO，碱得以循环 使用． 其中，MR 表示铝酸钠溶液中 Na2O 与 Al2O3 分子数的比值． 画出 75 ～ 100 ℃ Na2O--ZnO--H2O 相 图左支溶解度曲线上的氧化锌循环图，如图 5 所示． 图 4 Na2O--Al2O3 --H2O 系的拜耳法循环［13］ Fig． 4 Bayer circulation chart of the Na2O-Al2O3 -H2O system［13］ 从图 5 可以看出: 与氧化铝的拜耳法生产过程 原理图相似，该循环过程也包括溶出( A—B) 、稀释 ( B—C) 、析出( C—D) 和蒸发( D—A) 过程，不同的 是该工艺的稀释和析出是一步完成的，且不需要添 加晶种． 当然这个过程也适用于 100 ℃ 下左支( Na2O 质 量分数小于 34% ) 较高 Na2O 质量分数( ＞ 29% ) 的 Na2O--ZnO--H2O 体系，如100 ℃下 Na2O 质量分数为 32. 43% 、ZnO 质 量分数为 22. 93% 的 Na2O--ZnO-- 图5 75 ～ 100 ℃ Na2O--ZnO--H2O 相图左支溶解度曲线上的氧化 锌循环 Fig． 5 Circulation of zinc oxide on the left solubility curve of the Na2O-ZnO-H2O system in the range of 75 to 100 ℃ H2O 母液体系稀释至 75 ℃下的不同倍数，48 h 后成 分如表 2 所示． 表 2 较高碱浓度体系稀释至不同倍数保温 75 ℃ 48 h 体系 ZnO 含 量和析出率 Table 2 Content and crystallization rate of zinc oxide in a higher alkali concentration system diluted by different times and kept at 75 ℃ for 48 h 稀释倍数( 相对 原体系质量) 溶液中 ZnO 质 量分数/% 析出率， η /% 2 5. 84 52. 11 4 1. 43 76. 14 6 0. 61 84. 56 8 0. 32 89. 13 10 0. 20 91. 46 由表 2 可知，较高 Na2O 质量分数( ＞ 29% ) 的 Na2O--ZnO--H2O 体系采用稀释的方法也一样可以 实现较高的氧化锌析出率． 以上实验结果说明 100 ℃的左支( Na2O 质量分 数 ＜ 34% ) Na2O--ZnO--H2O 平衡体系可以通过稀释 析晶的方式分离氧化锌，实现氧化锌的生产循环． 若直接将 Na2O 质量分数为 27. 69% 的Na2O-- ZnO--H2O 平衡体系从 100 ℃降至 75 ℃以及 25 ℃达 到平衡后所得体系质量分数变化情况如表 3 所示． 表 3 100 ℃体系降温后成分的变化情况 Table 3 Component change after the temperature of the system is cooled down from 100 ℃ 温度/℃ Na2O 质量 分数/% ZnO 质量 分数/% H2O 质量 分数/% 100 27. 69 16. 94 55. 37 75 28. 38 16. 48 55. 14 25 28. 39 16. 06 55. 55 ·814·