七水硫酸锌(ZnSO4·7H2O)的熔炼过程需要特别注意其结晶水特性,当温度达到40℃时就开始失去部分结晶水。实际操作中通常采用阶段式升温法,先将原料放入耐酸反应釜(材质建议选用316L不锈钢或搪瓷),控制升温速率在5-8℃/min避免暴沸,特别在100-120℃区间要缓慢加热以充分脱除六个结晶水分子。
当温度升至280-300℃临界点时,剩余的一个结晶水分子会完全脱离,此时物料转变为无水硫酸锌(ZnSO4)。这个阶段建议采用间接加热方式,通过导热油循环系统(工作温度范围200-350℃)能更精确控温。值得注意的是熔炼过程会产生酸性蒸汽,必须配套安装冷凝回收装置(冷凝温度控制在5-10℃)和碱液吸收塔(pH值维持在10-12)。
为获得高纯度产物,可在熔融态时加入少量双氧水(浓度30%的添加量为0.5-1.2%)氧化杂质。后期保温阶段保持物料在450-500℃(±5℃精度)维持20-30分钟,使杂质充分分解。出料时应采用氮气保护(纯度99.99%)防止产物吸潮,冷却至室温后过80目筛可获得均匀的白色粉末。
工业级熔炼还需关注能耗优化,新型多级余热利用系统(热效率提升15-20%)能显著降低生产成本。对于含铁量高的原料,建议在熔炼前先加入锌粉(添加量0.3-0.8%)进行置换反应,这样成品中铁含量可控制在50ppm以下。最终产物检测要重点关注水不溶物(≤0.05%)、氯化物(≤0.01%)等关键指标是否达标。