一種高純鋅粉製備方法
2023-06-23 23:04:16 1
專利名稱：一種高純鋅粉製備方法
一種高純鋅粉製備方法技術領域
本發明屬於有色冶金工業領域，特別涉及高純鋅粉(鋅含量彡99. 99wt%)的製備 方法。
背景技術：
鋅粉是一種重要的工業原料，市場需求量很大，廣泛應用於冶金、化工、建築、交 通、醫藥、電子等領域，鋅粉的生產方法有霧化法和蒸發冷凝法。霧化法製備鋅粉，如氣流噴 射霧化，水力噴射霧化，產品回收率低，動力消耗大，還存在顆粒不均勻等問題。目前國內工 業化生產鋅粉的方法多以蒸發冷凝法為主，以煤、煤氣或電作為能源，鋅錠通過熔鋅爐加熱 熔化直至蒸發再經冷凝製取鋅粉。
現有技術中以電作為加熱源雖然不會帶來汙染，而且易於控制爐溫，從而生產出 較高純度的鋅粉，但不足之處是成本高，適合在生產規模小、產品利潤非常高的情況下使 用。以煤作為能源，存在的不足之處是煤會產生大量的煤焦油，影響充分燃燒，爐溫控制精 度差，導致爐溫波動大，而且鋅粉氧化程度高，生產效率低，不太適合大規模的高純鋅粉生 產工藝。此外，燃煤還對環境造成汙染，需要一定的投入來解決粉塵煙氣汙染的排放。而以 煤氣作為能源，由於煤氣中含有一定量粉煤灰和煤焦油，易造成管道阻塞，而且煤氣的熱值 不穩定，導致燃燒時的溫度不穩定，同樣會導致爐溫波動大，而且鋅粉氧化程度高，生產效 率低，不太適合大規模的高純鋅粉生產工藝。發明內容
本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種爐溫控制精度高、爐溫波動小、適 合工業化生產的、高效率的高純鋅粉製備方法。
本發明所述的高純鋅粉的製備方法，包括如下步驟
(1)天然氣作為加熱源，對熔鋅爐進行預熱，使爐溫升高；
(2)投入鋅錠，繼續對熔鋅爐進行加熱，當爐溫升高至520 580°C時，鋅錠熔化成 鋅水；
(3)將鋅水導入反射爐或精煉鍋中，以天然氣為加熱源，控制熔池溫度460 500°C，靜置M 36小時，以達到熔體分層，上層即為熔體精煉鋅；去除熔池表面的浮渣；
(4)將步驟(3)分層得到的熔體精煉鋅放入鉛塔保溫爐中保存，溫度控制在580 630 0C ；
(5)將熔體精煉鋅導入鉛塔內，使其中的鋅鎘與高沸點雜質鉛和鐵分離；
(6)從鉛塔揮發出來的鋅鎘蒸氣在鉛塔冷凝器中冷凝為鋅鎘合金熔體，並將其導 入鎘塔內，使鎘雜質與鋅分離，將純淨的鋅蒸氣導入鋅粉冷凝器中，鋅粉冷凝器由水循環來 降溫；
(7)鋅蒸氣進入鋅粉冷凝器後被驟冷至90 110°C，鋅蒸氣變成鋅粉落入接粉鬥 中儲存；
(8)將接粉鬥中的鋅粉依次經過混合機和分級機，最後得到成品高純鋅粉，再從分 級機底部通過密閉管道送入成品料倉，通過套筒裝入成品袋包裝入庫。
所述步驟(5)控制鉛塔燃燒室溫度1100 1200°C。
所述步驟(6)控制鎘塔燃燒室溫度950 1050°C。
所述步驟(8)所述密閉管道內必須通入惰性氣體，並保持正壓狀態，所述惰性氣 體是CO2氣體。
本發明利用天然氣作為燃料，天然氣純度高，具有乾淨、燃燒效率高、幾乎不含雜 質的特點，所以能夠燃燒充分，不產生煤焦油和二氧化硫等汙染物，因此燒製得到的熔體精 煉鋅相對以煤和煤氣作為燃料燒製得到的熔體精煉鋅純度更高，再經過精餾獲得高純度的 鋅蒸氣，再採用快速冷卻，將鋅蒸氣冷凝成高純鋅粉。
通過上述方法能夠製得鋅含量> 99. 99wt%的高純鋅粉，即鋅_0和鋅_1，生產回 收率達到99%，生產效率高，並能綜合回收鉛、鈀等雜質。
具體實施方式
實施例1
開啟天然氣加熱源，對熔鋅爐進行預熱，使爐溫升高至450°C，投入鋅錠，繼續對熔 鋅爐進行加熱，當爐溫升高至520°C左右時，鋅錠熔化成鋅水；再將鋅水導入反射爐中，開 啟天然氣加熱源，控制熔池溫度500°C左右，靜置M小時，以達到熔體分層，上層即為熔體 精煉鋅；去除熔池表面的浮渣；將分層得到的熔體精煉鋅放入鉛塔保溫爐中保存，溫度控 制在630°C，保溫5小時；再將熔體精煉鋅導入鉛塔內，控制鉛塔燃燒室溫度1200°C左右，使 其中的鋅鎘與高沸點雜質鉛和鐵分離；從鉛塔揮發出來的鋅鎘蒸氣在鉛塔冷凝器中冷凝為 鋅鎘合金熔體，並將其導入鎘塔內，控制鎘塔燃燒室溫度950°C，使鎘雜質與鋅分離，將純淨 的鋅蒸氣導入鋅粉冷凝器中；鋅蒸氣進入鋅粉冷凝器後被驟冷至110°C，鋅蒸氣變成鋅粉 落入接粉鬥中儲存；將接粉鬥中的鋅粉依次經過混合機和分級機，最後得到成品高純鋅粉。
實施例2:
開啟天然氣加熱源，對熔鋅爐進行預熱，使爐溫升高至500°C，投入鋅錠，繼續對熔 鋅爐進行加熱，當爐溫升高至580°C左右時，鋅錠熔化成鋅水；再將鋅水導入反射爐中，開 啟天然氣加熱源，控制熔池溫度460°C左右，靜置36小時，以達到熔體分層，上層即為熔體 精煉鋅；去除熔池表面的浮渣；將分層得到的熔體精煉鋅放入鉛塔保溫爐中保存，溫度控 制在600°C，保溫4小時；再將熔體精煉鋅導入鉛塔內，鉛塔燃燒室溫度1100°C左右，使其中 的鋅鎘與高沸點雜質鉛和鐵分離；從鉛塔揮發出來的鋅鎘蒸氣在鉛塔冷凝器中冷凝為鋅鎘 合金熔體，並將其導入鎘塔內，控制鎘塔燃燒室溫度1050°C，使鎘雜質與鋅分離，將純淨的 鋅蒸氣導入鋅粉冷凝器中；鋅蒸氣進入鋅粉冷凝器後被驟冷至90°C，鋅蒸氣變成鋅粉落入 接粉鬥中儲存；將接粉鬥中的鋅粉依次經過混合機和分級機，最後得到成品高純鋅粉。
實施例3
開啟天然氣加熱源，對熔鋅爐進行預熱，使爐溫升高至480°C，投入鋅錠，繼續對熔 鋅爐進行加熱，當爐溫升高至550°C左右時，鋅錠熔化成鋅水；再將鋅水導入精煉爐中，開 啟天然氣加熱源，控制熔池溫度480°C左右，靜置30小時，以達到熔體分層，上層即為熔體 精煉鋅；去除熔池表面的浮渣；將分層得到的熔體精煉鋅放入鉛塔保溫爐中保存，溫度控制在580°C，保溫3小時；再將熔體精煉鋅導入鉛塔內，鉛塔燃燒室溫度1150°C左右，使其中 的鋅鎘與高沸點雜質鉛和鐵分離；從鉛塔揮發出來的鋅鎘蒸氣在鉛塔冷凝器中冷凝為鋅鎘 合金熔體，並將其導入鎘塔內，控制鎘塔燃燒室溫度1000°C左右，使鎘雜質與鋅分離，將純 淨的鋅蒸氣導入鋅粉冷凝器中；鋅蒸氣進入鋅粉冷凝器後被驟冷至90°C，鋅蒸氣變成鋅粉 落入接粉鬥中儲存；將接粉鬥中的鋅粉依次經過混合機和分級機，最後得到成品高純鋅粉。
用本發明的方法製得的產品組成如下表所示
權利要求
1. 一種高純鋅粉製備方法，包括如下步驟(1)以天然氣作為加熱源，對熔鋅爐進行預熱，使爐溫升高；(2)投入鋅錠，繼續對熔鋅爐進行加熱，當爐溫升高至520 580°C時，鋅錠熔化成鋅水；(3)將鋅水導入反射爐或精煉鍋中，以天然氣為加熱源，控制熔池溫度460 500°C，靜 置M 36小時，以達到熔體分層，上層即為熔體精煉鋅；去除熔池表面的浮渣；(4)將步驟C3)分層得到的熔體精煉鋅放入鉛塔保溫爐中保存，溫度控制在580 630 0C ；(5)將熔體精煉鋅導入鉛塔內，使其中的鋅鎘與高沸點雜質鉛和鐵分離；(6)從鉛塔揮發出來的鋅鎘蒸氣在鉛塔冷凝器中冷凝為鋅鎘合金熔體，並將其導入鎘 塔內，使鎘雜質與鋅分離，將純淨的鋅蒸氣導入鋅粉冷凝器中，鋅粉冷凝器由水循環來降(7)鋅蒸氣進入鋅粉冷凝器後被驟冷至90 110°C，鋅蒸氣變成鋅粉落入接粉鬥中儲存；(8)將接粉鬥中的鋅粉依次經過混合機和分級機，最後得到成品高純鋅粉，再從分級機 底部通過輸送管道送入成品料倉，所述輸送管道內通入CO2氣體，並保持正壓，最後由成品 料倉通過套筒裝入成品袋包裝入庫。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述步驟(5)控制鉛塔燃燒室溫度1100 1200°C， 以天然氣為加熱源。
3.如權利要求1所述的方法，其中所述步驟(6)控制鎘塔燃燒室溫度950 1050°C， 以天然氣為加熱源。
全文摘要
本發明提供了一種高純鋅粉製備方法，該方法以清潔能源天然氣為加熱源，對熔鋅爐進行加熱熔鋅，控制熔鋅爐爐溫520～580℃，再將鋅水導入反射爐或精煉爐中，開啟天然氣加熱源，460～500℃，靜置24～36小時，以達到熔體分層，上層即為熔體精煉鋅。再將熔體精煉鋅分別經過鉛塔和鎘塔，實現鋅與雜質元素的分離，最後將鋅蒸氣導入冷凝器急冷，鋅蒸氣變成鋅粉落入接粉鬥，再依次經過混合機和分級機，得到成品高純鋅粉。該清潔工藝方法可以製備出鋅含量≥99.99wt％的高純鋅粉，達到鋅-1和鋅-0牌號的高純鋅粉，工藝簡單，爐溫易控制，生產效率高，特別適合於工業化大生產。
文檔編號B22F9/12GK102029398SQ20091017716
公開日2011年4月27日 申請日期2009年9月28日 優先權日2009年9月28日
發明者丁偉文, 史優良, 史建群, 張出波, 趙秋平, 黃秉慧 申請人:江蘇冶建鋅業有限公司, 江蘇冶建防腐材料有限公司