專利名稱：一種高純鋅粉制備方法
一種高純鋅粉制備方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于有色冶金工業(yè)領(lǐng)域，特別涉及高純鋅粉(鋅含量彡99. 99wt%)的制備 方法。
背景技術(shù)：
鋅粉是一種重要的工業(yè)原料，市場(chǎng)需求量很大，廣泛應(yīng)用于冶金、化工、建筑、交 通、醫(yī)藥、電子等領(lǐng)域，鋅粉的生產(chǎn)方法有霧化法和蒸發(fā)冷凝法。霧化法制備鋅粉，如氣流噴 射霧化，水力噴射霧化，產(chǎn)品回收率低，動(dòng)力消耗大，還存在顆粒不均勻等問題。目前國(guó)內(nèi)工 業(yè)化生產(chǎn)鋅粉的方法多以蒸發(fā)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(fā)再經(jīng)冷凝制取鋅粉。
現(xiàn)有技術(shù)中以電作為加熱源雖然不會(huì)帶來污染，而且易于控制爐溫，從而生產(chǎn)出 較高純度的鋅粉，但不足之處是成本高，適合在生產(chǎn)規(guī)模小、產(chǎn)品利潤(rùn)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(huì)產(chǎn)生大量的煤焦油，影響充分燃燒，爐溫控制精 度差，導(dǎo)致爐溫波動(dòng)大，而且鋅粉氧化程度高，生產(chǎn)效率低，不太適合大規(guī)模的高純鋅粉生 產(chǎn)工藝。此外，燃煤還對(duì)環(huán)境造成污染，需要一定的投入來解決粉塵煙氣污染的排放。而以 煤氣作為能源，由于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(wěn)定，導(dǎo)致燃燒時(shí)的溫度不穩(wěn)定，同樣會(huì)導(dǎo)致爐溫波動(dòng)大，而且鋅粉氧化程度高，生產(chǎn)效 率低，不太適合大規(guī)模的高純鋅粉生產(chǎn)工藝。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種爐溫控制精度高、爐溫波動(dòng)小、適 合工業(yè)化生產(chǎn)的、高效率的高純鋅粉制備方法。
本發(fā)明所述的高純鋅粉的制備方法，包括如下步驟
(1)天然氣作為加熱源，對(duì)熔鋅爐進(jìn)行預(yù)熱，使?fàn)t溫升高；
(2)投入鋅錠，繼續(xù)對(duì)熔鋅爐進(jìn)行加熱，當(dāng)爐溫升高至520 580°C時(shí)，鋅錠熔化成 鋅水；
(3)將鋅水導(dǎo)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(shí)，以達(dá)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(dǎo)入鉛塔內(nèi)，使其中的鋅鎘與高沸點(diǎn)雜質(zhì)鉛和鐵分離；
(6)從鉛塔揮發(fā)出來的鋅鎘蒸氣在鉛塔冷凝器中冷凝為鋅鎘合金熔體，并將其導(dǎo) 入鎘塔內(nèi)，使鎘雜質(zhì)與鋅分離，將純凈的鋅蒸氣導(dǎo)入鋅粉冷凝器中，鋅粉冷凝器由水循環(huán)來 降溫；
(7)鋅蒸氣進(jìn)入鋅粉冷凝器后被驟冷至90 110°C，鋅蒸氣變成鋅粉落入接粉斗 中儲(chǔ)存；
(8)將接粉斗中的鋅粉依次經(jīng)過混合機(jī)和分級(jí)機(jī)，最后得到成品高純鋅粉，再從分 級(jí)機(jī)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(nèi)必須通入惰性氣體，并保持正壓狀態(tài)，所述惰性氣 體是CO2氣體。
本發(fā)明利用天然氣作為燃料，天然氣純度高，具有干凈、燃燒效率高、幾乎不含雜 質(zhì)的特點(diǎn)，所以能夠燃燒充分，不產(chǎn)生煤焦油和二氧化硫等污染物，因此燒制得到的熔體精 煉鋅相對(duì)以煤和煤氣作為燃料燒制得到的熔體精煉鋅純度更高，再經(jīng)過精餾獲得高純度的 鋅蒸氣，再采用快速冷卻，將鋅蒸氣冷凝成高純鋅粉。
通過上述方法能夠制得鋅含量> 99. 99wt%的高純鋅粉，即鋅_0和鋅_1，生產(chǎn)回 收率達(dá)到99%，生產(chǎn)效率高，并能綜合回收鉛、鈀等雜質(zhì)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
開啟天然氣加熱源，對(duì)熔鋅爐進(jìn)行預(yù)熱，使?fàn)t溫升高至450°C，投入鋅錠，繼續(xù)對(duì)熔 鋅爐進(jìn)行加熱，當(dāng)爐溫升高至520°C左右時(shí)，鋅錠熔化成鋅水；再將鋅水導(dǎo)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(shí)，以達(dá)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(shí)；再將熔體精煉鋅導(dǎo)入鉛塔內(nèi)，控制鉛塔燃燒室溫度1200°C左右，使 其中的鋅鎘與高沸點(diǎn)雜質(zhì)鉛和鐵分離；從鉛塔揮發(fā)出來的鋅鎘蒸氣在鉛塔冷凝器中冷凝為 鋅鎘合金熔體，并將其導(dǎo)入鎘塔內(nèi)，控制鎘塔燃燒室溫度950°C，使鎘雜質(zhì)與鋅分離，將純凈 的鋅蒸氣導(dǎo)入鋅粉冷凝器中；鋅蒸氣進(jìn)入鋅粉冷凝器后被驟冷至110°C，鋅蒸氣變成鋅粉 落入接粉斗中儲(chǔ)存；將接粉斗中的鋅粉依次經(jīng)過混合機(jī)和分級(jí)機(jī)，最后得到成品高純鋅粉。
實(shí)施例2:
開啟天然氣加熱源，對(duì)熔鋅爐進(jìn)行預(yù)熱，使?fàn)t溫升高至500°C，投入鋅錠，繼續(xù)對(duì)熔 鋅爐進(jìn)行加熱，當(dāng)爐溫升高至580°C左右時(shí)，鋅錠熔化成鋅水；再將鋅水導(dǎo)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(shí)，以達(dá)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(shí)；再將熔體精煉鋅導(dǎo)入鉛塔內(nèi)，鉛塔燃燒室溫度1100°C左右，使其中 的鋅鎘與高沸點(diǎn)雜質(zhì)鉛和鐵分離；從鉛塔揮發(fā)出來的鋅鎘蒸氣在鉛塔冷凝器中冷凝為鋅鎘 合金熔體，并將其導(dǎo)入鎘塔內(nèi)，控制鎘塔燃燒室溫度1050°C，使鎘雜質(zhì)與鋅分離，將純凈的 鋅蒸氣導(dǎo)入鋅粉冷凝器中；鋅蒸氣進(jìn)入鋅粉冷凝器后被驟冷至90°C，鋅蒸氣變成鋅粉落入 接粉斗中儲(chǔ)存；將接粉斗中的鋅粉依次經(jīng)過混合機(jī)和分級(jí)機(jī)，最后得到成品高純鋅粉。
實(shí)施例3
開啟天然氣加熱源，對(duì)熔鋅爐進(jìn)行預(yù)熱，使?fàn)t溫升高至480°C，投入鋅錠，繼續(xù)對(duì)熔 鋅爐進(jìn)行加熱，當(dāng)爐溫升高至550°C左右時(shí)，鋅錠熔化成鋅水；再將鋅水導(dǎo)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(shí)，以達(dá)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(shí)；再將熔體精煉鋅導(dǎo)入鉛塔內(nèi)，鉛塔燃燒室溫度1150°C左右，使其中 的鋅鎘與高沸點(diǎn)雜質(zhì)鉛和鐵分離；從鉛塔揮發(fā)出來的鋅鎘蒸氣在鉛塔冷凝器中冷凝為鋅鎘 合金熔體，并將其導(dǎo)入鎘塔內(nèi)，控制鎘塔燃燒室溫度1000°C左右，使鎘雜質(zhì)與鋅分離，將純 凈的鋅蒸氣導(dǎo)入鋅粉冷凝器中；鋅蒸氣進(jìn)入鋅粉冷凝器后被驟冷至90°C，鋅蒸氣變成鋅粉 落入接粉斗中儲(chǔ)存；將接粉斗中的鋅粉依次經(jīng)過混合機(jī)和分級(jí)機(jī)，最后得到成品高純鋅粉。
用本發(fā)明的方法制得的產(chǎn)品組成如下表所示
權(quán)利要求
1. 一種高純鋅粉制備方法，包括如下步驟(1)以天然氣作為加熱源，對(duì)熔鋅爐進(jìn)行預(yù)熱，使?fàn)t溫升高；(2)投入鋅錠，繼續(xù)對(duì)熔鋅爐進(jìn)行加熱，當(dāng)爐溫升高至520 580°C時(shí)，鋅錠熔化成鋅水；(3)將鋅水導(dǎo)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(shí)，以達(dá)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(dǎo)入鉛塔內(nèi)，使其中的鋅鎘與高沸點(diǎn)雜質(zhì)鉛和鐵分離；(6)從鉛塔揮發(fā)出來的鋅鎘蒸氣在鉛塔冷凝器中冷凝為鋅鎘合金熔體，并將其導(dǎo)入鎘 塔內(nèi)，使鎘雜質(zhì)與鋅分離，將純凈的鋅蒸氣導(dǎo)入鋅粉冷凝器中，鋅粉冷凝器由水循環(huán)來降(7)鋅蒸氣進(jìn)入鋅粉冷凝器后被驟冷至90 110°C，鋅蒸氣變成鋅粉落入接粉斗中儲(chǔ)存；(8)將接粉斗中的鋅粉依次經(jīng)過混合機(jī)和分級(jí)機(jī)，最后得到成品高純鋅粉，再從分級(jí)機(jī) 底部通過輸送管道送入成品料倉，所述輸送管道內(nèi)通入CO2氣體，并保持正壓，最后由成品 料倉通過套筒裝入成品袋包裝入庫。
2.如權(quán)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(quán)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(fā)明提供了一種高純鋅粉制備方法，該方法以清潔能源天然氣為加熱源，對(duì)熔鋅爐進(jìn)行加熱熔鋅，控制熔鋅爐爐溫520～580℃，再將鋅水導(dǎo)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(shí)，以達(dá)到熔體分層，上層即為熔體精煉鋅。再將熔體精煉鋅分別經(jīng)過鉛塔和鎘塔，實(shí)現(xiàn)鋅與雜質(zhì)元素的分離，最后將鋅蒸氣導(dǎo)入冷凝器急冷，鋅蒸氣變成鋅粉落入接粉斗，再依次經(jīng)過混合機(jī)和分級(jí)機(jī)，得到成品高純鋅粉。該清潔工藝方法可以制備出鋅含量≥99.99wt％的高純鋅粉，達(dá)到鋅-1和鋅-0牌號(hào)的高純鋅粉，工藝簡(jiǎn)單，爐溫易控制，生產(chǎn)效率高，特別適合于工業(yè)化大生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B22F9/12GK102029398SQ20091017716
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者丁偉文, 史優(yōu)良, 史建群, 張出波, 趙秋平, 黃秉慧 申請(qǐng)人:江蘇冶建鋅業(yè)有限公司, 江蘇冶建防腐材料有限公司