CN101974696A - 一种热浸镀锌用锌灰还原剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热浸镀锌用锌灰还原剂,属于热浸镀锌生产中锌灰的回收利用技术领域。本锌灰还原剂的配比组成为AlCl3·6H2O 3%~8%、煤粉12%~20%、NH4Cl 0~5%、ZnCl2 5%~8%、萤石粉50%~60%、NaCl 10%~15%和KCl 3%~5%。本发明锌灰还原剂应用于热浸镀锌领域锌灰的还原回收,锌灰还原剂的添加量为炉内锌灰质量的0.2%~1%,470℃~520℃条件下使用本锌灰还原剂处理锌灰的时间不低于40~60分钟。本发明的优点在于锌灰还原剂兼有还原、精炼、覆盖作用,锌灰的回收率较高。
Description
技术领域
本发明公开了一种热浸镀锌用锌灰还原剂,属于热浸镀锌生产中锌灰的回收利用技术领域,用于热浸镀锌锌灰的还原回收。
背景技术
热浸镀锌生产时,因为锌浴液面为敞开体系,锌浴表面与空气中的氧接触生成氧化锌,同时由于锌浴中存在一定量的铁,使得锌灰呈现淡黄色或褐色;工件助镀处理后在一定温度下浸镀时,件表面因助镀形成的复合盐膜在钢铁基体-锌熔体界面发生分解及化学反应,形成含有Zn、Fe、NH4的复合氯化物;工件在浸镀前需要打灰处理,打灰操作基本为人工操作,不可避免地将部分锌卷入锌灰中形成锌粒;另外,锌浴中常添加微量的铝,锌灰中会含有少量铝的氧化物或氯化物。所以锌灰是由氧化锌,Zn、Fe、NH4构成的氯化物,锌粒,铝的氧化物或氯化物及不溶于酸的其它杂质组成的机械混合物。其中氧化锌和锌粒是锌灰的主要组成,占锌灰质量的80%以上。因为锌灰中含有较高含量的锌,所以热浸镀锌企业都高度重视,严加管理、收集出售或回收使用。近几年来,随着工业生产中各领域锌消耗的不断增大,锌灰的回收利用受到热浸镀锌行业管理者和工程师的重视。目前,锌灰的回收主要有三种方法:机械分离法、熔融还原法和湿法冶金法。机械分离法设备简单,操作方便,适合于小批量处理;但主要用于回收锌灰中的锌颗粒,回收率低,可达40%左右,热浸镀锌企业采用的积极性不大。湿法冶金法回收率高,适合于大规模生产,但工艺复杂,设备投资大,不适合于热浸镀锌企业采用。熔融还原法属于火法冶炼的一种,其基本原理是将锌灰加入熔融锌中,添加还原剂,在一定温度下保温一定时间,使锌液表面的氧化锌大部分还原,然后捞渣,既可浇铸获得锌铸锭。目前,锌灰熔融还原法中普遍添加的还原剂为锯末或碎木屑,锯末或碎木屑虽然成本低、取材广泛,但还原处理需要的时间较长,效率低,并且处理不彻底,捞取的渣中仍含有一定量的锌粒。
近几年来,随着热浸镀行业节能减排的迫切要求,热浸镀锌工程师们在锌灰回收领域不断创新,并取得了一定的成果。如美国专利(专利号:4003559、4057232)中分别发明了一种从锌灰回收锌的装置,其装置主要工作原理为打灰后及时利用挤压、过滤方法从锌灰中回收未凝固的锌。中国专利(专利号:200920099885.X)中发明了一种锌灰在线加热再生装置,该装置安装于锌锅上方,通过加热和机械搅拌的方式使锌灰与锌颗粒分离,从而达到锌灰中锌的回收。中国专利(专利号:200920169630.6)中发明了一种从锌灰回收锌的装置,该装置通过可加热的转动熔锌筒实现锌灰中锌的回收。中国专利(专利号:200920243573.1)中发明了一种锌灰分离机,该分离机通过破碎、筛分、收集等实现锌灰与锌颗粒的分离。这些发明及装置主要是基于机械分离的方法,可以在一定程度回收锌灰中的锌粒,但锌灰中锌的回收率较低。为此,研究一种新型锌灰还原剂或开发一种新型锌灰回收方法,提高锌灰的回收利用率,节约锌资源,是该领域技术人员长时期内面临的技术课题。
发明内容
本发明公开了一种热浸镀锌用锌灰还原剂,属于热浸镀锌生产中锌灰的回收利用技术领域。用于热浸镀锌锌灰的还原回收。
本发明技术方案为:热浸镀锌用锌灰还原剂的成分及质量百分比为AlCl3·6H2O 3%~8%、煤粉12%~20%、NH4Cl 0~5%、ZnCl2 5%~8%、萤石粉50%~60%、NaCl 10%~15%和KCl 3%~5%。
锌灰回收处理时还原剂的添加量为炉内锌灰质量的0.2%~1%,还原处理时间不低于40~60分钟。
使用该还原剂处理锌灰时的操作温度为470℃~520℃。
本发明锌灰还原剂的配比组成为AlCl3·6H2O 3%~8%、煤粉12%~20%、NH4Cl0~5%、ZnCl2 5%~8%、萤石粉50%~60%、NaCl 10%~15%和KCl 3%~5%。
本发明锌灰还原剂中的NaCl、KCl、ZnCl2可起到精炼作用,能降低锌灰与锌液之间的表面张力,有利于锌灰和锌液之间的分离。锌灰还原剂中的NH4Cl、AlCl3·6H2O受热分解产生气体,使锌灰中氧化锌膜层破裂并导致氧化锌包裹的金属锌脱落,利于锌灰和锌液的分离。锌灰还原剂中的煤粉起到还原作用,将氧化锌还原成锌。锌灰还原剂中的萤石粉覆盖在锌液表面,防止锌液表面的氧化,并对锌灰起到分散作用,捞渣时可避免渣液分离时渣表面粘锌。
本锌灰还原剂在锌灰回收处理时的添加量为炉内锌灰质量的0.2%~1%,还原处理时间不低于40~60分钟。使用本锌灰还原剂处理热浸镀锌锌灰时要求操作温度为470℃~520℃。本锌灰还原剂不仅用于钢铁制件批量热浸镀锌产生的锌灰的处理,也适用于钢管、角钢、槽钢、棒材等自动化吹镀以及带钢、线材连续镀锌产生的锌灰的处理。
具体实施方式
下面以实例进一步说明本发明的实质内容,但本发明的内容并不限于此。
本发明锌灰还原剂的化学组成及质量配比为:AlCl3·6H2O 3%~8%、煤粉12%~20%、NH4Cl 0~5%、ZnCl2 5%~8%、萤石粉50%~60%、NaCl 10%~15%和KCl3%~5%。以上组分均为工业级化工原料。
将上述原料按质量百分比称量,人工或机械混合均匀,然后装袋即可。
实施例1:AlCl3·6H2O 5%、煤粉12%、NH4Cl 3%、ZnCl2 8%、萤石粉56%、NaCl 12%、KCl 4%。加入量为锌灰质量的0.5%,将锌灰还原剂在470℃加入装有锌灰的坩埚内,充分搅拌,55分钟后捞渣,渣液分离方便,处理过程有大量烟尘产生,锌灰处理捞渣后渣内未发现锌粒。
实施例2:AlCl3·6H2O 3%、煤粉15%、ZnCl2 5%、萤石粉60%、NaCl 12%、KCl 5%。加入量为锌灰质量的0.8%,将锌灰还原剂在480℃加入装有锌灰的坩埚内,充分搅拌,50分钟后捞渣,渣液分离方便,处理过程有少量烟尘产生,锌灰处理捞渣后渣内未发现锌粒。
实施例3:AlCl3·6H2O 5%、煤粉20%、NH4Cl 5%、ZnCl2 5%、萤石粉50%、NaCl 10%、KCl 5%。加入量为锌灰质量的0.2%,将锌灰还原剂在520℃加入装有锌灰的坩埚内,充分搅拌,60分钟后捞渣,渣液分离方便,处理过程有大量烟尘产生,锌灰处理捞渣后渣内未发现锌粒。
实施例4:AlCl3·6H2O 3%、煤粉18%、ZnCl2 8%、萤石粉58%、NaCl 10%、KCl 3%。加入量为锌灰质量的1%,将锌灰还原剂在500℃加入装有锌灰的坩埚内,充分搅拌,40分钟后捞渣,渣液分离方便,处理过程有少量烟尘产生,锌灰处理捞渣后渣内未发现锌粒。
实施例5:AlCl3·6H2O 3%、煤粉15%、ZnCl2 6%、萤石粉56%、NaCl 15%、KCl 5%。加入量为锌灰质量的1%,将锌灰还原剂在510℃加入装有锌灰的坩埚内,充分搅拌,45分钟后捞渣,渣液分离方便,处理过程有少量烟尘产生,锌灰处理捞渣后渣内未发现锌粒。
Claims (3)
1.一种热浸镀锌用锌灰还原剂,其特征在于它的成分及质量百分比为AlCl3·6H2O 3%~8%、煤粉12%~20%、NH4Cl 0~5%、ZnCl2 5%~8%、萤石粉50%~60%、NaCl 10%~15%和KCl 3%~5%。
2.根据权利要求1所述的热浸镀锌用锌灰还原剂,其特征在于:锌灰回收处理时还原剂的添加量为炉内锌灰质量的0.2%~1%,还原处理时间不低于40~60分钟。
3.根据权利要求1所述的热浸镀锌用锌灰还原剂,其特征在于:使用该还原剂处理锌灰时的操作温度为470℃~520℃。
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