CN101974696A

CN101974696A - 一种热浸镀锌用锌灰还原剂

Info

Publication number: CN101974696A
Application number: CN2010102977056A
Authority: CN
Inventors: 王胜民; 何明奕; 徐杰; 赵晓军; 彭增华
Original assignee: Kunming University of Science and Technology
Current assignee: Kunming University of Science and Technology
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2030-09-30
Also published as: CN101974696B

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

一种热浸镀锌用锌灰还原剂

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

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℃。