CN102029398A - 一种高纯锌粉制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高纯锌粉制备方法，该方法以清洁能源天然气为加热源，对熔锌炉进行加热熔锌，控制熔锌炉炉温520～580℃，再将锌水导入反射炉或精炼炉中，开启天然气加热源，460～500℃，静置24～36小时，以达到熔体分层，上层即为熔体精炼锌。再将熔体精炼锌分别经过铅塔和镉塔，实现锌与杂质元素的分离，最后将锌蒸气导入冷凝器急冷，锌蒸气变成锌粉落入接粉斗，再依次经过混合机和分级机，得到成品高纯锌粉。该清洁工艺方法可以制备出锌含量≥99.99wt％的高纯锌粉，达到锌-1和锌-0牌号的高纯锌粉，工艺简单，炉温易控制，生产效率高，特别适合于工业化大生产。
Description
技术领域
本发明属于有色冶金工业领域，特别涉及高纯锌粉(锌含量≥99.99wt％)的制备方法。
背景技术
锌粉是一种重要的工业原料，市场需求量很大，广泛应用于冶金、化工、建筑、交通、医药、电子等领域，锌粉的生产方法有雾化法和蒸发冷凝法。雾化法制备锌粉，如气流喷射雾化，水力喷射雾化，产品回收率低，动力消耗大，还存在颗粒不均匀等问题。目前国内工业化生产锌粉的方法多以蒸发冷凝法为主，以煤、煤气或电作为能源，锌锭通过熔锌炉加热熔化直至蒸发再经冷凝制取锌粉。
现有技术中以电作为加热源虽然不会带来污染，而且易于控制炉温，从而生产出较高纯度的锌粉，但不足之处是成本高，适合在生产规模小、产品利润非常高的情况下使用。以煤作为能源，存在的不足之处是煤会产生大量的煤焦油，影响充分燃烧，炉温控制精度差，导致炉温波动大，而且锌粉氧化程度高，生产效率低，不太适合大规模的高纯锌粉生产工艺。此外，燃煤还对环境造成污染，需要一定的投入来解决粉尘烟气污染的排放。而以煤气作为能源，由于煤气中含有一定量粉煤灰和煤焦油，易造成管道阻塞，而且煤气的热值不稳定，导致燃烧时的温度不稳定，同样会导致炉温波动大，而且锌粉氧化程度高，生产效率低，不太适合大规模的高纯锌粉生产工艺。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种炉温控制精度高、炉温波动小、适合工业化生产的、高效率的高纯锌粉制备方法。
本发明所述的高纯锌粉的制备方法，包括如下步骤：
(1)天然气作为加热源，对熔锌炉进行预热，使炉温升高；
(2)投入锌锭，继续对熔锌炉进行加热，当炉温升高至520～580℃时，锌锭熔化成锌水；
(3)将锌水导入反射炉或精炼锅中，以天然气为加热源，控制熔池温度460～500℃，静置24～36小时，以达到熔体分层，上层即为熔体精炼锌；去除熔池表面的浮渣；
(4)将步骤(3)分层得到的熔体精炼锌放入铅塔保温炉中保存，温度控制在580～630℃；
(5)将熔体精炼锌导入铅塔内，使其中的锌镉与高沸点杂质铅和铁分离；
(6)从铅塔挥发出来的锌镉蒸气在铅塔冷凝器中冷凝为锌镉合金熔体，并将其导入镉塔内，使镉杂质与锌分离，将纯净的锌蒸气导入锌粉冷凝器中，锌粉冷凝器由水循环来降温；
(7)锌蒸气进入锌粉冷凝器后被骤冷至90～110℃，锌蒸气变成锌粉落入接粉斗中储存；
(8)将接粉斗中的锌粉依次经过混合机和分级机，最后得到成品高纯锌粉，再从分级机底部通过密闭管道送入成品料仓，通过套筒装入成品袋包装入库。
所述步骤(5)控制铅塔燃烧室温度1100～1200℃。
所述步骤(6)控制镉塔燃烧室温度950～1050℃。
所述步骤(8)所述密闭管道内必须通入惰性气体，并保持正压状态，所述惰性气体是CO2气体。
本发明利用天然气作为燃料，天然气纯度高，具有干净、燃烧效率高、几乎不含杂质的特点，所以能够燃烧充分，不产生煤焦油和二氧化硫等污染物，因此烧制得到的熔体精炼锌相对以煤和煤气作为燃料烧制得到的熔体精炼锌纯度更高，再经过精馏获得高纯度的锌蒸气，再采用快速冷却，将锌蒸气冷凝成高纯锌粉。
通过上述方法能够制得锌含量≥99.99wt％的高纯锌粉，即锌-0和锌-1，生产回收率达到99％，生产效率高，并能综合回收铅、钯等杂质。
具体实施方式
实施例1：
开启天然气加热源，对熔锌炉进行预热，使炉温升高至450℃，投入锌锭，继续对熔锌炉进行加热，当炉温升高至520℃左右时，锌锭熔化成锌水；再将锌水导入反射炉中，开启天然气加热源，控制熔池温度500℃左右，静置24小时，以达到熔体分层，上层即为熔体精炼锌；去除熔池表面的浮渣；将分层得到的熔体精炼锌放入铅塔保温炉中保存，温度控制在630℃，保温5小时；再将熔体精炼锌导入铅塔内，控制铅塔燃烧室温度1200℃左右，使其中的锌镉与高沸点杂质铅和铁分离；从铅塔挥发出来的锌镉蒸气在铅塔冷凝器中冷凝为锌镉合金熔体，并将其导入镉塔内，控制镉塔燃烧室温度950℃，使镉杂质与锌分离，将纯净的锌蒸气导入锌粉冷凝器中；锌蒸气进入锌粉冷凝器后被骤冷至110℃，锌蒸气变成锌粉落入接粉斗中储存；将接粉斗中的锌粉依次经过混合机和分级机，最后得到成品高纯锌粉。
实施例2：
开启天然气加热源，对熔锌炉进行预热，使炉温升高至500℃，投入锌锭，继续对熔锌炉进行加热，当炉温升高至580℃左右时，锌锭熔化成锌水；再将锌水导入反射炉中，开启天然气加热源，控制熔池温度460℃左右，静置36小时，以达到熔体分层，上层即为熔体精炼锌；去除熔池表面的浮渣；将分层得到的熔体精炼锌放入铅塔保温炉中保存，温度控制在600℃，保温4小时；再将熔体精炼锌导入铅塔内，铅塔燃烧室温度1100℃左右，使其中的锌镉与高沸点杂质铅和铁分离；从铅塔挥发出来的锌镉蒸气在铅塔冷凝器中冷凝为锌镉合金熔体，并将其导入镉塔内，控制镉塔燃烧室温度1050℃，使镉杂质与锌分离，将纯净的锌蒸气导入锌粉冷凝器中；锌蒸气进入锌粉冷凝器后被骤冷至90℃，锌蒸气变成锌粉落入接粉斗中储存；将接粉斗中的锌粉依次经过混合机和分级机，最后得到成品高纯锌粉。
实施例3：
开启天然气加热源，对熔锌炉进行预热，使炉温升高至480℃，投入锌锭，继续对熔锌炉进行加热，当炉温升高至550℃左右时，锌锭熔化成锌水；再将锌水导入精炼炉中，开启天然气加热源，控制熔池温度480℃左右，静置30小时，以达到熔体分层，上层即为熔体精炼锌；去除熔池表面的浮渣；将分层得到的熔体精炼锌放入铅塔保温炉中保存，温度控制在580℃，保温3小时；再将熔体精炼锌导入铅塔内，铅塔燃烧室温度1150℃左右，使其中的锌镉与高沸点杂质铅和铁分离；从铅塔挥发出来的锌镉蒸气在铅塔冷凝器中冷凝为锌镉合金熔体，并将其导入镉塔内，控制镉塔燃烧室温度1000℃左右，使镉杂质与锌分离，将纯净的锌蒸气导入锌粉冷凝器中；锌蒸气进入锌粉冷凝器后被骤冷至90℃，锌蒸气变成锌粉落入接粉斗中储存；将接粉斗中的锌粉依次经过混合机和分级机，最后得到成品高纯锌粉。
用本发明的方法制得的产品组成如下表所示：
可见，采用本发明的清洁工艺方法可以制备出锌含量≥99.99wt％的高纯锌粉，达到锌-1和锌-0牌号的高纯锌粉，工艺简单，炉温易控制，生产效率高，特别适合于工业化大生产。
Claims (3)
1.一种高纯锌粉制备方法，包括如下步骤：
(1)以天然气作为加热源，对熔锌炉进行预热，使炉温升高；
(2)投入锌锭，继续对熔锌炉进行加热，当炉温升高至520～580℃时，锌锭熔化成锌水；
(3)将锌水导入反射炉或精炼锅中，以天然气为加热源，控制熔池温度460～500℃，静置24～36小时，以达到熔体分层，上层即为熔体精炼锌；去除熔池表面的浮渣；
(4)将步骤(3)分层得到的熔体精炼锌放入铅塔保温炉中保存，温度控制在580～630℃；
(5)将熔体精炼锌导入铅塔内，使其中的锌镉与高沸点杂质铅和铁分离；
(6)从铅塔挥发出来的锌镉蒸气在铅塔冷凝器中冷凝为锌镉合金熔体，并将其导入镉塔内，使镉杂质与锌分离，将纯净的锌蒸气导入锌粉冷凝器中，锌粉冷凝器由水循环来降温；
(7)锌蒸气进入锌粉冷凝器后被骤冷至90～110℃，锌蒸气变成锌粉落入接粉斗中储存；
(8)将接粉斗中的锌粉依次经过混合机和分级机，最后得到成品高纯锌粉，再从分级机底部通过输送管道送入成品料仓，所述输送管道内通入CO2气体，并保持正压，最后由成品料仓通过套筒装入成品袋包装入库。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述步骤(5)控制铅塔燃烧室温度1100～1200℃，以天然气为加热源。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述步骤(6)控制镉塔燃烧室温度950～1050℃，以天然气为加热源。
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