CN1513628A - 鳞片状锌粉生产方法 - Google Patents

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Abstract

一种鳞片状锌粉生产方法,由选料、搅拌球磨、旋流器分级和两次表面改性五个生产工序组成,本发明方法采用独特的旋流器组合分级工序,采用两道工序进行表面处理,即表面涂覆抗氧化膜和涂覆有机定向漂浮膜,提高锌粉的抗氧化能力、漂浮性和分散性,能够得到片状化程度高、粉体粒度范围精确、涂覆性能优良的鳞片状锌粉;本发明还具有工艺过程简单,操作方便,设备投资省,占地少,见效快等优点。

Description

鳞片状锌粉生产方法
技术领域:本发明涉及金属腐蚀与防护、粉体材料技术领域,具体是一种鳞片状锌粉的生产方法。
背景技术:腐蚀遍及国民经济和国防建设的各个领域,涉及到方方面面,由腐蚀所造成的经济损失是巨大的,约占国民经济生产总值的2-4%。腐蚀每时每刻都在吞噬金属,由腐蚀所吞噬的钢材约占总产量的10%。腐蚀危害正常生产,环境保护和人民的身体健康。因此,防止金属腐蚀不仅是经济问题,而且关系到环境保护,节约资源和能源的重大战略问题。
为解决上述问题,人们在生产实践和科学实验中开发了许多有效的防护措施。其中金属表面防护是较为经济和方便的一种,因而得到广泛的应用。但是沿用上百年的镀锌、热浸锌、镀铬、镀镉和锌基合金镀层的传统工艺技术,由于处理过程中公害严重,且镀铬和镀镉还有毒,危害人民身心健康。虽然企业采取了积极的治理措施,但无法从根本上解决废水、废气和废渣的排放问题。当今世界,追求有利于保护环境的生产方式,正成为一种科学理念下的时代潮流。21世纪全球的主题是环境保护。因此,那些污染环境的电镀品种将逐渐被清洁的新技术所取代,这是必然的发展趋势。
高耐蚀锌基涂层技术的出现,从根本上解决传统电镀环境污染问题,开创了一种全新的绿色涂覆技术,被誉为国际表面处理行业具有划时代意义的新技术。其优良的性能使其在汽车工业、建筑、电力、化工、海洋工程、电器、公路、铁路、桥梁、造船、军事工业等领域得到了广泛的应用。该技术可代替电镀锌、电镀镉、热浸锌、热喷锌、机械镀锌、锌基合金镀层、氧化、磷化处理等多种表面防护技术,适用多种基体材料,如钢铁及有色金属,包括铝、镁及镁合金、镍、锌及其合金等。
高耐蚀锌基涂层技术的原理在于:由片状锌粉、铝粉、铬酸盐、还原剂、添加剂和去离子水组成的涂液,涂覆于工件表面,在热固化时,涂液中的六价铬被还原剂所还原,生成水不溶性非晶态铬氧化物(nCrO3·mCr2O3),它把数十层重叠的片状锌、铝相互粘结,形成锌铝涂层。
鳞片状锌粉是高耐蚀锌基合金涂层的重要原料,其质量的好坏直接影响到涂层的质量。在现有的锌粉生产工艺中,均是关于球状锌粉的,而有关鳞片状锌粉的专利还未见公开报道。
发明内容:本发明的目的在于提出一种鳞片状锌粉生产方法,该方法操作简便、产品粒度分布均匀、漂浮性好。
本发明的生产工序由选料、搅拌球磨、旋流器分级和两次表面改性等五个部分组成。
原料选择粒度在160~325目之间,且金属锌含量大于99%的不规则球状金属粉;按球料比为15~40∶1的比例向球磨机内加入钢球和原料金属粉,采用单一球径钢球,钢球直径为φ4~8毫米。按原料重量的5~15%加入球磨助剂、按原料重量的4~12ml/Kg加入液体润滑剂,用200#溶剂油作研磨介质湿磨,球磨时转速为100~500转/分,球磨5~8小时;旋流器对球磨机放出的料浆进行两次分级,第一次除去小于8微米的粉体,第二次除去大于12微米的粉体,保证得到8~12微米粒度分布率大于80%的粉;对粉体进行两次表面改性处理,涂覆二层保护膜,第一次表面改性在表面涂覆抗氧化膜,粉体在抗氧化剂溶液中停留的时间不少于30分钟,经改性后的粉过滤,于温度60℃烘干,第二次表面改性在表面涂覆定向漂浮膜,按球料比为1~10∶1的比例加入质量较轻的玻璃球,玻璃球球径在φ2~6毫米之间,按改性粉总质量的0.5~1.5%加入表面改性剂作研磨介质对粉体进行干法球磨,球磨时转速为20~50转/分,时间2~10小时。
所述球磨助剂为金属皂类,如硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸铝中的一种或几种;液体润滑剂为丙三醇,聚乙二醇,松油醇,三乙醇胺中的一种或几种。
所述的第一次表面改性时所用抗氧化剂溶液为200#溶剂油、乙醇、苯并三氮唑、有机磷化合物中的一种或几种。
所述的第二次表面改性所用表面改性剂是聚氧乙烯脂肪醇醚、聚乙烯吡咯烷酮、二氧化钛、氧化锌、氧化铝或二氧化硅中的一种或几种。
经过第二次表面改性后的合格产品用塑料袋真空包装入库。
本发明与公知技术相比具有的优点或积极效果:
1、本发明采用较高质量的金属粉作为原料,能够得到片状化程度高、涂覆性能优良的鳞片状锌粉;
2、本发明采用独特的旋流器组合分级工序,能够得到粒度范围精确的粉体,保证了后续锌基合金涂层用和富锌涂料用鳞片状锌粉的质量;
3、本发明采用两道工序进行表面处理,提高锌粉的抗氧化能力、漂浮性和分散性;
4、本发明工艺过程简单,操作方便,设备投资省,占地少,见效快。
附图说明:图1是本发明的生产工艺流程图。
具体实施方式结合实施例及附图进一步详述:
实施例:本发明由选料、搅拌球磨、旋流器分级、第一次和第二次表面改性五步生产工序。采用的主要设备有:搅拌球磨机、旋流器分级机、过滤设备、鼓风干燥箱、滚筒球磨机。
一、选料工序采用粒度在200目,且金属锌含量大于99%的球状金属粉作为原料。
二、搅拌球磨采用湿法球磨。分以下几步完成:(1)在球磨机内加入钢球、研磨介质、原料金属粉、球磨助剂和液体润滑剂;(2)打开球磨机外套循环水;(3)在选定的转速下开球磨机;(4)球磨过程;(5)完毕后关机,关球磨机外套循环水,从球磨机下端放出料浆。
搅拌球磨中使用的研磨介质为200#溶剂油,球磨助剂为硬脂酸锌,按原料重量的5~15%加入,液体润滑剂为丙三醇,加入钢球为单一直径,钢球直径介于4~8毫米之间,钢球加入量根据球磨机的容量来确定。可按下述的比例确定:如球磨机容量为5升,加入直径4毫米的钢球15~20公斤,原料金属粉0.1~1公斤,200#溶剂油2~4公斤,硬脂酸锌8~20克,丙三醇12~20毫升。开机球磨,转速为100~500转/分,球磨5~8小时。出料时,先从球磨机下端放出料浆,用200#溶剂油清洗干净钢球和球磨机内壁附着的粉。搅拌球磨得到的粉进入旋流器分级工序。
三、旋流器分级分以下几步完成:(1)将从球磨机下端放出的料浆送入1#储液桶,并混合均匀;(2)将混合均匀的料浆泵送入1#旋流器中,粒度范围在1~8微米的细粉从溢流口分离,放入细粉池,底流口分离出大于8微米的粉,进入2#储液桶;(3)将2#储液桶内料浆混合均匀;(4)将2#储液桶中料浆泵入2#旋流器中,粒度范围在8~12微米的粉从溢流口分离进入成品池,底流口分离出大于12微米的粉,进入粗粉池。粗粉经沉淀后返回搅拌球磨工序重新处理。
旋流器分级过程是本发明工艺中的特殊组合,采用两台旋流器分级,1#旋流器除去小于8微米的细粉,2#旋流器除去大于12微米的粗粉,通过两级分级,保证成品的粒度分布范围稳定,8~12微米的片状金属粉的粒度分布率大于80%。
四、第一次表面改性(表面涂覆抗氧化膜)工序,分以下几步完成:(1)配制抗氧化剂溶液;(2)将成品池中上清液抽去,将抗氧化剂溶液注入成品池,混合均匀,保证粉在抗氧化剂溶液中的停留时间不少于30分钟;(3)表面改性后的粉用工业滤布过滤,送入鼓风干燥箱烘干,烘干温度60℃。
五、第二次表面改性,即涂覆有机定向漂浮膜,分以下几步完成:(1)将第一次表面改性后的粉送入滚筒式球磨机;(2)加入玻璃球介质和表面改性剂球磨。
第二次表面改性球磨方式采用干法球磨,加入质量较轻的玻璃球为研磨介质,球径范围是φ2~6毫米之间,表面改性剂是聚氧乙烯脂肪醇醚和二氧化硅的混合物,加入量为改性粉总质量的0.5~1.5%。球磨时转速为20~50转/分,时间2~10小时。如加入直径2毫米的玻璃球2公斤,加入待处理粉体1公斤,表面改性剂10克,球磨转速20转/分,时间5小时。经过质量检验,合格产品用塑料袋真空包装入库。

Claims (7)

1.一种鳞片状锌粉生产方法,由选料、球磨、分级、表面改性处理工序组成,其特征在于:
a、采用粒度为160~325目的锌粉为原料,按球料比为15~40∶1的比例向球磨机内加入钢球和原料金属粉,按原料重量的5~15%加入球磨助剂、按原料重量的4~12ml/Kg加入液体润滑剂,用200#溶剂油作研磨介质湿磨,球磨时转速为100~500转/分,球磨5~8小时;
b、旋流器对球磨机放出的料浆进行两次分级,第一次除去小于8微米的粉体,第二次除去大于12微米的粉体,保证得到8~12微米粒度分布率大于80%的粉;
c、对粉体进行两次表面改性处理,涂覆二层保护膜,第一次表面改性在表面涂覆抗氧化膜,粉体在抗氧化剂溶液中停留的时间不少于30分钟,改性后的粉过滤,于温度60℃烘干,第二次表面改性在表面涂覆定向漂浮膜,按球料比为1~10∶1的比例加入质量较轻的玻璃球、按改性粉总质量的0.5~1.5%加入表面改性剂作研磨介质对粉体进行干法球磨,球磨时转速为20~50转/分,时间2~10小时。
2.根据权利要求1所述的生产方法,其特征在于:球磨助剂为金属皂类,如硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸铝中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的生产方法,其特征在于:液体润滑剂为丙三醇,聚乙二醇,松油醇,三乙醇胺中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的生产方法,其特征在于:球磨机采用单一球径钢球,钢球直径为φ4~8毫米。
5.根据权利要求1所述的生产方法,其特征在于:第一次表面改性时所用抗氧化剂溶液为200#溶剂油、乙醇、苯并三氮唑、有机磷化合物中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的生产方法,其特征在于:第二次表面改性所用表面改性剂是聚氧乙烯脂肪醇醚、聚乙烯吡咯烷酮、二氧化钛、氧化锌、氧化铝或二氧化硅中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的生产方法,其特征在于:第二次表面改性时加入的玻璃球球径在φ2~6毫米之间。
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