專利名稱：熱鍍鋅渣類廢棄物真空蒸發(fā)快速冷凝制備超細(xì)鋅粉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含金屬鋅工業(yè)固體廢棄物的二次鋅資源綜合回收與深度利用方 法，特別涉及一種熱鍍鋅渣類廢棄物真空蒸發(fā)快速冷凝制備超細(xì)鋅粉的方法，屬于有色金 屬二次資源回收技術(shù)領(lǐng)域與真空冶金技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
熱鍍鋅技術(shù)被廣泛應(yīng)用于鋼鐵材料的防銹，我國是一個(gè)鋼鐵大國，隨著建筑、船 舶、橋梁等基礎(chǔ)工業(yè)的加速發(fā)展，熱鍍鋅產(chǎn)品的需求日益擴(kuò)大，熱鍍鋅行業(yè)在我國發(fā)展迅 速。在熱鍍鋅產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中不可避免地要產(chǎn)出含金屬鋅很高的熱鍍鋅渣固體廢棄物， 對(duì)這類廢棄物有效地開展資源化深度利用，將為熱鍍鋅生產(chǎn)單位帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益，同 時(shí)還有節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境等方面的社會(huì)和生態(tài)效益。
對(duì)于熱鍍鋅渣類固體廢棄物的一般回收方法主要包括電爐熔煉法、真空蒸餾提 金屬鋅法、濕化學(xué)處理制備氧化鋅法，上述火法方法通常要求比較大的生產(chǎn)能力和比較大 的設(shè)備投入，濕化學(xué)處理過程中因使用各種化學(xué)品而存在較高的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)與安全隱患，而 且所有這些方法生產(chǎn)出來的產(chǎn)品都只是金屬鋅錠或者氧化鋅產(chǎn)品，對(duì)于熱鍍鋅生產(chǎn)廠家來 說，使用這類方法來進(jìn)行熱鍍鋅渣的資源化深度利用經(jīng)濟(jì)效益都不太高，這些方法熱鍍鋅 廠家一般都不太愿意采納。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了資源化深度利用熱鍍鋅生產(chǎn)過程中產(chǎn)出的含金屬鋅較高的 熱鍍鋅渣廢料，解決一般含鋅廢料處理方法不適應(yīng)于熱鍍鋅生產(chǎn)廠家采用的問題，提供一 種適應(yīng)于熱鍍鋅生產(chǎn)廠家使用的清潔高效且靈活的熱鍍鋅渣資源化深度利用方法。
本發(fā)明提供的一種熱鍍鋅渣類廢棄物真空蒸發(fā)快速冷凝制備超細(xì)鋅粉的方法包 括以下步驟
(1)對(duì)含金屬鋅的熱鍍鋅渣類固體廢棄物進(jìn)行熔煉前處理，使廢料中的金屬與氧 化渣分離；
(2)將步驟(1)中所得的金屬鋅合金裝入耐熱蒸發(fā)器中；
(3)將裝滿金屬鋅合金的耐熱蒸發(fā)器送入真空蒸發(fā)爐，實(shí)施真空蒸餾，直到蒸餾結(jié) 束，然后自然冷卻；
(4)將步驟(3)中真空蒸餾所得金屬鋅蒸氣引導(dǎo)入冷凝器中快速冷卻，金屬鋅蒸 氣冷凝成鋅粉沉積于冷凝器壁四周；
(5)將步驟(4)所得的鋅粉初級(jí)產(chǎn)品取出進(jìn)行氣流分級(jí)，得到少部分粗顆粒與大 部分各種粒級(jí)的超細(xì)鋅粉產(chǎn)品；
(6)將步驟(3)蒸發(fā)結(jié)束并自然冷卻后爐中的少量殘?jiān)〕觥?br> 上述步驟(1)中熔煉前處理設(shè)備為普通電爐，廢料處理溫度為550°C。
上述步驟O)中耐熱蒸發(fā)器為石墨坩堝。
上述步驟(3)中的真空蒸發(fā)爐采用金屬發(fā)熱體加熱，真空獲得設(shè)備選用旋片式真 空泵，蒸餾溫度控制在900°C 1000°C，直到蒸餾結(jié)束，然后自然冷卻至200°C。
上述步驟中的金屬鋅蒸氣引導(dǎo)與密封裝置由耐熱不銹鋼制造，冷凝器由普通 304L不銹鋼制造，冷凝器可加水冷套強(qiáng)制冷卻，也可以不加水冷套通過空氣自然冷卻，但要 求有足夠大的冷卻空間與冷卻壁面積。
上述步驟(5)中取出鋅粉初級(jí)產(chǎn)品前要求爐溫自然冷卻到200°C，然后緩慢通空 氣或氮?dú)馄茐恼婵?，取出的鋅粉通過氣流分級(jí)機(jī)進(jìn)行分級(jí)，200目以下的粗顆粒金屬鋅粉占 初級(jí)產(chǎn)品的10%，80%的產(chǎn)品粒度在500目以上。
上述步驟(6)取出殘?jiān)鼤r(shí)真空蒸發(fā)爐的自然冷卻溫度為200°C。
本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明提供的熱鍍鋅渣類含金屬鋅固體廢棄物資源化深度利用方法特別適用于 熱鍍鋅生產(chǎn)廠家選用，相對(duì)于一般的熱鍍鋅渣廢料回收方法具有顯著的優(yōu)點(diǎn)流程短，無污 染，投資小，效益好。資源化利用過程中得到的深加工產(chǎn)品超細(xì)鋅粉品質(zhì)高，可以用來進(jìn)一 步生產(chǎn)富鋅涂料或者用作還原劑等，能產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)大幅減少熱鍍鋅生產(chǎn)過 程中的廢渣排放量，具有較高的環(huán)境與社會(huì)效益。


圖1是本發(fā)明的具體工藝流程示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
1.稱取5公斤熱鍍鋅渣熔煉前處理，熔煉前處理設(shè)備為普通電爐，廢料處理溫度 為 550 0C ο
2.通過電爐熔煉處理得到4公斤粗鋅合金。
3.將粗鋅合金裝入石墨坩堝。
4.將裝料后的石墨坩堝移入真空蒸發(fā)爐中，蓋上真空爐蓋，真空蒸發(fā)爐采用金屬 發(fā)熱體加熱，真空獲得設(shè)備選用旋片式真空泵。
5.升溫與抽真空，經(jīng)過一個(gè)半小時(shí)左右升溫至950°C。
6.恒溫蒸發(fā)，恒溫蒸發(fā)時(shí)間一小時(shí)，蒸發(fā)過程中真空度穩(wěn)定在50 IOOPa的范圍。
7.蒸發(fā)過程中鋅蒸發(fā)被引導(dǎo)進(jìn)入冷凝器冷凝成超細(xì)鋅粉，冷凝器壁溫在整個(gè)蒸發(fā) 冷凝成粉過程中會(huì)有所上升，蒸發(fā)冷凝結(jié)束后，冷凝器壁溫會(huì)降為常溫。
8.蒸發(fā)結(jié)束后，真空蒸發(fā)爐自然冷卻至20(TC，緩慢充空氣破壞真空至常壓，打開 爐蓋，取出石墨坩堝，取出殘?jiān)s500克，并清掃冷凝器，取出鋅粉3公斤，有部分沉積于冷 凝器壁上。
實(shí)施例2
1.稱取10公斤熱鍍鋅渣熔煉前處理，熔煉前處理設(shè)備為普通電爐，廢料處理溫度 為 550 0C ο
2.通過電爐熔煉處理得到8. 2公斤粗鋅合金。4
3.將粗鋅合金裝入石墨坩堝。
4.將裝料后的石墨坩堝移入真空蒸發(fā)爐中，蓋上真空爐蓋，真空蒸發(fā)爐采用金屬 發(fā)熱體加熱，真空獲得設(shè)備選用旋片式真空泵。
5.升溫與抽真空，經(jīng)過一個(gè)半小時(shí)左右升溫至1000°C。
6.恒溫蒸發(fā)，恒溫蒸發(fā)時(shí)間一小時(shí)，蒸發(fā)過程中真空度穩(wěn)定在50 IOOPa的范圍。
7.蒸發(fā)過程中鋅蒸發(fā)被引導(dǎo)進(jìn)入冷凝器冷凝成超細(xì)鋅粉，冷凝器壁溫在整個(gè)蒸發(fā) 冷凝成粉過程中會(huì)有所上升，蒸發(fā)冷凝結(jié)束后，冷凝器壁溫會(huì)降為常溫。
8.蒸發(fā)結(jié)束后，真空蒸發(fā)爐自然冷卻至20(TC，緩慢充空氣破壞真空至常壓，打開 爐蓋，取出石墨坩堝，取出殘?jiān)s1000克，并清掃冷凝器，取出鋅粉6. 5公斤，有部分沉積于 冷凝器壁上。
權(quán)利要求
1.一種熱鍍鋅渣類廢棄物真空蒸發(fā)快速冷凝制備超細(xì)鋅粉的方法，其特征在于包括以 下步驟(1)對(duì)含金屬鋅的熱鍍鋅渣類固體廢棄物進(jìn)行熔煉前處理，使廢料中的金屬與氧化渣 分離；(2)將步驟(1)中所得的金屬鋅合金裝入耐熱蒸發(fā)器中；(3)將裝滿金屬鋅合金的耐熱蒸發(fā)器送入真空蒸發(fā)爐，實(shí)施真空蒸餾，直到蒸餾結(jié)束， 然后自然冷卻；(4)將步驟(3)中真空蒸餾所得金屬鋅蒸氣引導(dǎo)入冷凝器中快速冷卻，金屬鋅蒸氣冷 凝成鋅粉沉積于冷凝器壁四周；(5)將步驟(4)所得的鋅粉初級(jí)產(chǎn)品取出進(jìn)行氣流分級(jí)，得到少部分粗顆粒與大部分 各種粒級(jí)的超細(xì)鋅粉產(chǎn)品；(6)將步驟(3)蒸發(fā)結(jié)束并自然冷卻后爐中的少量殘?jiān)〕觥?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述步驟(1)中熔煉前處理設(shè)備為普通 電爐，廢料處理溫度為550°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述步驟O)中耐熱蒸發(fā)器為石墨坩堝。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述步驟(3)中的真空蒸發(fā)爐采用金屬 發(fā)熱體加熱，真空獲得設(shè)備選用旋片式真空泵，蒸餾溫度控制在900°C 1000°C，直到蒸餾 結(jié)束，然后自然冷卻至200°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述步驟中的金屬鋅蒸氣引導(dǎo)與密 封裝置由耐熱不銹鋼制造，冷凝器由普通304L不銹鋼制造，冷凝器可加水冷套強(qiáng)制冷卻， 也可以不加水冷套通過空氣自然冷卻，但要求有足夠大的冷卻空間與冷卻壁面積。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述步驟(5)中取出鋅粉初級(jí)產(chǎn)品前要 求爐溫自然冷卻到200°C，然后緩慢通空氣或氮?dú)馄茐恼婵?，取出的鋅粉通過氣流分級(jí)機(jī)進(jìn) 行分級(jí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述步驟(6)取出殘?jiān)鼤r(shí)真空蒸發(fā)爐的 自然冷卻溫度為200°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熱鍍鋅渣類廢棄物真空蒸發(fā)快速冷凝制備超細(xì)鋅粉的方法，該方法處理原料主要針對(duì)于熱鍍鋅工業(yè)過程中產(chǎn)生的含金屬鋅類固體廢棄物，這類廢料含鋅品位通常比較高，該方法對(duì)這類廢料進(jìn)行真空蒸發(fā)快速冷凝處理直接制備超細(xì)鋅粉，實(shí)現(xiàn)該該類固體廢棄物的鋅資源回收與深度利用；本發(fā)明方法能幫助熱鍍鋅廠家有效的處理鍍鋅過程中不斷產(chǎn)出的熱鍍鋅渣，充分回收這部分二次鋅資源，實(shí)現(xiàn)鋅資源的綜合回收與深度利用，該方法具有工藝簡單可行、流程短、投資小、高效、無污染等特點(diǎn)，能為熱鍍鋅生產(chǎn)廠家?guī)磔^好的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也具有較好的環(huán)境、社會(huì)綜合效益。
文檔編號(hào)B22F9/06GK102039420SQ20101053278
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月2日
發(fā)明者鐘勝 申請(qǐng)人:廣東工業(yè)大學(xué)