專利名稱：一種制備金屬鋅粉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有色金屬冶煉領(lǐng)域，特別是一種制備金屬鋅粉的方法。
背景技術(shù)：
在濕法鋅冶煉過程中，硫酸鋅溶液中的銅、鎘、砷、銻、鈷、鎳等雜質(zhì)，需要經(jīng)過脫除后，才能進(jìn)入電解工序生產(chǎn)陰極鋅片。脫除硫酸鋅溶液中的銅、鎘、砷、銻、鈷、鎳等雜質(zhì)，最成熟的工藝是鋅粉置 換法，該方法是利用鋅粉中金屬鋅的金屬活性均高于銅、鎘、砷、銻、鈷、鎳的金屬活性，在硫酸鋅溶液中加入鋅粉時，鋅粉中的金屬鋅能夠?qū)⑷芤褐械你~、鎘、砷、銻、鈷、鎳進(jìn)行置換，使銅、鎘、砷、銻、鈷、鎳以金屬或金屬化合物形式從溶液中析出，從而達(dá)到溶液脫雜的目的。因此，鋅粉是濕法鋅冶煉過程中不可缺少的凈化劑，根據(jù)煉鋅原料的不同，鋅粉的消耗量一般為鋅錠產(chǎn)量的2 6%。鋅粉的生產(chǎn)主要工藝有兩大類，第一大類為金屬鋅蒸氣冷凝工藝，第二大類為金屬鋅破碎工藝。第一大類生產(chǎn)鋅粉的原料通常為氧化鋅，其實物有鋅焙砂、高品位氧化鋅煙塵、高品位氧化鋅粉塵、金屬合金料等，在鋅粉生產(chǎn)過程中，要加入焦炭等還原劑對氧化鋅進(jìn)行還原為金屬鋅，金屬鋅在還原條件下以蒸氣形式揮發(fā)，并在冷凝室冷卻為固體；由于該類工藝生產(chǎn)鋅粉的主要設(shè)備為電爐，因此，得到的鋅粉通常也稱電爐鋅粉，同時由于該類工藝生產(chǎn)的鋅粉占鋅粉總比例80%以上，通常所說的鋅粉或工業(yè)鋅粉都是指該工藝生產(chǎn)的鋅粉。第二大類生產(chǎn)鋅粉的原料通常為金屬鋅，其實物有鋅錠、鋅片、塊鋅、碎鋅等，在鋅粉生產(chǎn)過程中，要將金屬鋅熔化為溶液，然后將溶液鋅金屬快速破碎與冷卻；破碎的方法有機械破碎法或氣體破碎法，機械破碎法是將液態(tài)鋅金屬流到高速運動的機械設(shè)備內(nèi)，讓高速運動的機械設(shè)備將液態(tài)鋅金屬分成細(xì)粒液體，同時將細(xì)粒液體速度冷卻，得到鋅粉；氣體破碎法是讓高速流動的氣體，如氮氣和氬氣，對液態(tài)鋅金屬進(jìn)行切割為細(xì)粒液體并同時快速冷卻，得到鋅粉。由于該類工藝生產(chǎn)的鋅粉原料為金屬鋅，因此，所生產(chǎn)的鋅粉通常稱金屬鋒粉。金屬鋅粉相對于電爐鋅粉有幾個方面的優(yōu)點:①有效鋅含量高，電爐鋅粉的有效鋅含量一般為85%，而金屬鋅粉的有效鋅含量一般為94% 生產(chǎn)過程直收率高，電爐鋅粉的直收率一般為84%，而金屬鋅粉的直收率為98% ;③過程能源消耗低，每噸金屬鋅粉消耗電能約150度，而每噸電爐鋅粉消耗電能達(dá)到4000度；④工藝安全，金屬鋅粉的生產(chǎn)過程具有低溫、無相變特點，因此生產(chǎn)過程安全。其缺點是:原料價格高，金屬鋅粉的原料價格通常與電爐鋅粉價格持平，因此在產(chǎn)品銷售價格上，金屬鋅粉的價格是電爐鋅粉的115%左右。在現(xiàn)有的金屬鋅粉生產(chǎn)工藝中，存在著以下缺點:①鋅粉粒度較大，由于在液態(tài)鋅金屬的破碎過程中，高速運動的機械設(shè)備或高速流動的氣體，與液態(tài)鋅金屬的接觸是間斷的或脈動式的，只有接觸瞬間才能形成破碎，因此，破碎不徹底，產(chǎn)出的鋅粉粒度較大；②一次產(chǎn)出率低，由于鋅粉粒度較大，產(chǎn)品需要進(jìn)行篩分，篩下物作為最終產(chǎn)品銷售，而篩上物必須重新返回熔化爐處理再進(jìn)行生產(chǎn)鋅粉設(shè)備效率低，由于在液態(tài)鋅金屬的破碎過程液態(tài)鋅金屬的流速不可能快，否則不僅產(chǎn)出的鋅粉粒度大，還可能出現(xiàn)片鋅或塊鋅現(xiàn)象，造成產(chǎn)品的嚴(yán)重不合格。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種制備金屬鋅粉的方法，能夠克服了現(xiàn)有金屬鋅粉生產(chǎn)過程中破碎不徹底的缺點，在金屬鋅粉的生產(chǎn)過程中，加入氧化鋅粉作為鋅液分散劑，氧化鋅粉在高速運動的攪拌機帶動下，不僅起到分散劑作用，還同時起到切割設(shè)施的破碎作用，因此，能夠有效確保得到細(xì)粒液體更細(xì)小、更均勻，產(chǎn)率也更高；同時，由于在鋅液的分散過程中加入惰性氣體保護(hù)，防止金屬鋅液的氧化，提高了鋅金屬直收率，也確保產(chǎn)品的有效鋅含量。在浮渣的分離過程中，充分利用金屬碎鋅與氧化鋅粉的比重差及粒度差，將金屬碎鋅分離，得到金屬鋅粉產(chǎn)品，而氧化鋅粉重新回到下一個生產(chǎn)周期作為鋅液分散劑使用，確保生產(chǎn)的連續(xù)性。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)上述目的:一種制備金屬鋅粉的方法，包括如下步驟:(1)鋅液分散:將含鋅98.0 99.98%的陰極鋅片，置于充滿惰性氣體保護(hù)下的無芯工業(yè)熔鋅爐內(nèi)的坩堝內(nèi)熔化，當(dāng)鋅片完全熔化為鋅液且鋅液溫度達(dá)到450 500°C，分三次加入含鋅為78.0 80.3%、粒度為0.0lmm 0.08mm的氧化鋅粉作為鋅液分散劑，氧化鋅粉的加入總重量為陰極鋅片總重量的120 180%，然后每次攪拌10 30分鐘，使鋅液充分分散到氧化鋅粉中，并得到浮渣；(2)重力分選·:將浮渣冷卻到20 400°C后，進(jìn)行濕式重力分選，得到碎鋅金屬和氧化鋅粉礦；碎鋅金屬經(jīng)過風(fēng)干包裝后得到金屬鋅粉，氧化鋅粉礦干燥后投入下一個生產(chǎn)周期作為鋅液分散劑使用。所述惰性氣體，包括包括二氧化碳、氮氣和氬氣。所述坩鍋包括石墨坩堝和鐵質(zhì)坩堝。所述重力分選，包括用螺旋溜槽、跳汰機或搖床一種或幾種分選。本發(fā)明的突出優(yōu)點在于:金屬鋅粉生產(chǎn)成本低、設(shè)備產(chǎn)能大、鋅粉粒度小、有效鋅含量高、鋅金屬損失少。在鋅液粉碎過程中，由于加入高品位氧化鋅粉作為鋅液分散劑，氧化鋅粉在高速運動的攪拌機帶動下，使鋅液快速分散到氧化鋅粉中，形成細(xì)小、均勻的鋅液，填充在氧化鋅粉之間的間隙內(nèi)，而且在氧化鋅粉的運動過程中，不同的粉未還存在著相互運動，產(chǎn)生剪切力，這種剪切力能夠?qū)Ψ勰╅g隙的鋅液細(xì)粒，進(jìn)行二次破碎，生成更細(xì)、更小的細(xì)粒，從而有效保證了鋅液的粒度更小，使生產(chǎn)出的金屬鋅粉有更大的比表面積。同時，由于在鋅液的分散過程中選擇較低溫度并加入惰性氣體保護(hù)，盡可能降低金屬鋅液的氧化，提高了鋅金屬直收率，也確保產(chǎn)品的有效鋅含量。在浮渣分選過程中，充分利用金屬碎鋅與氧化鋅粉的比重差和粒度差，在浮渣中，金屬碎鋅的比重為7.1噸/立方米，氧化鋅的比重為5.5噸/立方米，金屬碎鋅粒度為
0.09 0.15mm,氧化鋅粉的粒度為0.01 0.08mm,在濕式重力分選過程中，水流運動對氧化鋅粉作用很大，對金屬碎鋅作用較小，在遠(yuǎn)端形成氧化鋅粉尾礦，在近端形成金屬碎鋅，浮渣中的金屬碎鋅和氧化鋅粉得到了分離。金屬碎站經(jīng)過簡單的低溫干燥及包裝后得到金屬鋅粉產(chǎn)品，而氧化鋅粉尾礦進(jìn)行過濾、干燥后，重新回到下一個生產(chǎn)周期作為鋅液分散劑重新使用，確保生產(chǎn)的連續(xù)性。在重力分選時，浮渣中的金屬碎鋅和氧化鋅粉都不溶解于水，因此，重力分選過程中的水可能不斷循環(huán)使用，整個工藝過程不對外排放廢水。在金屬鋅粉的生產(chǎn)過程中，加入氧化鋅粉作為鋅液分散劑，氧化鋅粉在高速運動的攪拌機帶動下，不僅起到分散劑作用，還同時起到切割設(shè)施的破碎作用，因此，能夠有效確保得到細(xì)粒液體更細(xì)小、更均勻，產(chǎn)率也更高；同時，由于在鋅液的分散過程中加入惰性氣體保護(hù)，防止金屬鋅液的氧化，提高了鋅金屬直收率，也確保產(chǎn)品的有效鋅含量。在浮渣的分離過程中，充分利用金屬碎鋅與氧化鋅粉的比重差及粒度差，將金屬碎鋅分離，得到金屬鋅粉產(chǎn)品，而氧化鋅粉重新回到下一個生產(chǎn)周期作為鋅液分散劑使用，確保生產(chǎn)的連續(xù)性。


圖1為本發(fā)明所述的制備金屬鋅粉的方法的工藝流程圖。
具體實施例方式以下通過附圖和實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。實施例1本實施例為本發(fā)明所述的制備金屬鋅粉的方法的第一實例，包括如下步驟:(I)鋅液分散:將含鋅98.0%的陰極鋅片10噸，置于充滿二氧化碳?xì)怏w保護(hù)下的無芯工業(yè)熔鋅爐內(nèi)的石墨坩堝內(nèi)熔化，當(dāng)鋅片完全熔化為鋅液且鋅液溫度達(dá)到450°C，加入含鋅為78.0%、粒度為0.0lmm的氧化鋅粉3噸作為鋅液分散劑，攪拌10分鐘，使鋅液充分分散到氧化鋅粉中，得到浮渣，收集浮渣5.6噸；加入含鋅為78.0%、粒度為0.0lmm的氧化鋅粉4噸作為鋅液分散劑，攪拌10分 鐘，使鋅液充分分散到氧化鋅粉中，得到浮渣，收集浮渣
7.4噸；加入含鋅為78.0%、粒度為0.0lmm的氧化鋅粉5噸作為鋅液分散劑，攪拌10分鐘，使鋅液充分分散到氧化鋅粉中，得到浮渣，收集浮渣9.0噸；(2)重力分選:將收集到的浮渣22噸，冷卻到400°C后，采用搖床進(jìn)行濕式重力分選，得到碎鋅金屬10.2噸和氧化鋅粉11.7噸；碎鋅金屬含鋅98.67%，有效有效鋅為
94.28%，平均粒度為0.10mm，-0.15mm彡99.5%，經(jīng)過風(fēng)干包裝后得到金屬鋅粉，氧化鋅粉礦干燥后投入下一個生產(chǎn)周期作為鋅液分散劑使用。實施例2本實施例為本發(fā)明所述的制備金屬鋅粉的方法的第二實例，包括如下步驟:(I)鋅液分散:將含鋅98.85%的陰極鋅片8噸，置于充滿氮氣保護(hù)下的無芯工業(yè)熔鋅爐內(nèi)的鐵合金坩堝內(nèi)熔化，當(dāng)鋅片完全熔化為鋅液且鋅液溫度達(dá)到480°C，加入含鋅為
79.5%、粒度為0.04mm的氧化鋅粉3噸作為鋅液分散劑，攪拌20分鐘，使鋅液充分分散到氧化鋅粉中，得到浮渣，收集浮渣5.0噸；加入含鋅為79.5%、粒度為0.04mm的氧化鋅粉4噸作為鋅液分散劑，攪拌20分鐘，使鋅液充分分散到氧化鋅粉中，得到浮渣，收集浮渣6.7噸；加入含鋅為79.5%、粒度為0.04mm的氧化鋅粉5噸作為鋅液分散劑，攪拌20分鐘，使鋅液充分分散到氧化鋅粉中，得到浮渣，收集浮渣8.3噸；(2)重力分選:將收集到的浮渣20噸，冷卻到180°C后，采用螺旋溜槽進(jìn)行濕式重力分選，得到碎鋅金屬8.3噸和氧化鋅粉11.6噸；碎鋅金屬含鋅99.04%，有效有效鋅為
94.83%，平均粒度為0.1 Imm,-0.15mm ^ 99.6%，經(jīng)過風(fēng)干包裝后得到金屬鋅粉，氧化鋅粉礦干燥后投入下一個生產(chǎn)周期作為鋅液分散劑使用。實施例3本實施例為本發(fā)明所述的制備金屬鋅粉的方法的第三實例，包括如下步驟:(1)鋅液分散:將含鋅99.98%的陰極鋅片7噸，置于充滿氬氣保護(hù)下的無芯工業(yè)熔鋅爐內(nèi)的鑄鋼坩堝內(nèi)熔化，當(dāng)鋅片完全熔化為鋅液且鋅液溫度達(dá)到500°C，加入含鋅為
80.3%、粒度為0.08mm的氧化鋅粉3噸作為鋅液分散劑，攪拌30分鐘，使鋅液充分分散到氧化鋅粉中，得到浮渣，收集浮渣4.7噸；加入含鋅為80.3%、粒度為0.08mm的氧化鋅粉4噸作為鋅液分散劑，攪拌30分鐘，使鋅液充分分散到氧化鋅粉中，得到浮渣，收集浮渣6.2噸；加入含鋅為80.3%、粒度為0.08mm的氧化鋅粉5.6噸作為鋅液分散劑，攪拌30分鐘，使鋅液充分分散到氧化鋅粉中，得到浮渣，收集浮渣8.7噸；(2)重力分選:將收集到的浮渣19.6噸，冷卻到20°C后，采用跳汰機進(jìn)行濕式重力分選，得到碎鋅金屬7.1噸和氧化鋅粉12.4噸；碎鋅金屬含鋅99.23%，有效有效鋅為
95.43%，平均粒度為0.12mm, -0.15mm≥99.36%，經(jīng)過風(fēng)干包裝后得到金屬鋅粉，氧化鋅粉礦干燥后投入下一個 生產(chǎn)周期作為鋅液分散劑使用。
權(quán)利要求
1.一種制備金屬鋅粉的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: (1)鋅液分散:將含鋅98.0 99.98%的陰極鋅片，置于充滿惰性氣體保護(hù)下的無芯工業(yè)熔鋅爐內(nèi)的坩堝內(nèi)熔化，當(dāng)鋅片完全熔化為鋅液且鋅液溫度達(dá)到450 500°C，分三次加入含鋅為78.0 80.3%、粒度為0.0lmm 0.08mm的氧化鋅粉作為鋅液分散劑，氧化鋅粉的加入總重量為陰極鋅片總重量的120 180%，然后每次攪拌10 30分鐘，使鋅液充分分散到氧化鋅粉中，并得到浮渣； (2)重力分選:將浮渣冷卻到20 400°C后，進(jìn)行濕式重力分選，得到碎鋅金屬和氧化鋅粉礦；碎鋅金屬經(jīng)過風(fēng)干包裝后得到金屬鋅粉，氧化鋅粉礦干燥后投入下一個生產(chǎn)周期作為鋅液分散劑使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備金屬鋅粉的方法，其特征在于，所述惰性氣體，包括二氧化碳、氮氣和氬氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備金屬鋅粉的方法，其特征在于，所述坩鍋包括石墨坩堝和鐵質(zhì)坩堝。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備金屬鋅粉的方法，其特征在于，所述重力分選，包括用螺旋溜槽、跳汰機或搖床一種或 幾種分選。
全文摘要
一種制備金屬鋅粉的方法，包括如下步驟將含鋅98.0～99.98%的陰極鋅片，置于充滿惰性氣體保護(hù)下的無芯工業(yè)熔鋅爐內(nèi)的坩堝內(nèi)熔化，當(dāng)鋅片完全熔化為鋅液且鋅液溫度達(dá)到450～500℃，分次加入含鋅為78.0～80.3%、粒度為0.01mm～0.08mm的氧化鋅粉作為鋅液分散劑，氧化鋅粉的加入總重量為陰極鋅片總重量的120～180%，然后攪拌10～30分鐘，得到浮渣；浮渣經(jīng)過重力分選后，得到碎鋅金屬和氧化鋅粉礦；碎鋅金屬經(jīng)過風(fēng)干包裝后得到金屬鋅粉，氧化鋅粉礦干燥后投入下一個生產(chǎn)周期作為鋅液分散劑使用。采用本發(fā)明金屬鋅粉生產(chǎn)成本低、設(shè)備產(chǎn)能大、鋅粉粒度小、有效鋅含量高、鋅金屬損失小。
文檔編號B03B5/04GK103212716SQ20131014253
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月23日
發(fā)明者吳鋆 申請人:吳鋆