1.5 鋅粉的主要生產(chǎn)方法

鋅粉的生產(chǎn)方法與其他粉體材料的生產(chǎn)方法基本相同。一般來說, 生產(chǎn)方法與用途有關(guān)。不同的用途, 要求鋅粉具有某些特殊性質(zhì), 也就誕生了相應(yīng)的生產(chǎn)方法。

1.5.1 冶金還原用鋅粉的生產(chǎn)方法

實(shí)踐中, 冶金還原用鋅粉, 根據(jù)企業(yè)的客觀條件會(huì)選擇兩類方法: 一是噴吹法, 二是氣相凝聚法。

(1)噴吹法

這一方法一般使用粗鋅做原料, 在加熱條件下, 把原料粗鋅熔化, 再使用高壓空氣在特定的條件下將液體鋅破碎并同時(shí)凝固為粉末。加熱設(shè)備可以是反射爐, 使用煤氣、 天然氣等為燃料, 也可以是電爐。高壓風(fēng)通過特殊設(shè)計(jì)的噴嘴實(shí)現(xiàn)液體鋅的破碎。噴吹法的核心技術(shù)是噴嘴的設(shè)計(jì), 使用不同的噴嘴生產(chǎn)的鋅粉粒度差異很大。噴嘴為非標(biāo)設(shè)備, 并不被廣泛掌握, 致使該技術(shù)的推廣受到限制。該法在同一臺(tái)熔煉爐內(nèi)可以安裝多套噴嘴, 所以產(chǎn)量可調(diào), 可以實(shí)現(xiàn)大產(chǎn)量生產(chǎn)。同時(shí), 由于工藝機(jī)理上是高壓風(fēng)破碎液體鋅, 不必像氣相冷凝法那樣要使鋅先蒸發(fā)變成鋅蒸氣, 所以生產(chǎn)工藝是比較節(jié)能的。

噴吹法以粗鋅甚至是商品鋅(如陰極鋅片)為原料, 這類原料只要稍做加工就可以成為商品。制成鋅粉返回冶金還原過程使用, 相當(dāng)于整體冶金生產(chǎn)過程中中間品的循環(huán)使用, 這一點(diǎn)對(duì)資源的合理利用是不利的。

對(duì)于生產(chǎn)合金鋅粉而言, 噴吹法又有其有利的一面。這是因?yàn)? 熔融的液體鋅合金可以實(shí)現(xiàn)充分的合金化, 經(jīng)過高壓風(fēng)(或惰性氣體)的物理破碎, 不會(huì)改變合金的組成(即不會(huì)造成合金偏析), 可以生產(chǎn)成分穩(wěn)定均勻的合金鋅粉。 在這方面, 噴吹法相比其他的鋅粉生產(chǎn)方法具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

(2)氣相凝聚法

這種方法基本上采用兩種工藝: 電爐法和蒸餾法。

①電爐法。以各種含鋅的氧化物為原料, 可以是硫化鋅精礦經(jīng)過焙燒后的氧化鋅礦, 也可以是天然氧化鋅礦, 還可以是各種冶金過程中(或其他工業(yè)過程)產(chǎn)生的含鋅的氧化物中間產(chǎn)品。

原料在以石墨為電極的電弧爐內(nèi)熔化, 氧化鋅與熔體中的焦炭反應(yīng)產(chǎn)生鋅蒸氣蒸發(fā), 原料中的其他雜質(zhì)(如鐵等)與熔體中的造渣劑(如石灰石、 石英石等)反應(yīng)并造渣脫除。鋅蒸氣從爐內(nèi)導(dǎo)出, 并在特定的冷凝器內(nèi)冷凝變成鋅粉。

電爐法以次級(jí)氧化鋅物料為原料直接生產(chǎn)鋅粉, 不但可以有效使用雜料, 而且屬直接法生產(chǎn)鋅粉, 不必像其他方法那樣在已經(jīng)提煉為粗鋅后再制鋅粉返回使用, 所以是資源合理使用又節(jié)能的流程。

電爐法生產(chǎn)鋅粉, 在鋅蒸氣冷凝成鋅粉前的冶金過程, 基本上等同于電爐煉鋅過程, 所以在電爐內(nèi)的冶金反應(yīng)中, 一些容易被碳還原并揮發(fā)的元素(如鉛、 鎘等)也會(huì)有一部分隨鋅一起蒸發(fā)并冷凝, 所以該法產(chǎn)出的鋅粉, 主品位一般會(huì)視所處理原料的雜質(zhì)情況而有不同程度的降低。實(shí)踐證明, 雖然所產(chǎn)鋅粉的主品位沒有其他鋅粉高, 但并不會(huì)影響冶金還原的置換過程。相反, 由于原料中基本上都會(huì)有少量的鉛, 致使鋅粉中也會(huì)含有一定量的鉛。這種“含鉛合金鋅粉”對(duì)于置換一些含有超電位的金屬雜質(zhì)(如鈷、 鎳等), 具有比“純鋅粉”更優(yōu)的效果。

電爐法生產(chǎn)鋅粉, 其鋅蒸氣的冷凝系統(tǒng)也有特殊的結(jié)構(gòu), 可以保證產(chǎn)出-0.121 mm甚至更細(xì)的鋅粉, 完全能夠滿足冶金還原反應(yīng)的需要。

對(duì)于有原料(雜料)來源保障的企業(yè), 采用電爐法生產(chǎn)鋅粉, 是一種很好的選擇, 符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的原則。