专利名称：一种添加含铅化合物碱液电解制备超细锌粉的方法
技术领域：
本发明属于超细粉体高技术生产领域，涉及一种超细锌粉的制备方法。
背景技术：
超细锌粉具有粒度小，活性高，晶面光滑整洁，比表面积大，活性化，表面氧化少，粒度分散性能好等特征，可作为强还原剂广泛地应用在冶金、化工、染料、医药、电子以及食品工业。超细锌粉的全国需求量目前大于10万吨/年，且逐年递增，价格是普通锌粉价格3-4 倍。目前国内外锌粉的制备技术主要有蒸馏法和雾化法。雾化法生产率高，成本低，但锌粉粒度较大，适合生产普通锌粉；蒸馏法利用锌的低沸点，高蒸汽压特性，可以得到大小和形状可控的锌粉，但能耗太大，锌粉收集困难。电解锌工艺中，铅的作用是多方面的，同时受诸多因素影响，如浓度及存在形态。一方面，微量铅在一定条件控制下可以用于生产超细锌粉；另一方面，由于铅的平衡析出电位高，它的析出又能降低锌粉品位。电解液中Pb2+在阴极放电析出会影响电解锌的质量，这是以往制约碱法电解锌粉工艺实践应用的因素，而中国专利CN1450182A和CN1482263A中提出的硫化物分离剂首次实现了铅锌在碱液电解工艺中的分离，推动了碱法电解锌粉工艺的大规模生产，但是此流程生产出的锌粉粒径偏大，且粗细不均匀，制备超细锌粉需用球磨机磨碎，能耗高，工艺复杂。
发明内容
本发明的目的在于 为克服现有技术的缺陷而提供一种超细锌粉的制备方法。该方法提供一种粒度小，活性高，抗腐蚀性强的超细锌粉一步法生产工艺，利用该方法生产超细锌粉，生产成本低，能耗小，流程控制简单。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:本发明可实现超细锌粉的一步法直接生产，但硫化物分离环节仍是必须的，这是因为锌矿及废矿中铅化合物组成和形态复杂，大部分为机械沉积析出，即使提高电流密度，电解出的锌粉品位仍然很低。添加硫化物分离剂分离出铅离子后，电解环节再根据需要添加本发明的微量含铅化合物，制备超细锌粉。一种超细锌粉的制备方法，包含以下步骤:(I)将蒸馏水、强碱和锌化合物混合制成溶液；(2)在步骤(I)制备的溶液中加入含铅化合物，并搅拌溶解，然后加入表面活性剂；(3)在步骤⑵中制得的电解液中插入电极板，进行电解反应；(4)停止电解后，立即取出锌粉，清洗后，干燥，即得到有金属光泽的超细锌粉。所述的超细锌粉的粒径为0.5-15 U m。
所述的锌化合物为ZnO或ZnCO3中的一种或两种。所述的步骤⑴中混合物溶液中含锌量为15_60g/L。所述的步骤(I)中的强碱为NaOH或K0H，优选NaOH，其中强碱在混合溶液中的含量为 150-250g/L。所述的含铅化合物为PbO、PbCO3或PbSO4中的一种或一种以上。所述的步骤(2)中电解液中的铅含量为10-100mg/L。所述的表面活性剂为磷酸氢二钠或十二烷基苯磺酸钠。所述的步骤(2)中电解液中的表面活性剂的浓度为0.1-lg/L。所述的步骤⑵中电解液中表面活性剂的浓度为0.1-lg/L。所述的步骤(3)中不锈钢板为阳极板，镁板为阴极板，电流密度为500-1500A/m2，极间距为1-lOcm，整个电解过程在一个槽中进行，电解液温度15-80°C，电解时间为5_120mino所述的步骤⑷中用水和无水乙醇冲洗锌粉。所述的步骤(4)中的干燥为真空干燥或用氮气吹干。本发明经过研究发现:在电解含锌碱性溶液时，添加适当的含铅化合物，可以细化锌粉，同时颗粒物抗腐蚀性增强。以添加氧化铅电解过程为例:电解液加入氧化铅后，极化加强，阴极沉积过电势加大。根据公式
权利要求
1.一种超细锌粉的制备方法，其特征在于包含以下步骤 (1)将蒸馏水、强碱和锌化合物混合制成溶液； (2)在步骤(I)制备的溶液中加入含铅化合物，并搅拌溶解，然后加入表面活性剂； (3)在步骤(2)中制得的电解液中插入电极板，进行电解反应； (4)停止电解后，立即取出锌粉，清洗后，干燥，即得到有金属光泽的超细锌粉。
2.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于所述的超细锌粉的粒径为.0.5-15 u m0
3.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于所述的锌化合物为ZnO或ZnCO3中的一种或两种。
4.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于所述的步骤(I)中混合物溶液中含锌量为15-60g/L ； 或所述的步骤(I)中的强碱为NaOH或K0H，优选NaOH，其中强碱在混合溶液中的含量为 150-250g/L。
5.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于所述的含铅化合物为PbO、PbCO3或PbSO4中的一种或一种以上。
6.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于所述的步骤(2)中电解液中的铅含量为 10-100mg/L。
7.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于所述的表面活性剂为磷酸氢二钠或十二烷基苯磺酸钠。
8.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于所述的步骤(2)中电解液中的表面活性剂的浓度为0. 1-lg/L。
9.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于所述的步骤(2)中电解液中表面活性剂的浓度为0. 1-lg/L。
10.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于所述的步骤(3)中不锈钢板为阳极板，镁板为阴极板，电流密度为500-1500A/m2,极间距为I-IOcm,整个电解过程在一个槽中进行，电解液温度15-80°C，电解时间为5-120min ； 或所述的步骤(4)中用水和无水乙醇冲洗锌粉； 或所述的步骤(4)中的干燥为真空干燥或用氮气吹干。
全文摘要
本发明属于超细粉体高技术生产领域，涉及一种超细锌粉的制备方法。包含以下步骤(1)将蒸馏水、强碱和锌化合物混合制成溶液；(2)在步骤(1)制备的溶液中加入含铅化合物，并搅拌溶解，然后加入表面活性剂；(3)在步骤(2)中制得的电解液中插入电极板，进行电解反应；(4)停止电解后，立即取出锌粉，清洗后，干燥，即得到有金属光泽的超细锌粉。本发明提供的锌粉抗腐蚀能力强，活性高。通过控制电流密度、刮板频率及添加量可以得到金属锌含量＞97％，铅含量0.08％的锌粉，达到一级锌粉标准。过程控制简单实现一步法生产超细锌粉，电解废液循环利用实现零排放。
文档编号C25C5/02GK103255442SQ20121003453
公开日2013年8月21日 申请日期2012年2月16日 优先权日2012年2月16日
发明者赵由才, 李强, 柴晓利, 牛冬杰 申请人:同济大学