专利名称：一种热浸镀锌用锌灰还原剂的制作方法
技术领域：
本发明公开了一种热浸镀锌用锌灰还原剂，属于热浸镀锌生产中锌灰的回收利用 技术领域，用于热浸镀锌锌灰的还原回收。
背景技术：
热浸镀锌生产时，因为锌浴液面为敞开体系，锌浴表面与空气中的氧接触生成氧 化锌，同时由于锌浴中存在一定量的铁，使得锌灰呈现淡黄色或褐色；工件助镀处理后在一 定温度下浸镀时，件表面因助镀形成的复合盐膜在钢铁基体-锌熔体界面发生分解及化学 反应，形成含有Zn、Fe、NH4的复合氯化物；工件在浸镀前需要打灰处理，打灰操作基本为人 工操作，不可避免地将部分锌卷入锌灰中形成锌粒；另外，锌浴中常添加微量的铝，锌灰中 会含有少量铝的氧化物或氯化物。所以锌灰是由氧化锌，Zn、Fe、NH4构成的氯化物，锌粒，铝 的氧化物或氯化物及不溶于酸的其它杂质组成的机械混合物。其中氧化锌和锌粒是锌灰的 主要组成，占锌灰质量的80%以上。因为锌灰中含有较高含量的锌，所以热浸镀锌企业都高 度重视，严加管理、收集出售或回收使用。近几年来，随着工业生产中各领域锌消耗的不断 增大，锌灰的回收利用受到热浸镀锌行业管理者和工程师的重视。目前，锌灰的回收主要有 三种方法机械分离法、熔融还原法和湿法冶金法。机械分离法设备简单，操作方便，适合于 小批量处理；但主要用于回收锌灰中的锌颗粒，回收率低，可达40%左右，热浸镀锌企业采 用的积极性不大。湿法冶金法回收率高，适合于大规模生产，但工艺复杂，设备投资大，不适 合于热浸镀锌企业采用。熔融还原法属于火法冶炼的一种，其基本原理是将锌灰加入熔融 锌中，添加还原剂，在一定温度下保温一定时间，使锌液表面的氧化锌大部分还原，然后捞 渣，既可浇铸获得锌铸锭。目前，锌灰熔融还原法中普遍添加的还原剂为锯末或碎木屑，锯 末或碎木屑虽然成本低、取材广泛，但还原处理需要的时间较长，效率低，并且处理不彻底， 捞取的渣中仍含有一定量的锌粒。近几年来，随着热浸镀行业节能减排的迫切要求，热浸镀锌工程师们在锌灰回收 领域不断创新，并取得了一定的成果。如美国专利(专利号4003559、4057232)中分别发 明了一种从锌灰回收锌的装置，其装置主要工作原理为打灰后及时利用挤压、过滤方法从 锌灰中回收未凝固的锌。中国专利(专利号200920099885.X)中发明了一种锌灰在线加 热再生装置，该装置安装于锌锅上方，通过加热和机械搅拌的方式使锌灰与锌颗粒分离， 从而达到锌灰中锌的回收。中国专利(专利号=200920169630. 6)中发明了一种从锌灰回 收锌的装置，该装置通过可加热的转动熔锌筒实现锌灰中锌的回收。中国专利(专利号 200920243573. 1)中发明了一种锌灰分离机，该分离机通过破碎、筛分、收集等实现锌灰与 锌颗粒的分离。这些发明及装置主要是基于机械分离的方法，可以在一定程度回收锌灰中 的锌粒，但锌灰中锌的回收率较低。为此，研究一种新型锌灰还原剂或开发一种新型锌灰 回收方法，提高锌灰的回收利用率，节约锌资源，是该领域技术人员长时期内面临的技术课 题。
发明内容
本发明公开了一种热浸镀锌用锌灰还原剂，属于热浸镀锌生产中锌灰的回收利用 技术领域。用于热浸镀锌锌灰的还原回收。本发明技术方案为热浸镀锌用锌灰还原剂的成分及质量百分比为AlCl3 · 6H20 3% 8%、煤粉 12% 20%、NH4Cl 0 5%、ZnCl2 5% 8%、萤石粉 50% 60%、NaCl 10% 15%和 KCl 3% 5%。锌灰回收处理时还原剂的添加量为炉内锌灰质量的0. 2% 1%，还原处理时间 不低于40 60分钟。使用该还原剂处理锌灰时的操作温度为470°C 520°C。本发明锌灰还原剂的配比组成为AlCl3 ·6Η20 3 % 8%、煤粉12% 20%、 NH4ClO 5%、ZnCl2 5% 8%、萤石粉 50% 60%、NaCl 10% 15%和 KCl 3% 5%。本发明锌灰还原剂中的NaCl、KCl、ZnCl2可起到精炼作用，能降低锌灰与锌液之间 的表面张力，有利于锌灰和锌液之间的分离。锌灰还原剂中的NH4Cl、AlCl3 ·6Η20受热分解 产生气体，使锌灰中氧化锌膜层破裂并导致氧化锌包裹的金属锌脱落，利于锌灰和锌液的 分离。锌灰还原剂中的煤粉起到还原作用，将氧化锌还原成锌。锌灰还原剂中的萤石粉覆 盖在锌液表面，防止锌液表面的氧化，并对锌灰起到分散作用，捞渣时可避免渣液分离时渣 表面粘锌。本锌灰还原剂在锌灰回收处理时的添加量为炉内锌灰质量的0.2% 1%，还原 处理时间不低于40 60分钟。使用本锌灰还原剂处理热浸镀锌锌灰时要求操作温度为 470°C 520°C。本锌灰还原剂不仅用于钢铁制件批量热浸镀锌产生的锌灰的处理，也适用 于钢管、角钢、槽钢、棒材等自动化吹镀以及带钢、线材连续镀锌产生的锌灰的处理。
具体实施例方式下面以实例进一步说明本发明的实质内容，但本发明的内容并不限于此。本发明锌灰还原剂的化学组成及质量配比为AlCl3 ·6Η20 3% 8%、煤粉12% 20%,NH4Cl 0 5%、ZnCl2 5% 8%、萤石粉 50% 60%、NaCl 10% 15%和 KC13% 5%。以上组分均为工业级化工原料。将上述原料按质量百分比称量，人工或机械混合均勻，然后装袋即可。实施例1 :A1C13 · 6H20 5%、煤粉 12%, NH4Cl 3%, ZnCl2 8%、萤石粉 56%, NaCl 12%, KCl 4%。加入量为锌灰质量的0.5%，将锌灰还原剂在470°C加入装有锌灰的坩埚 内，充分搅拌，55分钟后捞渣，渣液分离方便，处理过程有大量烟尘产生，锌灰处理捞渣后渣 内未发现锌粒。实施例2 =AlCl3 · 6H20 3%、煤粉 15%、ZnCl2 5%、萤石粉 60%、NaCl 12%, KCl 5 %。加入量为锌灰质量的0. 8 %，将锌灰还原剂在480°C加入装有锌灰的坩埚内，充分搅 拌，50分钟后捞渣，渣液分离方便，处理过程有少量烟尘产生，锌灰处理捞渣后渣内未发现 锌粒。实施例3 =AlCl3 · 6H20 5%、煤粉 20%、NH4Cl 5%, ZnCl2 5%、萤石粉 50%、NaCl 10%, KCl 5%。加入量为锌灰质量的0.2%，将锌灰还原剂在520°C加入装有锌灰的坩埚 内，充分搅拌，60分钟后捞渣，渣液分离方便，处理过程有大量烟尘产生，锌灰处理捞渣后渣
4内未发现锌粒。实施例4 =AlCl3 · 6H20 3%、煤粉 18%、ZnCl2 8%、萤石粉 58%、NaCl 10%, KCl 3%。加入量为锌灰质量的1%，将锌灰还原剂在500°C加入装有锌灰的坩埚内，充分搅拌， 40分钟后捞渣，渣液分离方便，处理过程有少量烟尘产生，锌灰处理捞渣后渣内未发现锌 粒。实施例5 =AlCl3 · 6H20 3%、煤粉 15%、ZnCl2 6%、萤石粉 56%、NaCl 15%, KCl 5%。加入量为锌灰质量的1%，将锌灰还原剂在510°C加入装有锌灰的坩埚内，充分搅拌， 45分钟后捞渣，渣液分离方便，处理过程有少量烟尘产生，锌灰处理捞渣后渣内未发现锌 粒。
权利要求
一种热浸镀锌用锌灰还原剂，其特征在于它的成分及质量百分比为AlCl3·6H2O 3％～8％、煤粉12％～20％、NH4Cl 0～5％、ZnCl2 5％～8％、萤石粉50％～60％、NaCl 10％～15％和KCl 3％～5％。
2.根据权利要求1所述的热浸镀锌用锌灰还原剂，其特征在于锌灰回收处理时还原 剂的添加量为炉内锌灰质量的0. 2 0Z0 1%，还原处理时间不低于40 60分钟。
3.根据权利要求1所述的热浸镀锌用锌灰还原剂，其特征在于使用该还原剂处理锌 灰时的操作温度为470°C 520°C。
全文摘要
本发明公开了一种热浸镀锌用锌灰还原剂，属于热浸镀锌生产中锌灰的回收利用技术领域。本锌灰还原剂的配比组成为AlCl3·6H2O 3％～8％、煤粉12％～20％、NH4Cl 0～5％、ZnCl2 5％～8％、萤石粉50％～60％、NaCl 10％～15％和KCl 3％～5％。本发明锌灰还原剂应用于热浸镀锌领域锌灰的还原回收，锌灰还原剂的添加量为炉内锌灰质量的0.2％～1％，470℃～520℃条件下使用本锌灰还原剂处理锌灰的时间不低于40～60分钟。本发明的优点在于锌灰还原剂兼有还原、精炼、覆盖作用，锌灰的回收率较高。
文档编号C23C2/06GK101974696SQ20101029770
公开日2011年2月16日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者何明奕, 彭增华, 徐杰, 王胜民, 赵晓军 申请人:昆明理工大学