專利名稱：熱鍍鋅渣類廢棄物真空蒸發快速冷凝制備超細鋅粉的方法
技術領域：
本發明涉及一種含金屬鋅工業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快速冷凝制備超細鋅粉的方法，屬于有色金 屬二次資源回收技術領域與真空冶金技術領域。
背景技術：
熱鍍鋅技術被廣泛應用于鋼鐵材料的防銹，我國是一個鋼鐵大國，隨著建筑、船 舶、橋梁等基礎工業的加速發展，熱鍍鋅產品的需求日益擴大，熱鍍鋅行業在我國發展迅 速。在熱鍍鋅產品的生產過程中不可避免地要產出含金屬鋅很高的熱鍍鋅渣固體廢棄物， 對這類廢棄物有效地開展資源化深度利用，將為熱鍍鋅生產單位帶來一定的經濟效益，同 時還有節約資源、保護環境等方面的社會和生態效益。
對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、濕化學處理制備氧化鋅法，上述火法方法通常要求比較大的生產能力和比較大 的設備投入，濕化學處理過程中因使用各種化學品而存在較高的環境風險與安全隱患，而 且所有這些方法生產出來的產品都只是金屬鋅錠或者氧化鋅產品，對于熱鍍鋅生產廠家來 說，使用這類方法來進行熱鍍鋅渣的資源化深度利用經濟效益都不太高，這些方法熱鍍鋅 廠家一般都不太愿意采納。發明內容
本發明的目的是為了資源化深度利用熱鍍鋅生產過程中產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于熱鍍鋅生產廠家采用的問題，提供一 種適應于熱鍍鋅生產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。
本發明提供的一種熱鍍鋅渣類廢棄物真空蒸發快速冷凝制備超細鋅粉的方法包 括以下步驟
(1)對含金屬鋅的熱鍍鋅渣類固體廢棄物進行熔煉前處理，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器中；
(3)將裝滿金屬鋅合金的耐熱蒸發器送入真空蒸發爐，實施真空蒸餾，直到蒸餾結 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)所得的鋅粉初級產品取出進行氣流分級，得到少部分粗顆粒與大 部分各種粒級的超細鋅粉產品；
(6)將步驟(3)蒸發結束并自然冷卻后爐中的少量殘渣取出。
上述步驟(1)中熔煉前處理設備為普通電爐，廢料處理溫度為550°C。
上述步驟O)中耐熱蒸發器為石墨坩堝。
上述步驟(3)中的真空蒸發爐采用金屬發熱體加熱，真空獲得設備選用旋片式真 空泵，蒸餾溫度控制在900°C 1000°C，直到蒸餾結束，然后自然冷卻至200°C。
上述步驟中的金屬鋅蒸氣引導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)中取出鋅粉初級產品前要求爐溫自然冷卻到200°C，然后緩慢通空 氣或氮氣破壞真空，取出的鋅粉通過氣流分級機進行分級，200目以下的粗顆粒金屬鋅粉占 初級產品的10%，80%的產品粒度在500目以上。
上述步驟(6)取出殘渣時真空蒸發爐的自然冷卻溫度為200°C。
本發明的有益效果
本發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 熱鍍鋅生產廠家選用，相對于一般的熱鍍鋅渣廢料回收方法具有顯著的優點流程短，無污 染，投資小，效益好。資源化利用過程中得到的深加工產品超細鋅粉品質高，可以用來進一 步生產富鋅涂料或者用作還原劑等，能產生較好的經濟效益，同時大幅減少熱鍍鋅生產過 程中的廢渣排放量，具有較高的環境與社會效益。
圖1是本發明的具體工藝流程示意圖。
具體實施方式
實施例1
1.稱取5公斤熱鍍鋅渣熔煉前處理，熔煉前處理設備為普通電爐，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爐中，蓋上真空爐蓋，真空蒸發爐采用金屬 發熱體加熱，真空獲得設備選用旋片式真空泵。
5.升溫與抽真空，經過一個半小時左右升溫至950°C。
6.恒溫蒸發，恒溫蒸發時間一小時，蒸發過程中真空度穩定在50 IOOPa的范圍。
7.蒸發過程中鋅蒸發被引導進入冷凝器冷凝成超細鋅粉，冷凝器壁溫在整個蒸發 冷凝成粉過程中會有所上升，蒸發冷凝結束后，冷凝器壁溫會降為常溫。
8.蒸發結束后，真空蒸發爐自然冷卻至20(TC，緩慢充空氣破壞真空至常壓，打開 爐蓋，取出石墨坩堝，取出殘渣約500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。
實施例2
1.稱取10公斤熱鍍鋅渣熔煉前處理，熔煉前處理設備為普通電爐，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爐中，蓋上真空爐蓋，真空蒸發爐采用金屬 發熱體加熱，真空獲得設備選用旋片式真空泵。
5.升溫與抽真空，經過一個半小時左右升溫至1000°C。
6.恒溫蒸發，恒溫蒸發時間一小時，蒸發過程中真空度穩定在50 IOOPa的范圍。
7.蒸發過程中鋅蒸發被引導進入冷凝器冷凝成超細鋅粉，冷凝器壁溫在整個蒸發 冷凝成粉過程中會有所上升，蒸發冷凝結束后，冷凝器壁溫會降為常溫。
8.蒸發結束后，真空蒸發爐自然冷卻至20(TC，緩慢充空氣破壞真空至常壓，打開 爐蓋，取出石墨坩堝，取出殘渣約1000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。
權利要求
1.一種熱鍍鋅渣類廢棄物真空蒸發快速冷凝制備超細鋅粉的方法，其特征在于包括以 下步驟(1)對含金屬鋅的熱鍍鋅渣類固體廢棄物進行熔煉前處理，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器中；(3)將裝滿金屬鋅合金的耐熱蒸發器送入真空蒸發爐，實施真空蒸餾，直到蒸餾結束， 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)所得的鋅粉初級產品取出進行氣流分級，得到少部分粗顆粒與大部分 各種粒級的超細鋅粉產品；(6)將步驟(3)蒸發結束并自然冷卻后爐中的少量殘渣取出。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于上述步驟(1)中熔煉前處理設備為普通 電爐，廢料處理溫度為550°C。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于上述步驟O)中耐熱蒸發器為石墨坩堝。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于上述步驟(3)中的真空蒸發爐采用金屬 發熱體加熱，真空獲得設備選用旋片式真空泵，蒸餾溫度控制在900°C 1000°C，直到蒸餾 結束，然后自然冷卻至200°C。
5.根據權利要求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.根據權利要求1所述的方法，其特征在于上述步驟(5)中取出鋅粉初級產品前要 求爐溫自然冷卻到200°C，然后緩慢通空氣或氮氣破壞真空，取出的鋅粉通過氣流分級機進 行分級。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于上述步驟(6)取出殘渣時真空蒸發爐的 自然冷卻溫度為200°C。
全文摘要
本發明公開了一種熱鍍鋅渣類廢棄物真空蒸發快速冷凝制備超細鋅粉的方法，該方法處理原料主要針對于熱鍍鋅工業過程中產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，該方法對這類廢料進行真空蒸發快速冷凝處理直接制備超細鋅粉，實現該該類固體廢棄物的鋅資源回收與深度利用；本發明方法能幫助熱鍍鋅廠家有效的處理鍍鋅過程中不斷產出的熱鍍鋅渣，充分回收這部分二次鋅資源，實現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，能為熱鍍鋅生產廠家帶來較好的經濟效益，同時也具有較好的環境、社會綜合效益。
文檔編號B22F9/06GK102039420SQ20101053278
公開日2011年5月4日 申請日期2010年11月2日 優先權日2010年11月2日
發明者鐘勝 申請人:廣東工業大學