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真空蒸馏法处理锌铝合金

发布时间:2023-03-22 21:15:11

㈠ 热镀锌锌锅三元合金渣怎么去除

钢材热镀锌锌渣是钢铁板带或结构类工件热浸镀锌时,从锌锅的表面或底部捞出的,可以铸成锭的,锌含量超过80%的固体废物,不包括溶剂法热镀锌过程中产生的废熔剂、助熔剂和集(除)尘装置收集的灰尘,以及采用化学法电镀锌所产生的锌渣泥,以及其它被列为危废类的锌渣,以下简称锌渣。

4 锌渣的成分

4.1锌渣的主要成分为锌和少量铝、铁,及热镀锌时加入的锑、稀土等合金元素,具体如表1所示。

表1 锌渣的主要成分

4.2 混合锌渣锌含量不低于80%。

4.3 当锌渣中含有其它合金元素时,须分开处理。

5 锌渣的处置

从锌锅的表面捞出的顶渣或从锌锅底部捞出的底渣分别倒入渣模内铸成块状。不得混入溶剂法热镀锌过程中产生的废熔剂、助熔剂和集(除)尘装置收集的粉尘,也不得混入锌灰、垃圾等杂质,确保其

纯度和清洁卫生。锌渣块应于室内存放,应注意防雨、防潮,防止化学物质腐蚀。

6 回收利用方法的选择

6.1 生产铸造用锌合金锭

当按照GB/T1175的要求,采用锌渣生产锌合金铸件原料锭时,推荐采用熔析和精炼处理,除去锌渣中的大部分氧化杂质和铁铝类化合物,获得低杂质含量的锌合金熔体,经检测杂质含量符合GB/T1175

以后,铸锭包装。

6.2 生产锌锭

当按照GB/T470的要求,采用锌渣生产高纯度的锌锭时,推荐采用熔析和精炼处理后的锌合金熔体,进一步进行真空蒸馏处理,将锌蒸汽收集冷凝,获得高纯度的液态锌,经检测纯度符合GB/T470以后,铸锭包装。

6.3 生产氧化锌粉

当按照YS/T 1051的要求,采用锌渣生产氧化锌粉时,推荐采用熔析和精炼处理后的锌合金熔体,进一步进行常态蒸馏处理,锌蒸汽氧化成氧化锌粉,经检测纯度符合YS/T1051以后,收集后包装。

7 回收利用流程

7.1 熔析和精炼处理

锌渣熔析和精炼处理方法如下:

a)采用熔析精炼炉将锌渣熔化、升温到580~600,并通入精炼气体进行精炼处理。锌渣内的氧化类和铁铝类杂质上浮成为浮渣,从熔体内捞出,进一步处理;锌渣内的铁锌类化合物下沉成为底渣,留在炉子底部,从熔体内分离,进一步处理;中部获得低杂质含量的锌合金熔体;

b) 低杂质含量的锌合金熔体可以进一步进行蒸馏处理,也可铸锭作为锌合金铸件原料;

c) 当作为锌合金铸件原料锭时,须向客户提供标注主要成分的质量保证书;

d) 将精炼浮渣采用球磨、筛分和风选等方法,使含锌的金属类物质分离出来,返回锌渣库,二次循环回用,杂质作为固废处理;

f) 精炼底渣收集起来,按照7.4另行处理;熔析和精炼处理的工艺流程如图1所示。

7.2 真空蒸馏法制备锌锭

将熔析和精炼处理后低杂质的锌合金熔体加入真空蒸馏炉,在密封状态继续升温至900~910,并利用真空泵进行减压蒸馏,使得锌合金熔体中的锌以蒸汽的形式分离开来,将锌蒸汽引入冷凝器,进行冷却,锌蒸汽便冷凝成高纯度锌液,铸成锌锭,符合GB/T470的规定。蒸馏残余物主要为锌铁、铝铁合金,按照7.4另行进行处理。真空蒸馏法制备高纯度锌锭工艺流

㈡ 葫芦岛锌厂用啥办法提锌

真空蒸馏提锌和富集稀贵金属法
具体方法属于专利技术,无法奉告

硬锌是粗锌火法精炼时产出的一种副产品,含约90%锌以及锗、铟、银等稀贵金属。采用真空蒸馏法提锌和富集锗铟银的新工艺及新流程处理硬锌,在锌挥发产出粗锌的同时,使锗、铟、银等稀贵金属富集于蒸馏残渣中。

所研制的技术个工艺属国内外首创,专利号:ZL98107600.9,被评为2003年11月国家技术发明二等奖和1999年广东省科学技术进步一等奖。无“三废”污染,属“绿色冶金”新技术。与传统的隔焰炉-电炉流程相比,该工艺具有流程短、设备简单、占地面积小、投资省、能耗低、污染小、金属回收率高、作业条件好等特点,经济效益和社会效益显著。目前已有8台/套用于4个单位,累计产值已超过10亿元,新增利税超过3亿元。

主要经济指标如下:

(1)电耗:~1800度/吨硬锌;

(2)冶炼时间:16小时/炉;

(3)生产能力:2.5吨硬锌/炉;

(4)产出的粗锌含锌:>99%;

(5)直收率(%):锌 ~90、锗 96.14、铟 98.38,银基本无损失;

(6)富集倍数:锗、铟、银均为10倍;

(7)基本建设投资:~60万元/台;

(8)单位成本:~1200元/吨硬锌 。

实施条件:火法炼锌厂用于处理硬锌,车间面积150平方米,电容量为415千瓦,车间需备有2吨吊车,起吊高度为8米,建设一台装料量为2.5吨的炉子总投资为60万元。

效益分析:处理每吨硬锌的经济效益约为2000元,国内外大量的火法炼锌厂需要此工艺及设备。

㈢ 怎么加工制造锌锭

【制造锌锭的方法】锌锭是指纯锌,当然也会有杂质,但作为锌锭,至少有90%以上的纯度。锌锭的用途:主要用于压铸合金、电池业、印染业、医药业、橡胶业、化学工业等,锌与其它金属的合金在电镀、喷涂等行业得到广泛的应用。 锌锭的生产方法有:电解法、真空蒸馏法、区域熔炼法、惰性气氛中精馏法和重精馏法等。
1、电解法阴极沉积锌含有电解质夹杂物,在熔化时杂质会形成氧化物浮渣。但是电解法所用设备简单,工艺条件易控制,锌经电解后的纯度可达5N以上,故应用较广。
2、在惰性气氛(N2)中,精馏提纯所制得锌的纯度可达5N以上,其杂质的含量Cu、A1、Bi、Ni、Fe、Sn、Sb各小于100000wt%。这种力法的生产率低,惰性气体及其净化的成本费用高。通过2段真空蒸馏可获得平均纯度达6N的高纯锌锭,其杂质Cu、Pb、Ni、Fe、Sn、Bl、Sb的含量各小0.00001wt%。
3、真空蒸馏法是利用在同一温度下被蒸馏金属与所含杂质之间的蒸汽压力的差异以分离金属。
4、重精馏法基本原理与粗锌精馏一样,基于锌与各种杂质的沸点不同。不纯的锌经蒸馏后,除Pb稍有蒸发外,基本可以把高沸点的杂质去除掉。锌蒸气势冷凝就可得到纯度较高的含Cd锌锭。
5、Zn与rd的沸点很接近。可用分馏池将Zn与Cd分开。把蒸馏提纯的锌和电解锌,再经数十次区域熔炼。可分别制得纯度为99.99998wt%及99.99993wt%的高纯锌。但区域熔炼法成本较昂贵,只有在原始锌具有相当向的纯度时,才宜采用。
目前锌锭的纯度已提纯到6—7N。含锌大于99.99wt%的纯锌锭称为4N,一般用作锌压铸合金制品,其性能随锌锭纯度的提高而提高。平均合锌量大于99.999wt%的锌锭称为5N,其杂质含量水平(×10“wt%)Cu、Mn各为l,A1、MR、Sn、Pb、Bi各为5,Fe、Cr各为10。5N锌锭主要用于半导体生产。锌可以通过多种变形加工方法成形。如轧制、拉拔、挤压。轧制是最常用的加工手段,轧制锌锭可以用于许多场合。轧制所用原料一般为锌铸锭。

㈣ 纯净金属制备技术的发展历史

主要看第二个~

金属材料发展历史回顾

石器时代(公元五千年前)→青铜器时代(公元一千二百年前)→铁器时代

三星堆博物馆(Sanxingi Museum)位于全国重点文物保护单位三星堆遗址东北角,地处历史文化名城四川省广汉市城西鸭子河畔,南距成都38公里,北距德阳26公里,是我国一座大型现代化的专题性遗址博物馆。博物馆于1992年8月奠基,1997年10月正式开放。

发掘历程
1.初始时期(1929年-1934年)
1929年在三星堆遗址真武村燕家院子发现玉石器坑,出土玉石器三、四百件。
1931年英国神父董宜笃四处奔走,使1929年出土的玉石器大部分归华西大学博物馆。
1932年华西大学博物馆馆长葛维汉提出在广汉进行考古发掘的构想并获四川省政府教育厅的批准。
1934年3月1日葛维汉、林名均抵达广汉。
3月葛维汉、林名均等在真武村燕家院子附近清理玉石器坑, 并在燕家院子东、西两侧开探沟试掘。
2.初步调查与发掘(1951年-1963年)
1951年四川省博物馆王家佑、江甸潮等调查三星堆、月亮湾,首次发现大 片古遗址。
1958年四川大学历史系考古教研组再次调查三星堆遗址。
1963年四川省博物馆和四川大学历史系联合发掘三星堆遗址。由著名考古学家、四川省博物馆馆长、四川大学历史系教授冯汉骥主持。

3.两坑的发掘及古城再现(1980年-2005年)
1980年~1981年四川省文物管理委员会与广汉县联合首次发掘三星堆遗址,揭露出大面积的房屋基址。
1982年 11月~83年1月第二次发掘 三星堆遗址,首次在三星堆遗址发现陶窑。
1984年 3月~12月第三次发掘三星堆遗址,在西泉坎发掘出龙山时代至西周早期的文化堆积,确定了三星堆遗址的年代上、下限。
1984年12月~1985年10月 第四次发掘三星堆遗址,发现三星堆土埂为人工夯筑,首次提出三星堆遗址是蜀国都城的看法。
1986年3月~5月四川省文物管理委员会、四川省文物考古研究所、四川大学历史系与广汉县联合,第五次发掘三星堆遗址,发掘面积1200平方公尺,发现大量灰坑和房屋遗迹‘将三星堆遗址的代上限推至距今 5,000年前。

1986年7月18日当地砖厂在第二发掘区取土时发现祭祀坑,挖出玉石器。第六次发掘三星堆遗址。
1986年7月18日四川省文物管理委员会、四川省文物考古研究所与广汉县联合发掘祭祀坑,编号为一号祭祀坑。出土铜、金、玉、琥珀、石、 陶等器物共420件,象牙13根。
8月14日距一号祭祀坑东南约30公尺处发现二号祭祀坑。
8月20日发掘清理二号祭祀坑,出土铜、金、玉、石等珍贵文物1302件(包括残件和残片中可识别出的个体),象牙67根,海贝约4600枚。

1988年10月第七次发掘三星堆遗址,对三星堆土埂进行试掘,确定土 埂为内城墙的南墙。~1989年1月
1990年1月~5月 第八次联合发掘三星堆遗址,在东城墙发现土坯,首次了解三星堆古城城墙的结构、夯筑方法和年代。
3月举行三星堆遗址祭祀坑出土铜树修复方案论证会,并对铜树进行预合。

1991年12月四川省文物管理委员会、四川省文物考古研究所第九次联合发
~1992年5月发掘三星堆遗址,将西城墙进行试掘并得到确认。

1994年11月四川省文物管理委员会、四川省文物考古研究所第十次发掘三星堆遗址,调查发现了三星堆遗址南城墙,并进行了试掘。

1996年10月中日合作对三星堆遗址进行环境考古工作,主要项目有磁场
~11月 雷达探测、红外遥感探测与摄影、卫星图像解析、微地形调查、炭素年代测定、花粉分析、硅质体分析、硅藻分析等。

1997年11月四川省文物管理委员会、四川省文物考古研究所第十一次发掘三星堆遗址,对三星堆遗址仁胜砖厂墓地进行发掘。共发现墓葬28座,发现了大量玉石器,其中具有良渚文化风格的"玉锥形器"的发现,引起研究者对三星堆玉石器的文化渊源关系进行重新思考。

1999年1月~四川省文物管理委员会、四川省文物考古研究所第十二次发掘三星堆遗址,对三星堆遗址月亮湾城墙进行发掘,在城墙下发现大量龙山至商代早期的文化堆积,同时城墙又被殷墟时期的堆积叠压叠压,从而可以确定月亮湾内城墙的年代为殷墟早期。

2000年12月~2001年7月四川省文物管理委员会、四川省文物考古研究所 第十三次发掘三星堆遗址。在燕家院子发现大量三星堆第四期的文化堆积,使人们对三星堆遗址第四期的文化面貌和年代下限有较为清楚的认识。

2005年3月四川省文物管理委员会、四川省文物考古研究院第十四次发掘三星遗址。在青关山发现大型夯土建筑台基。

后续整理工作(2005年至今)
目前,三星堆遗址考古工作站正在全力以赴地整理三星堆遗址综合报告,
此项工作预计2008年初结束。

问题:能把"贱金属"变成"贵金属"吗?

金与银出现,色泽美丽和稀少而称为"贵金属",其它金属则相应地被称为"贱金属"

炼金术,希望用某种工艺把贱金属转变为贵金属,客观上起到了促进材料科学发展的作用,在随后一千多年的时间里,使人类积累了一定的材料制备方面的经验,这对十九世纪以后材料科学的形成与发展奠定了基础。

几个著名的"炼金术士"摩耳、玻意耳、牛顿。

1711年英国出现了高六米,边长二点五米见方的高炉,日产铁六吨。1856年英国人亨利•贝赛尔首先用铁炼成了钢 。

炼金术偏重于实际操作,在这方面的技术也的确造福于后代子孙,现代化学中使用的很多设备和技术是由此发展的,制药技术中的一些精炼技术、净水技术、合成橡胶和一些现代材料的制造都与其密切相关。

十九世纪末到二十世纪中叶

低合金高强度钢→超高强度钢→合金工具钢→高速钢

不锈钢→耐热钢→耐磨钢→电工用钢

铝合金→铜合金→钛合金→钨合金→钼合金

金属材料依然在材料家族中占有统治地位

主要优势:

1、金属材料的力学性能全面,可靠性高,使用安全;

2、具有良好的温度使用范围;良好的工艺性能;

3、储量丰富,适合大规模应用

钢铁材料

自工业革命以来,钢铁一直是人类使用的最重要的材料,是国家工业化的基础,钢铁的生产能力是一个国家综合实力的重要标志。目前世界钢铁产量仍然在逐年增长。

中国钢铁工业协会秘书长戚向东说:在2005年钢铁行业还是要把严格控制固定资产的投资作为一项首要的任务,同时进一步提高钢铁行业运行的质量和效益。

钢铁工业发展的趋势

产品结构在变化:板材、管材、带材等高附加值产品的比重大幅增长

产业集中度进一步提高:产钢500万吨以上的企业由13家增加到15家,占全国钢产量的45%

主要应用领域:作为工业中最重要的材料,在未来很长的一段时期内,钢铁材料的主导地位仍将难以动摇。

电力系统:工业锅炉、热交换管道、大型转子和叶轮等

汽车工业:主要结构件、车床与机械工业

铁路与桥梁、船舶与海上钻井平台、兵器工业:坦克、大炮、枪械

石油开采机械及输油管道、化工压力容器、建筑钢筋和构架、

有色金属材料

有色金属材料是金属材料中的重要一员,虽然其产量只是钢铁材料的6%,然而它却以其独有的性能有时占有不可替代的作用。

铝合金:最重要的轻金属合金,具有低密度(2.7g/cm3)、抗大气腐蚀、良好的导电性、高比强度和良好的加工性。是航空工业及多种工业领域中的重要结构材料。

钛合金:密度小(4.5g/cm3)、强度高、耐高温和腐蚀,在航空航天及其它工业领域有重要用途。

镁合金:密度仅有1.7g/cm3,比强度高,减振能力强,在航空航天领域有重要作用。

铍合金:密度1.8g/cm3,比刚度很高,尺寸稳定,惯性低,用于惯性导航和航天低重量刚性件,比热大,可用于散热片和飞行器头部;中子反射截面高,用于原子能反应堆反射层等。

铜合金:用于机械、仪表、电机、轴承、汽车等工业。

锌合金:用于电池锌板,照相和胶印制版,模具和仪表零件。

镍合金:工作温度可达1050℃,用于航空、火箭发动机和反应堆中的高温部件。

锰合金:减振性好,用于潜艇螺旋浆、钻杆等。

铅合金、锡合金:用于保险丝、熔断器、焊料等

钨合金:熔点高3407℃、密度大(19.3g/cm3),可用于大威力穿甲弹等。

钼合金:熔点2610℃、在1100-1650℃下有较高的比强度。

铌合金:熔点2477℃,用于飞机和宇宙飞船推进系统中的高温材料。

金、银、铂、钯、铑、铱等:具有良好的化学惰性、艳丽的色泽、长期不褪色,可做装饰品、电子线路引线、精密电阻、热电偶等。

金属学的发展历史

金属材料在人类社会中的使用历史虽然很长,然而,在相当长的一段时间内关于金属材料方面的相关技术都只是停留在手工艺阶段,而对掌握相关技术的人也只能称为工匠,其原因在于其所掌握的只是经验而没有对金属材料本质的理解。

1861年,英国人肖比首先使用光学显微镜研究了金属的显微结构,对金属的组织结构有了初步的了解,从而开创了一门新的学科--金相学。

1905年X射线用于金属研究,发现了金属原子排列的规律性。

金属学诞生

人类对金属内部微观结构的认识又深入了一步,发现了许多科学规律,解释了大量过去不理解的现象。

电子显微镜的出现使人们能够更加细致地了解金属内部的结构,对其微观世界的认识又前进了一大步。

近20年来,各种电子显微分析设备不断被研制成功,人们已经可以看到原子在材料中的排列,这一切都使金属材料的研究进入了一个崭新的阶段。

不断开拓新的功能:高温合金、钛合金、金属间化合物、阻尼合金、超导合金、形状记忆合金、储氢合金、纳米金属材料、非晶态金属材料。

非晶态金属

1960年美国加洲大学Duwez小组用快冷技术首次获得了非晶态合金(Amorphous alloys) Au70Si30,发现非晶态合金具有很多常规合金不可比拟的优越性。

强度最高、韧性最好、最耐腐蚀、最易磁化

非晶的结构:晶体和非晶体都是真实的固体。晶体是长程有序,在晶体中原子的平衡位置为一个平移的周期阵列。非晶体是长程无序,短程有序,原子排列无周期性,又称金属玻璃。

玻璃化转变动力学性质和冷却速度有关,冷却速度提高,玻璃转变温度降低。

要使原子冻结成保持非晶固体的位移,必须满足原子弛豫时间(t)大于实验冷却时间。

相对于处于能量最低的热力学平衡态的晶体相来说,非晶态固体是处于亚稳态。

金属玻璃一旦形成,就能保持实际上无限长的时间。

结晶的基本过程:形核、长大

C曲线中开始结晶时间的长短决定了生成物的状态

两个方向:降低临界冷却速度、发展快速冷却技术。

非晶的结构特点:

(1)非晶态是一种亚稳态,是在特定条件下形成的,因此在一定条件下将向晶态转变,在向晶态转变的过程中形核率高,因此可以得到十分细小的晶体,在许多条件下还可以 形成一些过度结构。

(2)非晶态合金中没有位错,没有相界和晶界,没有第二相,因此可以说是无晶体缺陷的固体。

(3)原则上可以得到任意成分的确均质合金相,因此大大开阔了合金材料的范围,并且可以获得晶态合金所不能得到的优越性能。

非晶合金的性能:

(1)特殊的物理性能:优异的磁学性能是许多非晶态合金的突出特点,具有软磁性能的合金很容易磁化,一些非晶态永磁合金经过部分晶化后,性能还有大幅度的提高。非晶合金还有较高的电阻率,密度比晶体合金低1-2%,原子的扩散系数大一个数量级,热膨胀系数为晶体的一半左右

(2)优良的耐腐蚀性能:由于其结构更加均匀,使腐蚀过程中不易形成微电池,因而具有更强的抗腐蚀能力。例如,在FeCl3溶液中,钢完全不耐腐蚀,而Fe-Cr非晶合金基本不腐蚀,在H2SO4中,Fe-Cr非晶的腐蚀率是不锈钢的千分之一。其中Cr的主要作用是形成富Cr的钝化膜。

(3)优异的力学性能:非晶合金中原子之间的键合比一般的晶体中的键强,而且无位错等晶体缺陷,因此具有极高的强度。例如,4340超强度钢的断裂强度为1.6GPa,而非晶Fe80B20合金为3.63GPa,Fe60Cr6Mo6B28则达到4.5GPa。在具有高强度的同时,非晶态合金还有良好的韧性和良好的延展性,较高的硬度和耐磨性。

非晶的应用

新一代变压器铁芯,不仅易磁化、矫顽力低,且有很高的电阻,可以大为降低涡流,如Fe81B13.5Si3.5C2和Fe82B10Si8等铁基软磁材料的磁损是常用硅钢片的1/3-1/5,能耗可以因此降低2/3,此外还可做磁记录装置、记忆元件材料等。

由于制造大块非晶困难,因此其应用也受到限制,但可作为复合材料的增强体,高强度、抗海水腐蚀的铜基非晶合金可作为制造潜水艇的材料,某些铁基非晶合金可作为快中子反应堆的化学过滤器。

高纯金属是现代许多高、新技术的综合产物,虽然20 世纪30 年代便已出现“高纯物质”这一名称,但把高纯金属的研究和生产提高到重要日程,是在二次世界大战后,首先是原子能研究需要一系列高纯金属,而后随着半导体技术、宇航、无线电电子学等的发展,对金属纯度要求越来越高,大大促进了高纯金属生产的发展。
纯度对金属有着三方面的意义。第一,金属的一些性质和纯度关系密切。纯铁质软,含杂质的铸铁才是坚硬的。另一方面,杂质又是非常有害的,大多数金属因含杂质而发脆,对于半导体,极微量的杂质就会引起材料性能非常明显的变化。锗、硅甲含有微量的m 、V 族元素、重金属、碱金属等有害杂质,可使半导体器件的电性能受到严重影响。第二,纯度研究有助阐明金属材料的结构敏感性、杂质对缺陷的影响等因素,并由此为开发预先给定材料性质的新材料设计创造条件。第三,随着金属纯度的不断提高,将进一步揭示出金属的潜在性能,如普通金属被是所有金属中最脆的金属。而在高纯时被便出现低温塑性,超高纯时更具有高温超塑性。超高纯金属的潜在性能的发现,有可能开阔新的应用领域,在材料学方面打开新的突破口,为高技术的延伸铺平道路。

金属的纯度是相对于杂质而言的,广义上杂质包括化学杂质(元素)和物理杂质(晶体缺陷)。但是,只有当金属纯度极高时,物理杂质的概念才是有意义的,因此生产上一般仍以化学杂质的含量作为评价金属纯度的标准,即以主金属减去杂质总含量的百分数表示,常用N ( nine的第一字母)代表。如99.9999 %写为6N , 99.99999 %写为7N 。此外,半导体材料还用载流子浓度和低温迁移率表示纯度。金属用剩余电阻率RRR和纯度级R表示纯度。国际上关于纯度的定义尚无统一标准。一般讲,理论的纯金属应是纯净完全不含杂质的,并有恒定的熔点和晶体结构。但技术上任何金属都达不到不含杂质的绝对纯度,故纯金属只有相对含义,它只是表明目前技术上能达到的标准。随着提纯水平的提高,金属的纯度在不断提高。例如,过去高纯金属的杂质为10-6级(百万分之几),而超纯半导体材料的杂质达10一9 级(十亿分之几),并逐步发展到10 一12 级(一万亿分之几)。同时各个金属的提纯难度不尽相同,如半导体材料中称9N 以上为高纯,而难熔金属钨等达6N 已属超高纯。
高纯金属制取通常分两个步骤进行,即纯化(初步提纯),和超纯化(最终提纯)。生产法大致分为化学提纯和物理提姓两类。为获高纯金属,有效除去难以分离的杂质,往往需要将化学提纯和物理提纯配合使用,即在物理提纯的同时,还进行化学提纯,如硅在无坩埚区熔融时可用氢作保护气,如果在氢气中加入少量水蒸气,则水与硅中的硼起化学反应,可除去物理提纯不能除去的硼。又如采用真空烧结法提纯高熔点金属钽、铌等时,为了脱碳,有时需要配人比化学计量稍过量的氧,或为脱氧配人一定数量的碳,这种方法又称为化学物理提纯。

一、化学提纯

化学提纯是制取高纯金属的基础。金属中的杂质主要靠化学方法清除,除直接用化学方法获得高纯金属外,常常是把被提纯金属先制成中间化合物(氧化物、卤化物等), 通过对中间化合物的蒸馏、精馏、吸附、络合、结晶、歧化、氧化、还原等方法将化合物提纯到很高纯度,然后再还原成金属,如锗、硅选择四氯化锗、三氧氢硅、硅烷( SiH4)作为中间化合物,经提纯后再还原成锗和硅。化学提纯方法很多,常用的列于表一

表一:常用化学提纯方法

二、物理提纯

物理提纯主要利用蒸发、凝固、结晶、扩散、电迁移等物理过程除去杂质。物理提纯方法主要有真空蒸馏、真空脱气、区域熔炼、单晶法(参见半导体材料章)、电磁场提纯等,此外还有空间无重力熔炼提纯方法。
物理提纯时,真空条件非常重要。高纯金属精炼提纯一般都要在高真空和超高真空(10一6 一10-8Pa )中进行,真空对冶金过程的重要作用主要是:① 为有气态生成物的冶金反应创造有利的化学热力学和动力学条件,从而使在常压下难以从主金属中分离出杂质的冶金过程在真空条件下得以实现;② 降低气体杂质及易挥发性杂质在金属中的溶解度,相应降低其在主金属中的含量;③ 降低金属或杂质挥发所需温度,提高金属与杂质问的分离系数;④ 减轻或避免金属或其他反应剂与空气的作用,避免气相杂质对金属或合金的。污染。因此许多提纯方法,如真空熔炼(真空感应熔炼、真空电弧熔炼、真空电子束熔炼)、真空蒸馏、真空脱气等必须在真空条件下进行。
1 .真空蒸馏
真空蒸馏是在真空条件下,利用主金属和杂质从同一温度下蒸气压和蒸发速度的不同,控制适当的温度,使某种物质选择性地挥发和选择性地冷凝来使金属纯化的方法,这种方法以前主要用来提纯某些低沸点的金属(或化合物),如锌、钙、镁、镓、硅、锂、硒、碲等,随着真空和超高真空技术的发展,特别是冶金高温高真空技术的发展,真空蒸馏也用于稀有金属和熔点较高的金属如铍、铬、钇、钒、铁、镍、钴等的提纯。

蒸馏的主要过程是蒸发和冷凝,在一定温度下,物质都有一定的饱和蒸气压,当气压中物质分压低于它在该温度下的饱和蒸,气压的蒸气压时,该物质便不断蒸发。蒸发的条件是不断供给被蒸发物质热量,并排出产生的气体;冷凝是蒸发的逆过程,气态物质的饱和蒸气压随温度下降而降低,当气态组分的分压大于它在冷凝温度下的饱和蒸气压时,这种物质便冷凝成液相(或固相),为使冷凝过程进行到底,必须及时排出冷凝放出的热量。影响真空蒸馏提纯效果的主要因素是:① 各组分的蒸气分压,分压差越大,分离效果越好;② 蒸发和冷凝的温度和动力学条件,一般温度降低可增大金属与杂质蒸气压的差距,提高分离效果;③ 待提纯金属的成分,原金属中杂质含量越低,分离效果越好;④ 金属和蒸发和冷凝材料间的作用,要求蒸发冷凝材料本身有最低的饱和蒸气压;⑤ 金属残余气体的相互作用;⑥ 蒸馏装置的结构;⑦ 真空蒸馏有增锅式和弟增锅式两种,无增锅蒸馏一般通过电磁场作用将金属熔体悬浮起来(见图一 ) ,有关蒸馏工艺请参见上述元素的精制过程。

图一: 无坩埚蒸馏装置

1—绐料机构;2—待提纯金属;3—挡板;4—阴极;5—冷凝器;
6—遮热板;7—金属收集器;8—真空;9—抽真空装置

2 .真空脱气
真空脱气是指在真空条件下脱除金属中气体杂质的过程。实际上是降低气体杂质在金属中的溶解度。根据西韦茨定律,恒温下双原子气体在金属中的溶解度和气体分压的平方根成正比。因此提高系统的真空度,便相当于降低气体的分压,亦即能降低气体在金属中的溶解度,而超过溶解度的部分气体杂质便会从金属中逸出而脱除。以担粉真空热处理为例,在高真空(2.5 一6μPa)条件下,担的水分在100 一200℃ 急剧挥发,600 - 700℃ 氢化物分解逸出,碱金属及其化合物在1100 一1600℃ 温度下挥发,大部分铁、镍、铬等以低熔点氧化物形态挥发,2300℃ 时氮挥发逸出,对比氢、氮对金属亲和势大的氧,则以加碳脱氧(「C] +「O] = CO↑)和以上杂质金属低价氧化物MeON 的方式除去。真空脱气广泛用于高熔点金属钨、钼、钒、铌、钽、铼等的纯化。

3 .区域熔炼

区域熔炼是一种深度提纯金属的方法,其实质是通过局部加热狭长料锭形成一个狭窄的熔融区,并移动加热使此狭窄熔融区按一定方向沿料锭缓慢移动,利用杂质在固相与液相同平衡浓度差异,在反复熔化和凝固的过程中,杂质便偏析到固相或液相中而得以除去或重新分布;熔区一般采用电阻加热,感应加热或电子束加热,下图为锗区域熔炼示意图。

图二:锗的区域熔炼提纯示意图

区域熔炼广泛用于半导体材料煌高熔点金属钨、钼、钽、铌的提纯,更用于高纯铝、镓、锑、铜、铁、银等金属的提纯。对含杂质约1x10-3 %的锗,在区域提纯6 次后,高纯锗部分的杂质浓度可降到1x 10一8 %。钨单晶经5 次区熔后可由40 提高到2000。

4 .电迁移提纯

电迁移是指金属和杂质离于在电场的作用下往一定方向迁移或扩散速度的差别来达到分离杂质的目的。是新近发展起来的用于深度提纯金属的方法,其特点是分离间隙杂质(特别是氧、氮、碳等)的效果好,但目前仅应用于小量金属的提纯。将其和其他提纯方法结合使用,可获超高纯度的金属。

将棒状样品通过流电,母体金属和杂质离子便向一定方向移动,这时离子的漂移速度为:V = UF

式中,V 为离子漂移速度;U 为离子迁移率;F 为作用于离子的外力,它由电场作用力。和导电电子散射作用于离子的力组成。这些作用力和离子有效电荷数有关。依母体离子和杂质离子的电荷数不同租扩散、漂移速度不同而达到分离目的。

5 .电磁场提纯

在电磁场作用下深度提纯高熔点金属的技术越来越多地被采用。电磁场不限于对熔融金属的搅拌作用,更主要的是电磁场下可使熔融金属在结晶过程中获得结构缺陷的均匀分布,并细化晶粒结构。在半导体材料拉制单晶时,在定向结晶时熔体中存在温度波动,这种温度波动会导致杂质的层状分布,而一个很小的恒定磁场就足以消除这种温度波动。在多相系统结晶时,利用电磁场可使第二相定向析出,生成类似磁性复合材料的各向异性的组织结构,电磁场还用于悬浮熔炼,这时电磁场起能源支撑作用和搅拌作用,利用杂质的蒸发和漂走第二相(氧化物、碳化物等)来纯化金属。由于不存在和容器接触对提纯金属造成的污染问题,被普遍用于几乎所有高熔点金属的提纯,如钨、钼、钽、铌、钒、铼、锇、钌、锆等。
6 .提纯方法的综合应用
各个提纯方法都是利用金属的某个物理性质或化学性质和杂质元素间的差异而进行分离达到提纯目的的,如真空蒸馏是利用金属和杂质的饱和蒸气压和挥发速度的差异。区域熔炼是利用杂质在固相和液相间的溶解度差异而进行提纯分离的,因而各个方法都有一定的长处(对某些杂质分离效果好)和短处(对另一些杂质分离效果差)。即使是同一个提纯方法,也因金属性质的不同,提纯效果差别很大,如区域熔炼对高熔点金属的提纯效果好,但对某些稀土金属的提纯效果则不理想。欲获深度提纯金属的效果,一般需要综合应用多种提纯手段。在这方面,各个方法的合理结合应用和先后顺序使用十分重要,通常是将电子束熔炼或蒸馏和区域熔炼或电迁移法相结合,即先进行电子束熔炼或蒸馏提纯,再以区域熔炼或电迁移提纯作为终极提纯手段,以被为例,为获超高纯铍,最好先多次蒸馏提纯,再真空熔炼,最后进行区域熔炼或电迁移提纯,经这样提纯后所得铍单晶纯度达99 .999 % ,残余电阻率R>1 000 。在制取超纯锗时,一般先用化学法除去磷、砷、铝、硅、硼等杂质,再用区熔法提纯得到电子级纯锗;最后多次拉晶和切割才能达到13N 的纯度要求。下表为各种方法结合使用提纯金属铼的效果。

表二:各种提纯方法提纯金属铼的效果

7 .宇宙空间条件下提纯金属

宇宙空间的开发为提纯金屑制造了新的机会。宇宙空间的超高真空(约10-1OPa)、超低温和基本上的无重力,为金属提纯提供了优越条件。在这种条件下,液态金属中将不会有对流的问题,结晶时杂质的分布将只具有纯扩散性质,熔化金属毋需坩埚,超高真空尤其有利于杂质的挥发和脱气。这些对于采用熔炼、蒸发、区域熔炼等方法提纯化学活性大的金属和半导体材料来说更是非常理想的条件。以提纯锗为例,在地球上锗垂熔时杂质稼的分离系数为0.1/0.15,而在宇宙空间时则达0.23/0.17 。在无重力条件拉制的晶体的完整性较在重力条件下的完整性好很多。以锑化铟为例,其位错密度比只是在重力条件下的位错密度的1/6 。由于宇宙中液态金属表面张力系数值很大,故在宇宙间用无坩埚区域熔炼法必定能制备出极高纯度和完整性的单晶来。此外,超低“宇宙”温度也具有良好的应用前景。

此文附图,参考:http://www.chinesemine.cn/zy/2008/0706/article_202.html

㈤ 请说说“锌的二次冶金”的定义和其有关工艺

你看好了
锌的二次冶金

摘要 :本文介绍世界和我国的二次锌资源的现状和利用情况,以及二次锌资源的来源方向。主要介绍全球先进的二次锌的提取冶炼新技术,整合以便我们能更好的创新,为研究出一套更能完全、安全,无烟尘、无毒、环保的冶炼二次锌资源的技术奠定基础。
关键字:二次锌资源、存在情况、再生、技术方法
一 世界和我国的锌二次资源情况
锌是目前世界上循环利用较好的金属之一,二次锌资源已成为锌生产的重要原料,全球30%锌来源于二次锌资源,再生锌年产量高达290万吨,西方发达国家不仅有一系列专业二次锌冶炼厂,而且主要锌冶炼厂也从事二次锌的回收处理,尤其是近几年由于锌精矿供应日趋紧张, 国外等3著名锌公司均纷纷改变原料结构,采用电弧炉烟尘等二次锌资源作为锌冶炼的主要原料。锌是我国传统的优势资源,其使用领域十分广泛。锌能和多种有色金属制成合金用于机械制造业、制造各种精密铸件以及镀锌作业。据美国锌贸易公司估计,目前全世界每年消耗金属锌及锌化合物的金属约1000万吨。70%是从矿石中提取的,;另外有30%是利用再生原料生产的。美国矿务局估计,2000年美国再生锌占锌消费总量的40%。美国每年生产再生锌12万吨以上。再生氧化锌3.5万吨。国际锌协会估计。世界再生锌产量的增长速度3倍于原生锌。到2005年再生锌占世界锌消耗量的40%。
随着我国地质勘探工作的萎缩、资源开采强度的不断提高及冶炼能力的过快增长,我国锌资源的优势格局已经发生了改变。我国的锌净出口量,包括合金中含的锌,自2000 年以来一直呈逐渐减少的趋势,中国锌供应由过剩转为短缺。 在金属锌的使用过程中,会产生许多含锌的二次资源,这些资源是回收锌的重要原料。在我国,一方面,锌精矿原料供应日趋紧张,已成为影响锌冶炼厂发展的关键因素;另一方面,国内二次锌资源利用刚起步,再生年产量不到10万吨,不到精锌产量的5%。尚未形成规模,与西方工业国家相距甚远, 为保证我国锌资源产品对国民经济的有效供给,推进锌工业的可持续发展,缓解资源的供需矛盾,有必要重视锌二次资源的回收治理工作。
尽管锌作为一种主要是增强其他材料的使用性能的功能性材料,人们主要是依靠开发矿产资源来获得金属锌。按目前普遍实行的统计口径过去很长一段时期里,矿产锌的产量在世界锌总产量中所占的比例都在90%以上。近年来,随着循环经济理念的逐步建立,人们日益重视二次资源的回收利用循环复用。
二 二次锌资源的来源构成
二次锌资源包括1 热镀锌行业,热镀锌厂长生的锌灰,锌浮渣和锅底渣
2 化工及化学品生产,钢铁厂炼钢过程产生的烟日锌和锌合金零件,例化工厂及冶炼厂的工艺副厂品以及其他含锌废料。
3 锌加工行业和回收行业。废黄铜料、压铸废料、烟尘、镀锌废渣及废边角锌片,镀锌钢废料、热镀锌渣及废旧锌锰电池,生产中产生的废料主要来源于镀锌钢生产过程和汽车、建筑物及其它制品的加工过程,连续镀锌钢生产线产出的废渣量一般约为产品产量的0.5%-2%;汽车、洗衣机、冰箱等设备的生产与装备过程废料产生量较大,其中汽车行业废料产生率约为28%-30%;回收的废料主要为报废的汽车、家用电器、空调、高速公路路障及路灯柱等含锌部件。全球范围内,镀锌废钢的收集量正在逐年上升,1995年全球镀锌钢废料回收量为6500万吨。据国际锌协会的数据,欧洲再生锌的基本原料来源是:黄铜42%;镀锌渣27%;压铸厂品废料16%;钢铁工业港絪尘6%;锌材料加工半成品废料6%;化学工业锌废料2%;其他1%。二次锌资源的成分波动很大,几种主要物料的组成(质量分数)如下:
锌辉(热镀锌过程中的氧化物):Zn 60%-85%,Pb 0.3%-2.0%.AL 0%-0.3%,Fe 0.2%-1.5%,Cl 2%-12%;
锅渣(热镀锌过程形成的合金,类似于硬锌):Zn 96%,Fe 4%;
电弧炉炼钢烟尘(其他成分取决于废钢原料):Zn 15%-25%,二次锌源的来源及组成差异很大,回收处理过程中要针对不同原料采取不同的工艺,以达到最大限度回收复用目的。
三 锌的二次冶金生产技术,
二次锌资源的冶金技术包括:火法工艺,湿法工艺活法工艺中魏式炉挥发生产工业氧化锌作为湿法炼锌的原料;电炉处理生产金属锌粉;横罐或竖罐蒸馏牛产粗锌;或是作为烧结配料用熔炼法处理,还有真空冶金技术,物理法等等。
钢铁厂高锌含铁尘泥处理工艺其中物理法处理工艺主要有两种:磁性分离和机械分离。磁性分离是利用锌富集在磁性较弱粒子中的特性,采用磁选方法富集锌元素。该方法用于高炉粉尘时,要增加浮选除碳工艺,以提高磁性分离的效率。机械分离是利用锌一般富集在较小粒度中的特性,采用离心的方式富集锌元素。机械分离按分离状态可分为湿式分离和干式分离。磁性分离工艺较简单、易行,其主要缺点是锌的富集率较低;机械分离除工艺简单易行外,对处理后的粗粉可直接用于炼铁,但该法的操作费用较高,富锌产品的锌含量过低,价值较小。一般,物理法只作为湿法或火法工艺的预处理。
湿法处理锌废料的冶金技术近年来发展较快,主要是溶剂萃取剂技术的发展最近为锌回收行业所认识,预计未来十年其应用将会日益增多。具有代表性的工艺是西班牙Tecnicas Rejunidas公司开发的Zincex Process法和MZP,该法的特点是废锌料经硫酸或盐酸溶解后,利用有机萃取剂的高选择性,将锌离子从溶液中萃取出来,并实现与其他杂质分离,达到提纯的目的。该公司建有8000吨每年的工厂,处理再生锌原料,产品可以是电锌、超纯硫酸锌或超纯氧化锌。萃取剂是D2EHPA的煤油溶液。 湿法处理工艺湿法工艺一般用于中锌和高锌尘泥的处理。氧化锌是一种两性氧化物,不溶于水或乙醇,但可溶于酸、氢氧化钠或氯化铵等溶液中。湿法回收技术就是利用氧化锌的这种性质,采用不同的浸取液,将锌从混合物中分离出来,工艺流程如图1所示

根据选择浸出液的不同,湿法处理工艺又可分为以下几种:酸浸,浸出反应如下:Zn+H2O=Zn2++H2O; 碱浸、 培烧、碱浸。
湿法工艺有以下特点:1)当尘泥中铁酸锌含量较高时,锌的浸出率低,同时浸渣中锌含量较高,不能作为原料在钢铁厂循环利用,也满足不了环保提出的堆放要求;
2)设备腐蚀严重,处理过程中引入的硫、氯等易造成新的污染;
3)与钢厂现有技术不配套。
火法处理冶金含锌尘泥的主要工艺有直接还原法:回转窑法。回转窑工回转窑工艺( 简称SPM法) 是住友重工业公司钢铁厂从废料中分离锌并回收含铁料而发展起来的。其工艺流程见图下。把钢厂内各种来源的废料放入泥浆池内进行混合, 然后过滤, 在旋转干燥器内干燥。混合料与细的无烟煤一起装入还原窑, 通过燃烧靠近回转窑出料端沿轴向布置的燃烧器内的焦炉煤气和空气来加热。窑内的炉料足以加热到部分地软化和熔化并在窑衬上富集形成结瘤挂圈, 回转窑高温带的成球棒把这些料从窑壁上刮下, 并沿窑壁滚动形成小球或颗粒。废料中锌的氧化物被还原成金属锌, 在窑温下蒸发并与排出的其烟气一起离开回转窑。当烟气在排放系统中冷却时, 一部分锌氧化成细小的固体颗粒并被收集在布袋式除尘器内。直接还原的铁产品排入回转冷却器内, 用大量的水进行快速冷却。然后用筛孔为7 mm 的筛子筛分, 粒度大于7 mm 的直接还原铁送至高炉, 剩下的全部送往烧结厂。
工艺特点: 不需造球, 还原出的产品30%( 粒度大于7 mm) 可直接作为高炉原料使用, 剩下约70%的粉末须重新烧结。还原炉内原料填充率仅为2%, 金属化率为75%, 因此产品质量差, 生产效率较低。另外,该工艺设备庞大、投资大、成本较高。
转底炉法。 转底炉法是将高锌含铁尘泥、碳粉和粘结剂混合造球。生球经烘干后置于转底炉内,当转底炉转动时生球被加热,至1100 °C左右时氧化锌被还原,还原出的锌被蒸发并随烟气一起排出,经冷却系统时被氧化成细小的固体颗粒而沉积在除尘器内。转底炉处理含锌尘泥有许多优点,但也有不足之处,例如:粉尘中脉石成分(大于30%)在直接还原处理后仍保留在金属化球团中;如尘泥含锌高,直接还原处理后的金属球团中仍含有较高的锌(大于0.3%)和硫(大于0.3%),这些问题都将影响金属化球团的进一步有效利用。国外加热转底炉通常用天然气,但我国天然气资源不足,因此,需考虑我国具体条件下,转底炉的加热气源问题.

真空冶金技术在锌二次资源再生中的应用
真空法回收锌的原理。在锌二次资源中常伴有铁、铝、铅、锡、锗、铟、银、铜等杂质, 采用真空蒸馏的方法从二次资源中回收锌是基于二次资源中所含元素在纯金属状态下饱和蒸气压的差异。在同一蒸馏温度和一定的真空下, 蒸气压大的金属就会优先挥发,蒸气压小的金属就会少挥发或者不挥发。纯金属的蒸气压随温度的高低而异, 利用克劳修斯- 克莱普朗方程可得到其与温度具有如下的关系
真空法回收锌的实例。昆明理工大学真空冶金及材料研究所1991年研发了真空蒸馏处理热镀锌渣提取金属锌的工艺技术及其设备卧式真空蒸馏炉, 使用该设备得到产品的化学成分如表1 所示[ 实践证明控制适当的蒸馏条件, 锌的直收率可达83.3%~86.33%, 所得锌锭化学成分能够达到国家2# 锌标准。其工艺流程如下图,

再生锌潜力巨大,“如果锌的二次金属回收率达到消费量的30%,意味着我国每年可回收90万吨锌,这将在很大程度上缓解锌资源的压力”。中国有色工程设计研究总院原副院长兼总工程师蒋继穆昨日在上海表示。蒋继穆提出,重视再生资源的回收利用也是解决我国锌资源短缺的有效途径。在我国,锌的二次资源回收利用重视不够,处于自流状态,没有形成产业。据统计,我国近五年来再生锌产量占消费量的比例为0.97%-3.5%之间,而发达国家锌的二次资源回收率已经达到锌产量的30%,可以看出我国再生资源利用程度相当低。蒋继穆表示,对二次锌资源回收,国家有关部门必须引起高度重视。首先是对用锌量最大的镀锌钢材的废杂料集中收集,集中在能有效回收锌的专门炼钢厂处理。其次要加快研究步伐,尽快突破废干电池经济有效的回收工艺。除氧化锌涂料难以回收外,锌材、压铸合金,铜锌合金等只要注意收集,均能较易回收其有价金属。
四 结束语
目前锌的二次冶金已帮助相关企业处理了多种锌二次资源, 解决了企业长期积压的废弃物, 为有色金属的再生提供新方法。在所取得的成果的基础上,研究企业将进行不断的完善和深入的研究其他有色金属的再生利用。采用进行锌二次资源的再生利用能从源头上减少或消除环境污染, 符合建设资源节约型、环境友好型社会的发展道路, 为有色行业为节能减排贡献一份力量。
五 参考文献
钢铁厂高锌含铁尘泥二次利用的发展趋势 彭开玉, 周云, 王世俊, 李辽沙, 王海川,
( 安徽工业大学冶金与资源学院, 安徽马鞍山243002)
二次锌资源回收利用现状及发展对策 肖松文,肖骁,刘建辉,马荣骏
(长沙矿冶研究院研究开发中心)
真空冶金技术在锌二次资源再生中的应用进展 韩龙, 杨斌, 戴永年, 刘大春, 杨部正
( 昆明理工大学真空冶金国家工程实验室, 云南昆明650093)

㈥ 镀锌底渣怎么变成浮渣

钢材热镀锌米电米受米惠米联少多少a米量米惠米联米受米fe多惠b惠ee少ad惠联晓受晓晓晓联晓晓米多晓晓晓零锌渣是钢铁板带或结构类工件热浸镀锌时,从锌锅的表面或底部捞出的,可以铸成锭的,锌含量超过量零%的固体废物,不包括溶剂法热镀锌过程中产生的废熔剂、助熔剂和集(除)尘装置收集的灰尘,以及采用化学法电镀锌所产生的锌渣泥,以及其它被列为危废类的锌渣,以下简称锌渣。

联 锌渣的成分

联.受锌渣的主要成分为锌和少量铝、铁,及热镀锌时夹入的锑、稀土等合金元素,具体如表受所示。

表受 锌渣的主要成分

联.电 混合锌渣锌含量不低于量零%。

联.晓 当锌渣中含有其它合金元素时,须分开处理。

多 锌渣的处置

从锌锅的表面捞出的顶渣或从锌锅底部捞出的底渣分别倒入渣模内铸成块状。不得混入溶剂法热镀锌过程中产生的废熔剂、助熔剂和集(除)尘装置收集的粉尘,也不得混入锌灰、垃圾等杂质,确保其

纯度和清洁卫生。锌渣块应于室内存放,应注意防雨、防潮,防止化学物质腐蚀。

米 回收利用法方的选择

米.受 生产铸造用锌合金锭

当按照GB/T受受少多的要求,采用锌渣生产锌合金铸件原料锭时,推键采用熔析和精炼处理,除去锌渣中的大部分氧化杂质和铁铝类化合物,获得低杂质含量的锌合金熔体,经检测杂质含量符合GB/T受受少多

以后,铸锭包装。

米.电 生产锌锭

当按照GB/T联少零的要求,采用锌渣生产高纯度的锌锭时,推键采用熔析和精炼处理后的锌合金熔体,进一步进行真空蒸馏处理,将锌蒸汽收集冷凝,获得高纯度的液态锌,经检测纯度符合GB/T联少零以后,铸锭包装。

米.晓 生产氧化锌粉

当按照YS/T 受零多受的要求,采用锌渣生产氧化锌粉时,推键采用熔析和精炼处理后的锌合金熔体,进一步进行常态蒸馏处理,锌蒸汽氧化成氧化锌粉,经检测纯度符合YS/T受零多受以后,收集后包装。

少 回收利用流程

少.受 熔析和精炼处理

锌渣熔析和精炼处理法方如下:

a)采用熔析精炼炉将锌渣熔化、升温到多量零~米零零,并通入精炼气体进行精炼处理。锌渣内的氧化类和铁铝类杂质上浮成为浮渣,从熔体内捞出,进一步处理;锌渣内的铁锌类化合物下沉成为底渣,留在炉子底部,从熔体内分离,进一步处理;中部获得低杂质含量的锌合金熔体;

b) 低杂质含量的锌合金熔体可以进一步进行蒸馏处理,也可铸锭作为锌合金铸件原料;

c) 当作为锌合金铸件原料锭时,须向客户提供标注主要成分的质量保证书;

d) 将精炼浮渣采用球磨、筛分和风选等法方,使含锌的金属类物质分离出来,返回锌渣库,二次循环回用,杂质作为固废处理;

f) 精炼底渣收集起来,按照少.联另行处理;熔析和精炼处理的工艺流程如图受所示。

少.电 真空蒸馏法制备锌锭

将熔析和精炼处理后低杂质的锌合金熔体夹入真空蒸馏炉,在密封状态继续升温至惠零零~惠受零,并利用真空泵进行减压蒸馏,使得锌合金熔体中的锌以蒸汽的形式分离开来,将锌蒸汽引入冷凝器,进行冷却,锌蒸汽便冷凝成高纯度锌液,铸成锌锭,符合GB/T联少零的规定。蒸馏残余物主要为锌铁、铝铁合金,按照少.联另行进行处理。真空蒸馏法制备高纯度锌锭工艺流

㈦ 热镀锌锌锅三元合金渣怎么去除

常规的合金化镀锌板产品和纯锌镀锌产品的双品种生产线切换上述两个品种的生产模式为双锅模式,即合金化镀锌板产品和纯锌镀层产品分别采用专用锌锅。合金化镀锌板产品生产过程中,带钢入锌锅板温在460-500℃左右,锌锅温度在455℃左右,锌液Al含量较低(0.15%以内),带钢表面无法形成有效的Fe2 Al5阻挡层,带钢进入锌锅后表面铁不可避免的地向锌液中大量溶解,造成锌锅内铁含量急剧升高到0.04%左右,锌液中过饱和析出的铁会与锌液中的锌发生反应形成大量锌铁化合物沉于锅底形成底渣。在合金化镀锌板产品生产完毕后切换锌锅生产纯锌热镀锌产品,此时,需调整锌锅内锌液成分使底渣与锌液中的铝发生反应形成浮渣(锌锅通过离线加入高铝锭方式将锌锅中的锌铁化合物底渣与加入的铝反应形成锌铁铝化合物形成浮渣),从而将锌锅中的底渣置换去除。
武钢三冷轧镀锌机组目前只有一组锌锅,每次合金化镀锌板品种生产完毕之后,需进行锌液铝含量调整,将锌液铝含量升高到0.18%以上,确保形成Fe2Al5结合层保证纯锌镀锌板的表面附着性能。采用这种常规的锌液铝含量控制工艺时,无法有效快速去除锌液中的底渣和降低锌液铁含量,在升铝过程中以及升铝后相当长的一段时间内,锌液中会产生大量的悬浮渣,这种细小悬浮渣如果附着在带钢表面则会导致锌粒缺陷。在这段时间内无法生产高等表面要求的纯锌热镀锌板产品,这是因为:由于锌粒硬度大,因此具有该种缺陷(锌粒缺陷)的带钢在轧制或冲压过程中会损伤基板,造成压印缺陷,极大影响表面质量。锌粒缺陷会造成大量汽车外板不符合汽车厂要求而改判,影响汽车板成材率,给钢铁公司造成大量经济损失。
影响带钢表面质量的锌粒缺陷,究其实质是因为锌锅中锌液溶解的铁含量过高超过锌液的溶解度而呈过饱和状态,过饱和析出的铁与锌液中铝或锌反应生成高硬度高熔点的锌铁铝化合物。传统工艺控制中,铝含量控制在0.18-0.024%左右,很难降低锌锅中的铁含量,一般在0.008-0.018%,锌粒形成的外部条件仍满足,生产过程中无法从源头控制锌粒缺陷产生。而在合金化镀锌板产品生产完毕后,锌液中存在大量铁锌化合物(底渣),在其与锌液中的铝反应形成锌铁铝化合物的过程中会大量消耗锌液中的铝降低锌液中的铝含量;同时合金化镀锌板产品生产期间锌液中的铁含量溶解度较高(0.04%左右),切换到纯锌板生产工艺后,溶解在锌液中的铁呈过饱和状态,过饱和析出的铁与锌液中的铝和锌反应形成锌铁铝化合物消耗锌液中大量的铝,会大量降低锌液铝含量;上述过程中形成的锌铁铝化合物即悬浮渣会大量附着于带钢表面形成锌粒锌渣缺陷,而锌液铝含量的降低会使锌液中铁含量维持在一个较高值,在较长一段时间内造成锌液中持续产生悬浮渣,从而使带钢表面产生锌粒缺陷,影响高等级表面的纯锌镀锌产品的表面质量,在此期间无法生产高等表面纯锌镀锌产品。
因此,我们迫切需要一种快速去除锌锅内底渣的方法,以提高带钢质量、缩短除渣周期,提高高等级表面纯锌镀锌产品的产能。

技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种快速去除锌锅内底渣的方法,该方法能快速置换单锌锅生产线在合金化镀锌板生产过程中所形成的底渣,降低锌液中的铁含量,抑制锌粒产生,减少锌粒缺陷发生概率。
本发明所采用的技术方案是:
一种快速去除锌锅内底渣方法,具体为:在合金化镀锌板生产完毕后,先往锌锅添加铝含量为8%的锌铝合金锭,将锌锅内锌液的铝含量从传统控制工艺的0.18-0.24%左右提升至0.38%-0.5%,在添加锌铝合金锭过程中实时检测锌锅内锌液中的铝含量;当铝含量达到0.38%-0.5%时停止添加铝含量为8%的铝锌合金锭,向锌锅添加铝含量为0.575%的锌铝合金锭,当锌锅内锌液的铁含量稳定在0.01%以内时,锌锅内底渣清除完毕。
当锌锅内锌液的铁含量稳定在0.01%以内时,即锌锅底渣清除完毕后,即可生产纯锌镀锌板(即可进入生产高等级表面汽车板的生产周期)。
在去除锌锅内底渣的这段时间内(在开始增加铝含量至铝含量稳定保持的这段时间内),因大量底渣置换为悬浮渣粘附到带钢表面,影响产品表面质量,所以只能生产一般商品材(建筑结构用材和家电板内板用材)。
本发明中,在去除锌锅内底渣的过程中,随着铝含量顶峰值的升高,锌锅底渣的置换速率越快,清除耗时越短,能够很好的满足控制锌粒缺陷产生的要求。
本发明的有益效果在于:
生产完合金化品种后,锌液Al含量为0.14%左右,需要通过加入铝含量8%的锌铝合金锭快速升高锌液Al含量到0.18%以上,使之具备纯锌镀层的可镀性,在加入8%锌铝合金锭期间,锌液中溶解的铁会迅速地呈过饱和状态析出形成悬浮渣。当锌液铝含量增加至0.38-0.5%左右,相对于传统的锌液Al含量目标值,底渣的反应效率会大幅提升,悬浮渣快速形成,有效缩短了高等级表面纯锌镀锌板的生产前的除渣调整周期。实际生产结果表明,采用本发明的铝含量控制方法,不会造成镀层附着力不合,也不会形成其它新的表面缺陷,除渣周期从原来的15天以上缩短到5天左右,释放了更多的高表面等级(高附加值产品)的产能。
本发明能快速改善在合金化产品生产期间对锌锅的污染,快速置换锌锅底渣,减少锌液铁含量,抑制锌粒产生,减少锌粒缺陷发生概率,提高带钢表面质量。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是单锌锅生产线单一生产周期内生产合金化镀锌和高等级表面热浸镀锌产品的铝含量控制示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
合金化镀锌板产品生产完毕后,连续往锌锅中添加铝含量为8%的锌铝合金锭,将锌锅中锌液的铝含量从传统控制工艺的0.20%左右提升至0.38%,在添加锌铝合金锭过程中实时检测锌锅铝含量,当含量达到0.38%后停止添加含量为8%的锌铝合金锭,改为添加铝含量为0.575%的锌铝合金锭,用时240小时左右铁含量降至0.01%以内,此时锌锅内底渣基本清理完毕,具备纯锌热镀锌外板生产能力。参见图1,在开始增加铝含量至铁含量降至0.01%左右的这段时间内,需要最低表面要求的纯锌镀锌板1000吨,需要一般要求的商品材9000吨。相对于传统的锌液Al含量控制范围(0.18-0.24%),除渣调整阶段所需表面要求较低的品种产量减少了5000吨左右,释放了更多的高表面等级(高附加值产品)的产能。
实施例2
合金化镀锌板产品生产完毕后,连续往锌锅中添加铝含量为8%的锌铝合金锭,将锌锅铝含量从传统控制工艺的0.20%左右提升至0.45%,添加锌铝合金锭过程中实时检测锌锅内锌液铝含量,当含量达到0.45%后停止添加含量为8%的锌铝合金锭,改为添加铝含量为0.575%的锌铝合金锭,用时120小时左右,锌液中铁含量降至0.01%以内,此时锌锅内底渣基本清理完毕,具纯锌热镀锌外板生产能力。在开始增加铝含量至铁含量稳定保持的这段时间内,需要最低表面要求的纯锌镀锌板200吨,需要一般要求的商品材5000吨。
实施例3
合金化镀锌板产品生产完毕后,连续往锌锅中添加铝含量为8%的锌铝合金锭,将锌锅铝含量从传统控制工艺的0.20%左右提升至0.50%,添加锌铝合金锭过程中实时检测锌液铝含量,当含量达到0.50%后停止添加含量为8%的锌铝合金锭,改为添加铝含量为0.575%的锌锭,用时72小时左右,使锌液中铁含量降至0.01%以内,此时锌锅内底渣基本清理完毕。机组具备纯锌热镀锌外板生产能力,在开始增加铝含量至铁含量稳定保持的这段时间内,需要最低表面要求的纯锌镀锌板200吨,需要一般要求的商品材3000吨。
本发明能快速改善在合金化产品生产期间对锌锅的污染,提高纯锌板带钢表面质量,降低双锅运行成本,目前该方法已经在武钢冷轧三分厂镀锌线采用,应用于高等级合金化及纯锌外板生产。使用本方法能极为高效地减少锌锅铁含量污染;合金化生产完毕后高等级纯锌镀板的生产时间由原来的15天缩减到5天以内,每月可多生产10天高等级表面产品,按日产1040吨,高等级表面与一般表面产品差价200元计算,年效益为1067*200*12=256万元/年,减少锌锅电费约400万元/年。
应当理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

㈧ 锌含其他杂质怎么处理可以去除

电解精炼法等。
1、用锌做阳极,使用含锌离子的电解液,通电可得到纯度很高的锌。

此法工艺简单,但耗能巨大,提纯效果相对差一些,一般用于对纯度要求不高的情况。
2、真空蒸馏法,利用金属的沸点不同,用蒸馏的方法可以得到高纯度的锌。
提纯效果好,能耗低,工艺稍复杂。

3、区域熔炼法,利用杂质在固体锌和液态锌中的溶解能力不同,通过移动区域熔融,达到除杂的目的。
此工艺原理复杂,速度慢,对原料纯度要求高,但产品纯度非常高。一般以真空蒸馏产品为原料,提纯更高纯度的锌。

㈨ 锌合金产品的表面处理有哪些

锌铝压铸件是──种以锌为主要成分的压铸零件。这种零件表面有──层很致密的表层,里面则是疏散多孔结构,又是活泼的两性金属。所以,只有采用适当的前处理方法和电镀工艺,才能确保锌合金上的电镀层有良好的附着力,达到合格品的要求。

电镀常用的锌合金材料为,其主要成分为:铝3.5%~4.5%,铜0.75%~1.25%,镁0.03%~0.08%,余量为锌,杂质总和≤0.2%。

而925牌号的锌合金含铜量高,也易于电镀。通常,锌合金的密度为6.4~6.5g/cm3,若密度<6.4g/cm3,电镀后易发生起泡和麻点。总之,选材时务必严格把关。另外,压铸时模具必须设计合理,避免给电镀带来难以克服的缺陷(如麻点)。

(9)真空蒸馏法处理锌铝合金扩展阅读

1、压铸件表面是一层致密的表层,约0.05~0.1mm。在表层的下面则是疏松多孔的结构。为此,在磨光和抛光时,不要把表层全部抛去而露出疏松的底层。否则电镀非常困难,而且会降低产品抗蚀性能。

2、压铸件在压铸过程中是由熔融态成为固态的。因为冷却时的凝固点不同,在压铸件表面上往往会产生偏析现象,使表面的某些部分产生富铝相或富锌相。

为此在预处理时,不要采用强碱和强酸去油和浸蚀。因为强碱能使富铝先溶解,而强酸又能使富锌相先溶解,从而在压铸件表面上形成针孔和微气孔,并且会残留下强碱液和强酸液,以致当镀上镀层后,容易引起脱皮和产生气泡。

3、锌合金压铸件的形状一般比较复杂,电镀应该采用分散能力和覆盖能力较好的溶液。为了防止在凹入或掩蔽处发生锌对电位正的金属的置换,从而使结合力不好,预镀层更应选择分散能力和覆盖能力好的镀液。

4、所采用的镀层最好为光亮镀层,尽量避免抛光工序或者减轻抛光工作量。一方面因形状复杂,不易抛光,另方面也可保证镀层厚度,确保质量。

5、第一层镀层如果采用铜层,其厚度应稍厚一些,因为当铜镀到锌合金表面上时,铜层愈薄扩散作用发生的愈快,因此铜的厚度至少要达到7μm或者再厚一些。

6、多层镀铬层是锌合金的阴极保护镀层,所以镀层必须有一定的厚度,保证镀层无孔隙。否则由于锌合金的电极电位较负,在潮湿的空气中容易产生碱式碳酸锌的白色粉状腐蚀产物,故必须根据产品的使用条件,选择合适的镀层厚度。

7、如果压铸工艺不合适,或压铸模具设计得不合理,使压铸表面产生冷纹、缩孔、疏松或针孔等,那么,即使电镀工艺采取了措施,也往往不能获得满意的镀层。

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