一种超细锌粉的冶炼方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种超细锌粉的冶炼方法及系统，将含锌原料放置于电阻熔化炉，加热熔化含锌原料，得到含锌熔液；当含锌熔液在电阻熔化炉中的液面高度高于第一设定高度时，从分层的含锌熔液顶部抽离出锌液，通过第一传输管道输入至中频感应加热炉，加热锌液至蒸发产生锌蒸气；其中，中频感应加热炉的加热功率为电阻熔化炉的3～5.5倍；将锌蒸气通向设有补热装置的第二传输管道中，将过热锌蒸气通向冷凝器进行急冷，在冷凝器的冷凝结晶区中保持循环流动稀的锌蒸气，利用气流将生成的锌尘带走，在收集区得到超细锌粉；其中，在冷凝结晶区的锌蒸气的浓度不高于在第二传输管道中锌蒸气浓度的30％。本发明专利技术精准控制每一步骤的量化程度，实现持续性的高质量生产。现持续性的高质量生产。现持续性的高质量生产。

【技术实现步骤摘要】
一种超细锌粉的冶炼方法及系统


[0001]本专利技术属于金属冶炼
，尤其涉及一种超细锌粉的冶炼方法及系统。

技术介绍

[0002]锌粉在工业上的应用非常广泛，而随着对锌粉的需求进一步精细化，目前对于超细锌粉的需求迅速增长。超细锌粉的平均粒径在3～4μm之间，主要作为富锌防腐涂料的关键原料，或者应用在化工(如保险粉、立德粉、雕白块、染料中间体等)、冶金、医药、农药等行业。
[0003]在生产超细锌粉过程中，由于现有熔炼技术对原材料的受热均匀性不足，容易造成原材料局部受热，而且加热过程控制不精准，无法实现连续性冶炼，生产效率低下，对于超细锌粉的熔化、蒸发、冷凝这三个变化过程的热管理做的不到位，导致生产出来的锌粉粗细不一。
[0004]目前由于超细锌粉的主要关键核心技术国内暂未攻克，主要掌握在外资企业中，为了实现我国高质量发展的需求，非常有必要研发一种超细锌粉的冶炼方法及系统
[0005]上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种超细锌粉的冶炼方法及系统，主要用于解决现有技术中无法持续性生产高质量的超细锌粉等问题。
[0007]为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供一种超细锌粉的冶炼方法，包括以下步骤：
[0008]将含锌原料放置于电阻熔化炉，加热熔化含锌原料，得到含锌熔液；
[0009]当保温至含锌熔液在所述电阻熔化炉中的液面高度高于第一设定高度时，从分层的含锌熔液顶部抽离出锌液，通过第一传输管道输入至中频感应加热炉，加热锌液至蒸发产生锌蒸气；其中，所述中频感应加热炉的加热功率为电阻熔化炉的3～5.5倍；
[0010]将锌蒸气通向设有补热装置的第二传输管道中，将过热锌蒸气通向冷凝器进行急冷，在冷凝器的冷凝结晶区中保持循环流动稀的锌蒸气，利用气流将生成的锌尘带走，在收集区得到超细锌粉；其中，在冷凝结晶区的锌蒸气的浓度不高于在第二传输管道中锌蒸气浓度的30％。
[0011]在一些实施例中，所述补热装置包括若干个电磁感应补热模块，所述电磁感应补热模块分布于所述第二传输管道的周向，所述补热装置的总发热功率不高于所述电阻熔化炉的30％，也不低于电阻熔化炉的10％。
[0012]在一些实施例中，在每分钟内通过所述第一传输管道输入至所述中频感应加热炉中的锌液体积，造成所述中频感应加热炉中锌液的液面高度变化不超过3～5cm，且控制在最高液位线和最低液位线之间。
[0013]在一些实施例中，所述第一传输管道为虹吸传输管，在所述虹吸传输管的外壁面处设有电场施加组件，所述电场施加组件用于在通电后形成至少包括一部分所述虹吸传输管的电场，所述电场的电场线为指向所述虹吸传输管的外壁面方向，用于吸附虹吸传输管中的磁性杂质金属。
[0014]在一些实施例中，在加热熔化含锌原料过程中，还包括：
[0015]按1:1重量比将含锌原料和活性炭混合后，放置于电阻熔化炉中，对电阻熔化炉进行抽真空，并在电阻熔化炉的基础上，向炉内施加微波辐射，微波辐射的功率不大于电阻熔化炉的功率。
[0016]在一些实施例中，监控电阻熔化炉中含锌熔液的液面高度；
[0017]当含锌熔液的液面高度低于第二设定高度值，减小中频感应加热炉的加热功率至电阻熔化炉与微波辐射实际功率总和的A倍，和/或增加微波辐射的功率；
[0018]当含锌熔液的液面高度高于第三设定高度值，增加中频感应加热炉的加热功率至电阻熔化炉与微波辐射实际功率总和的B倍，和/或减少微波辐射的功率；
[0019]其中，4＞B＞A＞1.5。
[0020]在一些实施例中，当所述中频感应加热炉的功率加大时，提高补热装置的总发热功率，并提高冷凝结晶区的锌蒸气流量及浓度，浓度不低于在第二传输管道中锌蒸气浓度的20％；
[0021]当所述中频感应加热炉的功率减小时，减小补热装置的总发热功率，并降低冷凝结晶区的锌蒸气流量及浓度，浓度不高于在第二传输管道中锌蒸气浓度的15％。
[0022]在一些实施例中，所述中频感应加热炉的交变电流频率为1
‑
10kHz，对锌液的升降温速率不超过30K/s，对锌液的升降温控温误差不大于1.5K。
[0023]在一些实施例中，在冷凝器的冷凝结晶区中通以惰性气体，以稀释和控制冷凝结晶区中锌蒸气的浓度，并提供气动动力。
[0024]第二方面，本专利技术提供一种应用如上述的一种超细锌粉的冶炼方法的冶炼系统，包括电阻熔化炉、第一传输管道、中频感应加热炉、第二传输管道和冷凝器；
[0025]所述电阻熔化炉用于容置含锌原料，并加热熔化含锌原料，得到含锌熔液；
[0026]所述第一传输管道用于连通电阻熔化炉与中频感应加热炉，所述第一传输管道内设有第一阀门，所述第一阀门被配置为当含锌熔液在所述电阻熔化炉中的液面高度高于第一设定高度时，从分层的含锌熔液顶部抽离出锌液；
[0027]所述中频感应加热炉用于加热锌液至蒸发产生锌蒸气；其中，所述中频感应加热炉的加热功率为电阻熔化炉的3～5.5倍；
[0028]所述第二传输管道用于连通中频感应加热炉和冷凝器，所述第二传输管道设有用于将锌蒸气加热形成过热锌蒸气的补热装置；
[0029]所述冷凝器用于对过热锌蒸气进行急冷，在冷凝器的冷凝结晶区中保持循环流动稀的锌蒸气，利用气流将生成的锌尘带走，在收集区得到超细锌粉；其中，在冷凝结晶区的锌蒸气的浓度不高于在第二传输管道中锌蒸气浓度的30％。
[0030]相比现有技术，本专利技术的有益效果至少包括：
[0031]1、为了实现持续性的高质量生产，精准控制每一步骤的量化程度，只有当电阻熔化炉中的含锌熔液高于第一设定高度，才从其顶部抽离出高纯度锌液，传输至中频感应加
热炉，由于两者的功能和作用不一样，电阻熔化炉负责将含锌原料熔化，而中频感应加热炉负责将锌液蒸发，中频感应加热炉的加热功率会更高，但是为了保证两者的质量平衡，进一步限定两者的加热功率关系，避免出现熔化与蒸发两个工序的不平衡；
[0032]2、为了得到超细锌粉，需要增加从锌蒸气到锌粉的温差，所以在第二传输管道中对锌蒸气进行进一步的补热，使其有一定的过热度，再在冷凝器的冷凝结晶区中受到急冷，形成超细的锌尘，最后得到锌粉，并且在冷凝过程中，循环维持稀锌蒸气，在从第二传输管道进入到冷凝结晶区时，由于锌蒸气浓度的骤降，在迅速稀释后更容易得到超细锌粉。
附图说明
[0033]利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
[0034]图1是本专利技术提供的一种超细锌粉的冶炼方法的流程示意图。
[0035]图2是本专利技术提供的一种超细锌粉的冶炼方法的工艺流程图。
[0036]图3是本专利技术提供的一种超细锌粉的冶炼系统的流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超细锌粉的冶炼方法，其特征在于，包括以下步骤：将含锌原料放置于电阻熔化炉，加热熔化含锌原料，得到含锌熔液；当保温至含锌熔液在所述电阻熔化炉中的液面高度高于第一设定高度时，从分层的含锌熔液顶部抽离出锌液，通过第一传输管道输入至中频感应加热炉，加热锌液至蒸发产生锌蒸气；其中，所述中频感应加热炉的加热功率为电阻熔化炉的3～5.5倍；将锌蒸气通向设有补热装置的第二传输管道中，将过热锌蒸气通向冷凝器进行急冷，在冷凝器的冷凝结晶区中保持循环流动稀的锌蒸气，利用气流将生成的锌尘带走，在收集区得到超细锌粉；其中，在冷凝结晶区的锌蒸气的浓度不高于在第二传输管道中锌蒸气浓度的30％。2.如权利要求1所述的一种超细锌粉的冶炼方法，其特征在于，所述补热装置包括若干个电磁感应补热模块，所述电磁感应补热模块分布于所述第二传输管道的周向，所述补热装置的总发热功率不高于所述电阻熔化炉的30％，也不低于电阻熔化炉的10％。3.如权利要求2所述的一种超细锌粉的冶炼方法，其特征在于，在每分钟内通过所述第一传输管道输入至所述中频感应加热炉中的锌液体积，造成所述中频感应加热炉中锌液的液面高度变化不超过3～5cm，且控制在最高液位线和最低液位线之间。4.如权利要求3所述的一种超细锌粉的冶炼方法，其特征在于，所述第一传输管道为虹吸传输管，在所述虹吸传输管的外壁面处设有电场施加组件，所述电场施加组件用于在通电后形成至少包括一部分所述虹吸传输管的电场，所述电场的电场线为指向所述虹吸传输管的外壁面方向，用于吸附虹吸传输管中的磁性杂质金属。5.如权利要求4所述的一种超细锌粉的冶炼方法，其特征在于，在加热熔化含锌原料过程中，还包括：按1:1重量比将含锌原料和活性炭混合后，放置于电阻熔化炉中，对电阻熔化炉进行抽真空，并在电阻熔化炉的基础上，向炉内施加微波辐射，微波辐射的功率不大于电阻熔化炉的功率。6.如权利要求5所述的一种超细锌粉的冶炼方法，其特征在于，监控电阻熔化炉中含锌熔液的液面高度；当含锌熔液的液面高度低于第二设定高度值，减小中频感应加热炉的加热功率至电阻熔化炉与微波辐射实际功率总和的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘斌，廖钦文，凡勇，甘渭佳，邓学坚，
申请(专利权)人：韶关中润金属科技有限公司，
类型：发明
国别省市：