[發(fā)明專利]一種利用熱鍍鋁鋅渣真空生產(chǎn)鋅和鋁鐵硅型脫氧劑的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110202089.6
• 申請日: 2011-07-19
• 公開（公告）號: CN102242278A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李一夫;楊斌;戴衛(wèi);劉大春;徐寶強(qiáng);蔣文龍;速斌;曹勁松;戴永年;鄧勇;熊恒;王飛
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號: C22B19/30
• 分類號: C22B19/30;C22B7/04;C21C7/06
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種綜合回收熱鍍鋁鋅渣的方法，特別是用真空爐處理熱鍍鋁鋅渣、實現(xiàn)鋅的再生利用與鋁鐵硅型脫氧劑生產(chǎn)的方法，屬于有色金屬火法冶煉技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鋼鐵是工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的金屬材料，它具有諸多優(yōu)良性能，但是它在大氣、海水、土壤或其他介質(zhì)中使用時均會發(fā)生不同程度的腐蝕。鋼鐵的腐蝕不僅帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還會造成慘重的人員傷亡，因此人們積極研究鋼鐵的防腐蝕措施，熱浸鍍鋅是鋼鐵保護(hù)最直接、最有效的方法之一。但是，隨著鋼鐵材料的發(fā)展以及人們對鍍層耐腐蝕性更苛刻的要求，利用傳統(tǒng)熱浸鍍鋅技術(shù)已經(jīng)不能得到符合要求的鍍層。為了解決此問題，人們開始向鋅浴中添加合金元素形成鋅合金鍍層。鋁是最常用的添加元素，由此形成了熱浸鍍Al-Zn合金鍍層體系。近年在Al-Zn合金鍍層體系為基礎(chǔ)衍生出多種新型合金鍍層，如：熱浸鍍鋅鋁硅鍍層，熱浸鍍鋅鋁硅稀土鍍層等。但是，無論是對鋼鐵件進(jìn)行熱浸鍍鋅合金生產(chǎn)，還是生產(chǎn)用于熱浸鍍用鋅合金，他們在生產(chǎn)的過程中都會產(chǎn)生大量的以鋁、鋅、鐵、硅為主要成分的渣。這種渣與傳統(tǒng)熱浸鍍鋅產(chǎn)生的鋅含量高的渣不同，其鋁、鋅、鐵、硅四種成分的總含量＞90%，而且其中鋁含量一般比較高。

國內(nèi)專利91101840公開了一種以熱鍍鋅渣為原料采用真空蒸餾提鋅的方法和設(shè)備，該設(shè)備間斷操作，控制爐溫700～1000℃，真空度133.3×10至133.3×10^-1帕，可得到1、2號鋅。國內(nèi)專利CN?1566417A公開了直接用熱鍍鋅渣為原料，將裝有鋅渣的反應(yīng)器置于特制的電爐內(nèi)，在一定的氣氛中反應(yīng)相應(yīng)的時間，即生成外觀為白色疏松的氧化鋅晶須的方法。國內(nèi)專利CN?1421535A公開了一種熱鍍鋅鋅渣的再生新工藝，在熱鍍鋅鋅渣中加入鋁調(diào)質(zhì)，并采用保護(hù)介質(zhì)隔離空氣，在熔爐中加熱到500℃—900℃，恒溫至全部融化，使鋁與液體鋅渣混合后，降溫至400℃—500℃，鋅液與浮渣分離，可分離出80%以上的鋅，分離后的浮渣可進(jìn)入溶解槽，經(jīng)凈化除鐵后進(jìn)行點解積鋅，也可直接將所分離的浮渣進(jìn)行點解，所得到的鋅的純度在90%以上。國外文獻(xiàn)報道在1250℃，6.7Pa條件下對Al-Fe-Si渣進(jìn)行蒸餾，可得到95.50%粗鋁。另有報道稱Alcan等從1961年開始用在真空中生產(chǎn)鋁的低價化合物，再分解提鋁的方法來處理Al-Fe-Si渣，產(chǎn)量大7000t/a，因經(jīng)濟(jì)上的原因，該廠在1967年停產(chǎn)。

目前，熱鍍鋁鋅渣處理方法主要有：國內(nèi)專利CN?101629244A所公開的一種以廢Al-Zn-Fe-Si合金為原料，鋅為溶劑，原料經(jīng)鋅溶、真空蒸餾再生金屬鋁、鋅的方法。在溫度450～750℃、攪拌速度160～300r/min、溶解時間1～5h條件下進(jìn)行溶解，使合金中鋁進(jìn)入鋅液中形成鋅鋁合金液，F(xiàn)e、Si及其他成分不熔或微熔形成浮于液面的熔渣，再將鋅鋁合金液與熔渣分離。鋅鋁合金用真空蒸餾法分離鋁和鋅，得到金屬鋁和鋅，熔渣用真空蒸餾法將渣中鋅進(jìn)行回收，最終實現(xiàn)將廢Al-Zn-Fe-Si合金中的金屬鋁、鋅再生。

本發(fā)明采用真空爐對熱鍍鋁鋅渣進(jìn)行處理，在適當(dāng)?shù)纳郎厮俾省囟取⒄麴s時間、真空度的條件下，可直接生成鋅以及鋁鐵硅型脫氧劑。整個工藝過程安全可控，操作方便，所需設(shè)備簡單，對環(huán)境友好，金屬的收得率高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種真空處理熱鍍鋁鋅渣，直接生產(chǎn)鋅和鋁鐵硅型脫氧劑的方法，簡化現(xiàn)有技術(shù)工藝流程、提高金屬收得率。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：以熱鍍鋁鋅渣為原料，在適當(dāng)?shù)纳郎厮俾省⒄麴s溫度、蒸餾時間和真空度條件下，將原料置于真空爐坩堝內(nèi)冶煉，使熱鍍鋁鋅渣中的金屬鋅揮發(fā)（蒸餾）進(jìn)入冷凝器，而坩堝內(nèi)的殘余物即為鋁鐵硅合金，固體進(jìn)料和出料，直接生產(chǎn)鋅和鋁鐵硅型脫氧劑。

本發(fā)明的具體工藝步驟是：

（1）將熱鍍鋁鋅渣破碎為粒徑為2～10cm的塊狀，烘干后置于真空爐坩堝內(nèi)；

（2）開啟真空泵，將爐內(nèi)壓力控制在0～100Pa范圍內(nèi)；

（3）以10～25℃/min的速率升溫，至600～1300℃的蒸餾溫度；

（4）保溫0.5～7h，使熱鍍鋁鋅渣中的金屬鋅揮發(fā)（蒸餾）進(jìn)入冷凝器，在420℃以下，冷凝為金屬鋅；

（5）蒸發(fā)完成后，收集冷凝器中的金屬鋅和坩堝內(nèi)的殘余物鋁鐵硅合金。

所述熱鍍鋁鋅渣原料的成分為：Al?30~90%，F(xiàn)e?3~40%，Zn?5~50%，Si?1~40%。

本發(fā)明回收所得金屬鋅純度＞90%，鋁鐵硅中鋅含量＜0.5%。