回转窑生产氧化锌工艺
一、锌的主要用途
□□锌是重要的有色金属原材料,目前,锌在有色金属的消费中仅次于铜和铝,锌金属具有良好的压延性、耐磨性和抗腐性,能与多种金属制成物理与化学性能更加优良的合金。原生锌企业生产的主要产品有:金属锌、锌基合金、氧化锌。这些产品用途非常广泛,主要有以下几个方面:
1、镀锌:
□□用作防腐蚀的镀层(如镀锌板),广泛用于汽车、建筑、船舶、轻工等行业,约占锌用量的46%。
□□锌具有优良的抗大气腐蚀性能,所以锌主要用于钢材和钢结构件的表面镀层。电镀用热镀锌合金表面氧化后会形成一层均匀细密的碱式碳酸锌ZnCO3O3Zn(OH)2氧化膜保护层,该氧化膜保护层还有防止霉菌生长的作用。由于锌合金板具有良好的抗大气腐蚀性,近年来西方国家也开始尝试着直接用它做屋顶覆盖材料,用它作屋顶板材使用年限可长达120-140年,而且可回收再用,而用镀锌铁板作屋顶材料的使用寿命一般为5-10年。
2、制造铜合金材(如黄铜):
□□用于汽车制造和机械行业,约占15%。
□□锌具有适用的机械性能。锌本身的强度和硬度不高,加入铝、铜等合金元素后,其强度和硬度均大为提高,尤其是锌铜钛合金的出现,其综合机械性能已接近或达到铝合金、黄铜、灰铸铁的水平,其抗蠕变性能也大幅度被提高。因此,锌铜钛合金目前已经被广泛应用于小五金生产中。
3、用于铸造锌合金:
□□主要为压铸件,用于汽车、轻工等行业,约占15%。
□□许多锌合金的加工性能都比较优良,道次加工率可达60%-80%。中压性能优越,可进行深拉延,并具有自润滑性,延长了模具寿命,可用钎焊或电阻焊或电弧焊(需在氦气中)进行焊接,表面可进行电镀、涂漆处理,切削加工性能良好。在一定条件下具有优越的超塑性能。
□□此外,锌具有良好的抗电磁场性能。锌的导电率是标准电工铜的29%,在射频干扰的场合,锌板是一种非常有效的屏蔽材料,同时由于锌是非磁性的,适合做仪器仪表零件的材料及仪表壳体及钱币,同时,锌自身及与其他金属碰撞不会发生火花,适合作井下防爆器材。
4、用于制造氧化锌:
□□广泛用于橡胶、涂料、搪瓷、医药、印刷、纤维等工业,约占11%。
5、用于制造干电池:以锌饼、锌板形式,约占13%。
□□锌具有适宜的化学性能。锌可与NH4CI发生作用,放出H+正离子。锌-二氧化锰电池正是利用锌的这个特点,用锌合金做电池的外壳,既是电池电解质的容器,又参加电池反应构成电池的阳极。它的着一性能也被广泛地应用于医药行业。
二、次氧化锌及氧化锌的分布和用途
□□次氧化锌的主要成分是ZnO,只是品位一般为45%-65%。所谓“次”是指品位次。在我国广西、贵州、云南、湖南等等地方产量较大,其用途主要是进一步加工电解锌或氧化锌。
□□进入21世纪以来,随着我国国民经济的高速发展,氧化锌在国内需求不断增加,次氧化锌价格上涨。有力的推动了氧化锌生产企业的发展,产能不断扩大.从我们一年来进行的不完全统计数据显示,99.7%的间接法氧化锌的年产能已经超过30万吨,85-99.5%的直接法氧化锌的年产能已经超过60万吨;90-99%的湿法氧化锌的年产能已经超过10万吨;全国成品氧化锌总年产能已超过100万吨以上(不包括85%以下次氧化锌原料)。
□□氧化锌的生产是一个地域分布较广,生产厂家数量较多,采用原材料较杂,生产管理技术简单而粗放的锌制品加工行业,但在锌资源的综合回收利用方面,有着较大的发展空间;近年来氧化锌的年产能之所以增长较快,尤其是间接法氧化锌和湿法氧化锌发展较快,主要是受益于我国汽车工业和高速公路、电力电网以及家电、数字通信及养殖业等行业的高速迅猛发展;如近3年子午线轮胎每年以高于25%的速度递增发展,到2008年6月止,目前已超过轮胎总产能的70%,使得间接法氧化锌同步快速发展;轮胎及橡胶制品行业是使用氧化锌数量最多的行业,目前仍占到氧化锌总量的60%以上。包括间接法氧化锌、直接法氧化锌及湿法氧化锌。
□□氧化锌是一种白色或微带黄色的细微粉末,易分散在橡胶和乳胶中,是天然橡胶、合成橡胶的补强剂,活性剂及硫化剂,也是白色胶料的着色剂和填充剂。胶料中加入活性氧化锌后,能使橡胶具有良好的耐磨性,耐撕裂性和弹性。用于油漆、油墨、漆布的着色,印染工业用的印花防染剂,在火柴工业中用于中和牛皮胶的酸性,增加胶粘效果,医药工业用作橡皮膏的原料,此外也用于颜料锌铬黄、醋酸锌、碳酸锌、氯化锌等的制造,合成甲醇的催化剂,合成氨的脱硫剂,玻璃和釉料生产,颗粒细的活性氧化锌(粒径0.1um左右)可用作聚烯烃和聚氯乙烯等塑料的光稳定剂,氧化锌也用于压敏、光催化、光电极、涂料、彩电显影等领域。
□□用透明氧化锌做的涂膜可有效地防止涂膜变色。这种氧化锌除作化妆品外,还可用作汽车漆、家具建筑材料、油墨、油彩的原料,也可用于橡胶、塑料的防老化剂。最近开发的食品包装透明薄膜就是将透明氧化锌涂覆在聚乙烯薄膜上,既可提高塑料薄膜的抗紫外线能力,同时也保护了食品的质量。随着高新技术的发展,人们正在开发利用作为金属、陶瓷的补强材料的氧化锌晶须材料及陶瓷、塑料过滤膜用材料、气体传感元件、电磁屏蔽材料和大比表面积的氧化锌材料。
三、次氧化锌质量标准
品 级
化学成分(%)
次氧化锌
Pb
一 级 品
≥75
≤13
二 级 品
56—75
≤16
三 级 品
46—55
≤20
四、工厂技术方案
1、项目组成:
□□本项目为回转窑烟化处理低品位锌矿砂生产氧化锌工程,主要包括堆配料系统、上料系统、回转窑系统、渣水淬系统、收尘装袋系统、烟气脱硫系统、公共设施等。
2、生产技术方案:
□□本项目选择回转窑挥发处理低品位锌矿砂,烟气采用表冷却并初步收集成氧化锌烟尘,脉冲反吹风袋式除尘器收集成氧化锌烟尘。渣水淬后销售用于水泥生产或磁选铁矿。
3、生产方法:
□□含锌废料和无烟煤粉(或焦粉)按一定比例兑料、搅拌成成分均匀的混合料,通过胶带运输或斗式提升机送至窑尾的混合料仓内,混合料仓下是园盘给料机,混合料通过园盘给料机计量后给料至回转窑内,随着回转窑的转动,混合料缓慢的从低温区向高温区运动,在高温区,混合料中的煤与窑尾鼓进的空气发生氧化反应,生成CO,CO和煤中的C与渣中的ZnO发生还原反应,生成Zn蒸汽,Zn蒸汽又被空气中的O2氧化,生成ZnO烟尘,在收尘器内被收集下来,剩余的渣在窑头水淬后进入渣池。
4、主要工艺设备选择:
□□年工作日300天,则日处理量为120吨/天。
5、回转窑:
□□入炉料(混合料)配比:干渣:干煤粉 = 100:40
□□混合炉料处理量为170吨/天(干量)
□□回转窑主要结构参数及技术性能(见表)
□□回转窑主要结构参数及技术性能
名 称
参 数
名 称
参 数
筒体内径/m
2.0
填充系数
0.063
窑内径/m
2.5
烟气量(标态)/m3/t
1899.8
窑长/m
38
离窑烟速m/s
4.8
窑容积/m3
171.8
炉料平均停留时间/H
1.878
长径比
15.2
高温带温度/℃
1200
筒体钢板厚度/mm
20-36
窑尾温度/℃
750
处理量(混合料)/t/h
8
挥发带窑衬材料(煤砖)/h
76.83
单位容积生产率/t/m3.d
1.40
其它段带窑衬材料(煤砖)/h
81.05
斜度/%
5
窑衬一般厚度/mm
250
常用转数/r/min
0.75
主电动机功率/Kw
55
常用转数/r/min
0.54—1.20
辅助电动机功率/Kw
4.0
轴向料速/m/h
30
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