鋅粉是工業(yè)生產(chǎn)中常用的功能性粉體材料，具有特殊的物理、化學(xué)效應(yīng)，被廣泛應(yīng)用于涂料、化工、冶金、醫(yī)藥、燃料、農(nóng)藥、電子以及電池等行業(yè)。掌握片狀鋅粉制備工藝及關(guān)鍵技術(shù)，制備出高質(zhì)量產(chǎn)品并完全取代進(jìn)口片狀鋅粉已成為國(guó)內(nèi)防腐涂料業(yè)的迫切需求。本文主要對(duì)鋅粉的制備方法進(jìn)行概括和總結(jié)，并對(duì)鋅粉的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行展望。

顆粒狀鋅粉制備方法

顆粒狀鋅粉的制備方法很多，可分為火法和濕法兩大類(lèi)。目前，國(guó)內(nèi)外鋅粉制備技術(shù)主要是蒸餾法和霧化法，其它一些新型生產(chǎn)方法僅限于文獻(xiàn)資料報(bào)道，還不適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，如電解法、機(jī)械加工法等。

1、蒸餾法

蒸餾法是在常壓下將鋅加熱到1000℃左右，使鋅發(fā)生氣化，通過(guò)導(dǎo)氣管將鋅蒸氣送入充有惰性氣體的密閉容器中快速冷卻，鋅蒸氣快速冷凝成核長(zhǎng)大，即可獲得高純度鋅粉。在生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)改變金屬鋅蒸餾及冷凝的熱工條件和冷凝器的類(lèi)型，可以產(chǎn)出不同粒徑的球狀粉末，后續(xù)通過(guò)分級(jí)技術(shù)獲得各種規(guī)格粒徑的產(chǎn)品。

2、霧化法

霧化法是將金屬鋅高溫熔化后，利用空氣、惰性氣體、水或油等高壓流體噴吹熔融金屬流，使之粉碎成微小液滴并急冷形成固態(tài)金屬粒子或粉末。在生產(chǎn)過(guò)程中，可通過(guò)控制金屬流體的壓力、噴霧壓力和冷凝時(shí)間等工藝參數(shù)，獲得不同粒徑和形狀的鋅粉，該方法生產(chǎn)效率高，成本低，但粗粉含量高。霧化法主要用于生產(chǎn)普通鋅粉，不適合生產(chǎn)超細(xì)鋅粉。

3、電熱還原法

電熱還原法生產(chǎn)鋅粉(電爐鋅粉)是以鋅焙燒礦、鋅浮渣、粗制氧化鋅等為原料，采用三相電弧爐，以焦炭作還原劑，經(jīng)冶煉配料計(jì)算、混合均勻、焙燒預(yù)熱干燥后，采用電爐還原熔煉，使?fàn)t料中的鋅還原揮發(fā)的同時(shí)，脈石造渣熔化。還原的鋅蒸氣隨高溫?zé)煔膺M(jìn)入冷凝器，鋅蒸氣急劇冷卻變成細(xì)鋅粉。

該方法具有流程短、設(shè)備容積小、占地少、熔池溫度容易調(diào)節(jié)，煙氣量小、熱效率高的特點(diǎn)；制取的鋅粉具有粒度細(xì)、比表面大、活性強(qiáng)、反應(yīng)速度快、置換能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。該工藝原料來(lái)源廣泛，工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。但由于電爐耗電量高，一般只適宜電價(jià)便宜的地區(qū)。

4、電解法

電解法生產(chǎn)鋅粉是利用低度氧化鋅、氧化礦及熱鍍鋅渣等為原料，經(jīng)過(guò)浸出，過(guò)濾、凈化、電解、洗滌和干燥等工序生產(chǎn)鋅粉，該工藝生產(chǎn)鋅粉呈樹(shù)枝狀，比表面積大，活性好。其生產(chǎn)原料不再是金屬鋅，可以使用各種含鋅原料，如各類(lèi)鋅渣、熱鍍?cè)?、鋅焙砂、氧化礦和揮發(fā)窯塵等。

片狀鋅粉制備方法

目前，常用的制備片狀鋅粉的方法一般有兩種：1)球磨法；2)物理氣相沉積法(PVD)。其中球磨法適合生產(chǎn)粒度在5μm以上，片厚在0.1～0.3μm的片狀鋅粉；而PVD法適合生產(chǎn)粒徑小(＜1μm)，厚度達(dá)到納米級(jí)的片狀鋅粉。

1、球磨法

球磨法通常是將超細(xì)球形活性鋅粉放入球磨機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步機(jī)械加工處理， 制備出性能優(yōu)異的片狀鋅粉。 球磨法按配料方式不同又可將其分為濕式和干式球磨。 濕式球磨法是將顆粒狀鋅粉、 研磨媒質(zhì)(鋼球等)、 溶劑和助磨劑加入球磨機(jī)中混合研磨得到片狀鋅粉，該方法設(shè)備比較簡(jiǎn)單， 研磨效果好， 產(chǎn)品合格率較高。 干式球磨法一般是在球磨機(jī)中加入顆粒狀鋅粉和球磨助劑， 然后在惰性氣氛(如氮?dú)?保護(hù)下進(jìn)行研磨獲得片狀鋅粉， 該方法工藝流程短， 效率高， 成本低。

2、PVD 法

PVD法的主要原理是先利用蒸鍍法在事先鍍上光滑的有機(jī)膜或無(wú)機(jī)膜基片上沉積鋅膜，再把鋅膜洗脫、收集、破碎處理后得到鱗片狀鋅粉。

該方法對(duì)設(shè)備要求高，生產(chǎn)效率較低．此外，利用該法得到的鱗片狀鋅粉由于粒度很細(xì)，在制備過(guò)程中要保證其不被氧化也非常困難。要真正用到實(shí)際生產(chǎn)上還有較大的一段距離。

未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

未來(lái)還需要加快鋅粉生產(chǎn)的技術(shù)革新，特別是為實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，改進(jìn)鋅粉生產(chǎn)的工藝裝備，如將現(xiàn)代加熱技術(shù)應(yīng)用于鋅的加熱蒸發(fā)技術(shù)上，包括等離子體加熱法、激光加熱法、電子束加熱法等。同時(shí)，為提高鋅資源有效利用，可對(duì)目前各類(lèi)鋅渣進(jìn)行直接制備鋅粉關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化研究，從而實(shí)現(xiàn)資源有效回收利用，降低鋅粉生產(chǎn)成本，為我國(guó)的鋅粉發(fā)展創(chuàng)造更廣闊的空間。

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