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鋅粉的性質(zhì)、制法、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和用途

2023-10-30 10:16:16

結(jié)構(gòu)式Zn

分子量:65.38

 

性質(zhì):

鋅為銀白色略帶淡藍(lán)色金屬,屬緊密堆積六方晶系。熔點(diǎn)419.58℃,沸點(diǎn)907℃,莫氏硬度2.5,電阻率 :0.02 Ω·mm2/m,密度7.14g/cm3

鋅粉顏料的粒子結(jié)構(gòu)有球粒狀及鱗片狀兩種,鱗片狀鋅粉有較大的遮蓋力。

鋅粉的化學(xué)性質(zhì)較為活潑,在常溫常態(tài)下的空氣中,表面生成一層薄而致密的堿式碳酸鋅膜,可阻止進(jìn)一步被氧化,故其在大氣中有相當(dāng)高的耐蝕性,但在酸式鹽和堿式鹽中不耐蝕。溶于無機(jī)酸堿、醋酸,不溶于水。

鋅粉在純氧氣中會(huì)燃燒發(fā)出白光,但在常態(tài)空氣中很難燃燒,因此鋅粉不屬于易燃固體。

在常態(tài)環(huán)境中,鋅粉遇濕氣或水產(chǎn)生置換反應(yīng),有氫氣生成;但產(chǎn)氫速度較為緩慢,遠(yuǎn)小于1L/(KG·h),故鋅粉可不劃入遇水產(chǎn)生易燃?xì)怏w物質(zhì)。但如按4.3類遇濕危險(xiǎn)物質(zhì)管控儲(chǔ)運(yùn),則更為安全。目前國(guó)內(nèi)各地對(duì)鋅粉的儲(chǔ)運(yùn)管控松嚴(yán)不一,有的較為隨便,有的如臨大敵。

鋅粉在空氣中可能發(fā)生爆炸,該爆炸為氣相燃燒過程,據(jù)報(bào)道,以微米級(jí)鋅粉為例,1μm鋅粉爆炸的最佳點(diǎn)火延遲時(shí)間為180 ms,爆炸下限為1500~2000g/m3,鋅粉質(zhì)量濃度為5000g/m3時(shí)達(dá)到最大爆炸壓力、最大爆炸壓力上升速率和最大爆炸指數(shù),分別為0.481MPa、46.67MPa/s、12.67MPa·m/s;微米級(jí)鋅粉爆炸危險(xiǎn)等級(jí)屬于St1,爆炸危險(xiǎn)性較弱。

 

制法:

1、上游--鋅礦冶煉

我國(guó)鋅礦資源儲(chǔ)備豐富,儲(chǔ)量占到了全球總儲(chǔ)量的近20%,僅次于澳大利亞;且我國(guó)還是鋅礦生產(chǎn)大國(guó),鋅礦產(chǎn)量占到了全球鋅礦產(chǎn)量的1/3強(qiáng),在全球位居第一。其冶煉工藝為:鋅礦石經(jīng)開采精制,得到硫化鋅精礦,以火法煉鋅或濕法煉鋅工藝還原出純鋅,制成鋅錠。

2022年我國(guó)鋅錠產(chǎn)量達(dá)672萬噸。鋅錠成本最終決定球形鋅粉價(jià)格,球形鋅粉價(jià)格可按鋅錠價(jià)格的1.15-1.2倍估算。

2.  鋅粉--霧化法

反射爐或轉(zhuǎn)爐中,將純度為99.5%的金屬鋅錠加熱至400~600℃熔融。鋅熔化后移入耐火材料坩堝內(nèi),在加熱保溫條件下霧化,壓縮空氣工作壓力在0.3~0.6MPa。霧化冷卻后的鋅粉在鋅粉集塵器中收集,再進(jìn)入多層振動(dòng)篩,通過篩體振動(dòng),不同網(wǎng)目的篩面將鋅粉篩分成不同細(xì)度的制品移入包裝桶。

3.  鋅粉--球磨法

分干濕兩法,得到干粉狀片狀鋅粉與膏體狀片狀鋅粉,如濕式球磨法可制造膏體鱗片狀鋅粉漿。將霧化鋅粉與脂肪烴溶劑、少量的潤(rùn)滑劑置于球磨機(jī)內(nèi)研磨,達(dá)到要求細(xì)度并形成鱗片鋅粉時(shí)排出料漿進(jìn)行過濾,形成含量為90%以上的濾餅,濾餅經(jīng)過混合后即為涂料用鋅粉漿,鋅粉漿的金屬含量在90%以上。

 

質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn):

1、中國(guó)國(guó)標(biāo)GB/T 6890-2012

①按化學(xué)成分分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)四個(gè)等級(jí)。按粒度分為30、45、90、125四種規(guī)格。

②化學(xué)成分應(yīng)符合下列規(guī)定:

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③粒度應(yīng)符合下列規(guī)定:

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④鋅粉用作與飲用水接觸涂料時(shí),雜質(zhì)鉛和鎘的含量應(yīng)分別不大于0.01% 。

⑤生產(chǎn)立德粉用的鋅粉,鉛含量可不做規(guī)定;生產(chǎn)保險(xiǎn)粉用的鋅粉,除金屬鋅和篩余物外,其他成分可不規(guī)定。

⑥需方如對(duì)化學(xué)成分或粒度有特殊要求時(shí),由供需雙方商定。

⑦外觀呈灰色,鋅粉內(nèi)不應(yīng)混入外來夾雜物。

 

2、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ASTM D520-00(2019)

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用途:

鋅粉主要用于涂料領(lǐng)域,如有機(jī)和無機(jī)富鋅防腐涂料。此外,也用于染料、冶金、化工及制藥等工業(yè)。鋅粉在涂料領(lǐng)域的需求最高,占到了鋅粉市場(chǎng)總需求的60%左右,其次為化工領(lǐng)域(約28%)和醫(yī)藥領(lǐng)域(約4%)。

顆粒狀鋅粉為近似圓球狀的粉末,主要有國(guó)標(biāo)鋅粉和超細(xì)高活性鋅粉,比較而言,后者具有金屬鋅含量高、雜質(zhì)含量低、微觀球形顆粒表面光滑整潔、活性好、表面氧化少、粒度分布窄、分散性能好等優(yōu)點(diǎn),屬高性能產(chǎn)品。超細(xì)高活性鋅粉應(yīng)用量最大的行業(yè)是涂料和防腐,主要用于制做富鋅底漆或直接鍍于防腐涂層上;其在涂料中應(yīng)用較多的是粒度小于28μm 的超細(xì)鋅粉。采用高性能超細(xì)鋅粉可節(jié)省資源、改善資源利用率、提高涂膜防腐性能,市場(chǎng)前景廣闊。

片狀鋅粉為鱗片狀結(jié)構(gòu)粉末,用前述球磨法或物理氣相沉積法( PVD)制取 ,具有徑厚比大(30-100) 、易鋪展、遮蓋和屏蔽性能好的優(yōu)點(diǎn),主要應(yīng)用于制備DACROMET達(dá)克羅涂液(即鋅鋁涂料)等。片狀鋅粉比球狀鋅粉具有更強(qiáng)的遮蓋能力、漂浮能力、搭接能力、屏蔽能力和金屬光澤,用其配制的達(dá)克羅涂液,鋅粉鋪展成鱗片狀橫排,片與片之間多層平行搭接、以面接觸方式接觸,可有效提高鋅與金屬底材間以及鋅顆粒之間的導(dǎo)電性,涂層致密、腐蝕迷宮路線延長(zhǎng),單位面積內(nèi)的耗鋅量和涂層厚度得以優(yōu)化,涂膜屏蔽性能和抗腐蝕性能也得到提升。用片狀鋅粉配制的防腐涂層,耐鹽霧腐蝕能力明顯優(yōu)于電鍍鋅和熱鍍鋅,且污染小,符合環(huán)保要求。 



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