Способ получения сухих цинковых белил

 

Изобретение предназначено для резинотехнической, лакокрасочной и химической промышленности. Вращающуюся барабанную печь нагревают до 800-900oС. Загружают цинксодержащее сырье брикетами массой 5-12 кг и нагревают до температуры кипения цинка за счет сжигания природного газа. При достижении этой температуры отключают подачу природного газа в две горелки, включают вращение барабана. Нагрев воздуха, поступающего в печь, осуществляют пламенем оставшихся в работе горелок. При этом расход природного газа сокращается на 50-70%. Испаряющийся цинк окисляют кислородом воздуха, нагретым при поступлении в печь до 600-800oС. Разрежение в печи 15-50 Па. Через 2-2,5 ч цинковые белила улавливают фильтрами и производят регенерацию фильтров. Через 24 ч отключают подачу природного газа и выгружают шлак. Способ прост и неэнергоемок, позволяет получить высококачественные цинковые белила из недорогого низкокачественного сырья - гартцинка. Белила сухих цинковых белил 95-97 усл.ед., коэффициент выхода - 1,0-1,05. 7 з.п.ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области производства оксидов металлов из металлосодержащего сырья и может быть использовано в производстве из цинксодержащего сырья сухих цинковых белил, потребляемых в резинотехнической, лакокрасочной, химической и других отраслях промышленности.

Известен способ получения сухих цинковых белил, выбранный в качестве прототипа, включающий нагрев цинксодержащего сырья во вращающейся барабанной печи до температуры плавления цинка в результате тепла, образуемого при сгорании природного газа, окисление паров цинка в окислительной камере кислородом воздуха, транспортировку аэрозоля цинковых белил по белилопроводу на фильтры, где происходит отделение сухих цинковых белил от газового потока (Орлова О. В., Фомичева Т.Н., Технология лаков и красок. Учебник для техникумов, М.: Химия, 1990, с.280-282).

Недостатками известного способа являются: - большой расход природного газа; - значительные потери цинка с образуемым шлаком в печи; - низкое качество цинковых белил из-за взаимодействия образуемых цинковых белил.

Известен способ получения сухих цинковых белил, включающий нагрев металла до температуры выше температуры его плавления, а окисление металла проводят одновременно с распылением расплава воздухом, нагретым до температуры выше температуры кипения расплава (Патент РФ 2067921, кл. С 1 В 229/08, опубликован 20.10.96, Бюл. 29).

Недостатками известного способа получения цинковых белил являются: - сложное аппаратурное оформление способа; - низкое качество получаемых цинковых белил, так как при распылении расплава цинксодержащего сырья воздухом, нагретым выше температуры кипения цинка, в аэрозоль цинковых белил будут перенесены все примеси, содержащиеся в цинксодержащем сырье.

Задачами предлагаемого способа получения сухих цинковых белил являются создание неэнергоемкого простого в аппаратурном оформлении и в исполнении способа получения сухих цинковых белил, позволяющего из цинксодержащего сырья низкого качества получать высококачественные цинковые белила с низкой себестоимостью.

Указанные задачи достигаются тем, что в предлагаемом способе нагрев цинксодержащего сырья осуществляют до температуры кипения цинка за счет предварительного нагрева печи и в результате сжигания природного газа, при достижении температуры кипения цинка сокращают расход природного газа на 50-70%, а испаряющийся цинк окисляют кислородом воздуха, нагретым при поступлении в печь до температуры 600-800oС. Воздух поступает в печь за счет разрежения в печи через горелки, в которые прекращают подачу природного газа на обогрев печи. Нагрев воздуха, поступающего в печь через горелки, осуществляют пламенем сгорания природного газа оставшихся в работе горелок; цинксодержащее сырье загружают в печь брикетами массой 5-12 кг.

Масса цинксодержащего сырья, единовременно загружаемого в печь, составляет 125-190 кг/м3 объема печи. Загрузку цинксодержащего сырья в печь осуществляют при достижении в печи температуры 800-900oС.

Окисление паров металлического цинка кислородом воздуха осуществляют в печи при разрежении, равном 15-50 Па.

Образуемый в печи шлак выгружают через каждые 24 часа работы печи. Поверхность футеровки печи очищают от шлаковых наростей через каждые 12-16 суток работы печи.

Совокупность признаков заявляемого технического решения - способа получения сухих цинковых белил имеет отличия от прототипа и не следуют явным образом из изученного уровня техники, поэтому авторы считают, что способ является новым и имеет изобретательский уровень.

Способ получения сухих цинковых белил позволяет перерабатывать дешевое цинксодержащее сырье (гартцинк) в высококачественные цинковые белила и использовать широко применяемое технологическое оборудование. Низкие затраты энергоносителей, незначительные технологические потери цинка и цинковых белил, дешевое цинксодержащее сырье способствуют образованию низкой себестоимости сухих цинковых белил, получаемых по предлагаемому способу.

Способ получения сухих цинковых белил осуществляют следующим образом.

В барабанную печь, имеющую объем 8м3 и нагретую до 800oС образующимся теплом от сгорания природного газа, загружают 1200 кг (из расчета 150 кг/м3 объема печи) гартцинка брикетами, имеющими массу 10 кг. При достижении в печи температуры 907oС включают вращение барабана печи и отключают подачу природного газа в две горелки, при этом шайбы для забора воздуха в горелки оставляют приоткрытыми. В две остальные горелки природный газ подают с ранее установленным расходом.

С этого момента процесс окисления паров цинка осуществляется в печи, а в окислительной камере доокисляются пары металлического цинка, которые не успели полностью окислиться в печи. За счет тепла, образуемого в результате экзотермической реакции окисления паров металлического цинка, в печи начинает повышаться температура. При достижении температуры в печи 1200oС уменьшают расход природного газа в работающие горелки, при уменьшении температуры в печи до 1000oС увеличивают расход природного газа в работающие горелки. Таким образом, поддерживают температуру в печи в интервале 1000-1200oС. Разрежение в печи должно составлять 15-50 Па.

Процесс испарения цинка из гартцинка и окисление паров цинка в печи длится 2-2,5 часа, после этого производят регенерацию фильтров и сбор цинковых белил, а печь оставляют в состоянии вращения при температуре 900-1200oС для полного испарения металлического цинка из образованного шлака в течение двух часов, затем процесс переработки гартцинка в сухие цинковые белила повторяют. Через 24 часа отключают подачу природного газа в горелки, из печи выгружают шлак специальным приспособлением и продолжают переработку гартцинка в сухие цинковые белила как это описано выше.

Данные технологических параметров известного (Орлова О.В., Фомичева Т.Н. , Технология лаков и красок. Учебник для техникумов, М.: Химия, 1990, с. 280-282) и предлагаемого способов получения сухих цинковых белил представлены в таблице 1.

Пример.

Состав гартцинка, %: Массовая доля цинка - 95 Массовая доля железа - 2,8 Массовая доля алюминия - 1,8 Остальное - Oксиды цинка, свинца, кремния, кальция
Результаты технологического процесса предлагаемого способа получения сухих цинковых белил при указанных в формуле изобретения параметрах и граничных параметрах представлены в таблице 2.

Состав гартцинка соответствует составу, указанному в примере, объем барабанной печи - 8 м3, максимальный расход природного газа - 64 м3/ч.

При загрузке в печи гартцинка массой менее 1000 кг (125 кг/м3 объема барабанной печи) процесс вести нерационально из-за низкой производительности печи.

Если не производить очистку печи от шлака через каждые 24 часа работы, то произойдет уменьшение коэффициента выхода сухих цинковых белил и снижение их качества.


Формула изобретения

1. Способ получения сухих цинковых белил, включающий загрузку цинксодержащего сырья во вращающуюся печь, нагрев его до температуры выше температуры плавления цинка за счет сжигания природного газа, окисление паров цинка кислородом воздуха, улавливание цинковых белил фильтрами, отличающийся тем, что перед загрузкой цинксодержащего сырья осуществляют предварительный нагрев вращающейся печи, нагрев цинксодержащего сырья осуществляют до температуры кипения цинка, после чего сокращают расход природного газа на 50-70%, а испаряющийся цинк окисляют кислородом воздуха, нагретым при поступлении в печь до температуры 600-800oС, периодически выгружают образующийся в печи шлак.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что воздух поступает в печь за счет разрежения в печи через горелки, в которые прекращают подачу природного газа на обогрев печи.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что нагрев воздуха, поступающего в печь через горелки, осуществляют пламенем сгорания природного газа оставшихся в работе горелок.

4. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что цинксодержащее сырье загружают в печь брикетами массой 5-12 кг.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что масса цинксодержащего сырья, единовременно загружаемого в печь, составляет 125-190 кг/м3 объема печи.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что загрузку цинксодержащего сырья в печь осуществляют при достижении в печи температуры 800-900oС.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что окисление паров металлического цинка кислородом воздуха осуществляют в печи при разрежении, равном 15-50 Па.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что образуемый в печи шлак выгружают через каждые 24 ч работы печи.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения антикоррозионных пигментов на основе фосфата цинка, применяемых в грунтовках, композициях, лакокрасочных материалах для защиты различных металлов и сплавов от коррозии

Изобретение относится к области неорганических наполнителей, применяемых в производстве резиновых смесей на основе каучуков общего назначения, и может быть использовано в производстве лакокрасочных материалов в качестве наполнителя пигментного

Изобретение относится к способам получения неорганических пигментов, в частности сухих цинковых белил, используемых в лакокрасочной промышленности

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, в частности к установкам для получения неорганических пигментов, и может быть использовано в производстве сухих цинковых белил

Изобретение относится к химической технологии производства пигментов, а именно к способам получения сульфида цинка, используемого в лакокрасочной промышленности

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, к установкам для получения неорганических пигментов и может найти применение в производстве сухих металлических белил, в частности цинковых

Изобретение относится к способам получения фосфата цинка

Изобретение относится к лакокрасочной промышленности, в частности к установкам для получения неорганических пигментов, и может быть использовано в производстве сухих цинковых белил

Изобретение относится к способу переработки отходов, в частности шахтных вод, с получением товарных продуктов и может быть использовано в отраслях промышленности, имеющих цинксодержащие отходы в виде солевых растворов

Изобретение относится к области производства оксидов металлов из металлосодержащего сырья и может быть использовано в производстве из цинкосодержащего сырья сухих цинковых белил (оксида цинка), потребляемых для резинотехнических изделий и шин, лакокрасочных материалов, искусственной кожи и подошвенных резин, электрокабеля, стоматологических цементов, абразивных изделий для стоматологии, асбестотехнических изделий и других материалов
Изобретение относится к способу получения химически чистого оксида цинка с высокой удельной поверхностью, который может быть использован в промышленности как компонент катализаторов, сорбентов, люминофоров

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения сухих цинковых белил включает испарение цинка в печи испарения при температуре 1200-1350°C и разрежении в системе печь-вытяжной вентилятор 50-100 Па с поверхности расплава цинка 3-5 м2 при толщине слоя расплава цинка 250-350 мм. Удаление паров цинка из зоны испарения осуществляют на высоте 450-550 мм от поверхности расплава. Слой расплава цинка нагревают с обеих сторон печи за счет горения природного газа в зонах нагрева, отделенных от расплава цинка кладкой из огнеупорного кирпича. Зоны нагрева разделены на секции длиной 1200-1350 мм. Далее проводят окисление паров цинка в реакторе синтеза сухих цинковых белил кислородом воздуха, нагретым до 180-300°C. Забор воздуха осуществляют с высоты 10-15 м. Смешение паров цинка и воздуха проводят в течение не менее 2 с в режиме тангенциального ввода их потоков с противоположных сторон реактора. Полученный аэрозоль сухих цинковых белил транспортируют по белилопроводу в отделение разделения цинковых белил и воздуха. Затем осуществляют сбор цинковых белил в бункерах и выгрузку в упаковочную тару. Изобретение позволяет сократить потери цинка, сухих цинковых белил и расход природного газа, повысить выход продукта, получать тонкодисперсные сухие цинковые белила высокого качества в непрерывном режиме в течение 2-3 месяцев. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.
Изобретение относится к области технологии неорганических порошковых материалов, в частности оксида цинка
Наверх