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        鋅粉的性質、制法、質量標準和用途

        2023-10-30 10:16:16

        結構式Zn

        分子量:65.38

         

        性質:

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

        鋅粉顏料的粒子結構有球粒狀及鱗片狀兩種,鱗片狀鋅粉有較大的遮蓋力。

        鋅粉的化學性質較為活潑,在常溫常態下的空氣中,表面生成一層薄而致密的堿式碳酸鋅膜,可阻止進一步被氧化,故其在大氣中有相當高的耐蝕性,但在酸式鹽和堿式鹽中不耐蝕。溶于無機酸堿、醋酸,不溶于水。

        鋅粉在純氧氣中會燃燒發出白光,但在常態空氣中很難燃燒,因此鋅粉不屬于易燃固體。

        在常態環境中,鋅粉遇濕氣或水產生置換反應,有氫氣生成;但產氫速度較為緩慢,遠小于1L/(KG·h),故鋅粉可不劃入遇水產生易燃氣體物質。但如按4.3類遇濕危險物質管控儲運,則更為安全。目前國內各地對鋅粉的儲運管控松嚴不一,有的較為隨便,有的如臨大敵。

        鋅粉在空氣中可能發生爆炸,該爆炸為氣相燃燒過程,據報道,以微米級鋅粉為例,1μm鋅粉爆炸的最佳點火延遲時間為180 ms,爆炸下限為1500~2000g/m3,鋅粉質量濃度為5000g/m3時達到最大爆炸壓力、最大爆炸壓力上升速率和最大爆炸指數,分別為0.481MPa、46.67MPa/s、12.67MPa·m/s;微米級鋅粉爆炸危險等級屬于St1,爆炸危險性較弱。

         

        制法:

        1、上游--鋅礦冶煉

        我國鋅礦資源儲備豐富,儲量占到了全球總儲量的近20%,僅次于澳大利亞;且我國還是鋅礦生產大國,鋅礦產量占到了全球鋅礦產量的1/3強,在全球位居第一。其冶煉工藝為:鋅礦石經開采精制,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年我國鋅錠產量達672萬噸。鋅錠成本最終決定球形鋅粉價格,球形鋅粉價格可按鋅錠價格的1.15-1.2倍估算。

        2.  鋅粉--霧化法

        反射爐或轉爐中,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,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,再進入多層振動篩,通過篩體振動,不同網目的篩面將鋅粉篩分成不同細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、少量的潤滑劑置于球磨機內研磨,達到要求細度并形成鱗片鋅粉時排出料漿進行過濾,形成含量為90%以上的濾餅,濾餅經過混合后即為涂料用鋅粉漿,鋅粉漿的金屬含量在90%以上。

         

        質量標準:

        1、中國國標GB/T 6890-2012

        ①按化學成分分為一級、二級、三級、四級四個等級。按粒度分為30、45、90、125四種規格。

        ②化學成分應符合下列規定:

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        ③粒度應符合下列規定:

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

        ⑤生產立德粉用的鋅粉,鉛含量可不做規定;生產保險粉用的鋅粉,除金屬鋅和篩余物外,其他成分可不規定。

        ⑥需方如對化學成分或粒度有特殊要求時,由供需雙方商定。

        ⑦外觀呈灰色,鋅粉內不應混入外來夾雜物。

         

        2、國際標準ASTM D520-00(2019)

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        用途:

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

        顆粒狀鋅粉為近似圓球狀的粉末,主要有國標鋅粉和超細高活性鋅粉,比較而言,后者具有金屬鋅含量高、雜質含量低、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、分散性能好等優點,屬高性能產品。超細高活性鋅粉應用量最大的行業是涂料和防腐,主要用于制做富鋅底漆或直接鍍于防腐涂層上;其在涂料中應用較多的是粒度小于28μm 的超細鋅粉。采用高性能超細鋅粉可節省資源、改善資源利用率、提高涂膜防腐性能,市場前景廣闊。

        片狀鋅粉為鱗片狀結構粉末,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點,主要應用于制備DACROMET達克羅涂液(即鋅鋁涂料)等。片狀鋅粉比球狀鋅粉具有更強的遮蓋能力、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電性,涂層致密、腐蝕迷宮路線延長,單位面積內的耗鋅量和涂層厚度得以優化,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于電鍍鋅和熱鍍鋅,且污染小,符合環保要求。 



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