專利名稱：鉛鋅煙塵抑制劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬金屬材料的鍍覆和熔煉技術(shù)，特別是鋼制材料的熱處理工藝和鉛、鋅的熔煉。
鉛浴鋼制線材的淬火工藝，廢鋁的回收以及鍍鋅工藝都要使用熔融的液鉛或液鋅，在工作條件下鉛、鋅煙塵對(duì)大氣的污染和鉛、鋅的氧化造成浪費(fèi)一直是人們關(guān)注和急待解決的問(wèn)題。德國(guó)、日本、蘇聯(lián)等國(guó)外廠家包括國(guó)內(nèi)廠家普遍采用炭末或石灰粉以及其它不同粒度的固體顆粒作為鉛熔淬火的覆蓋層。但是由于固體顆粒覆蓋劑本身有空隙并且吸附能力有一定限度，不能有效地抑制鉛、鋅煙塵釋放到空氣中去。因此，提供一種性能穩(wěn)定抑制效率高的抑制劑就十分必要的了。近來(lái)選用堿金屬或堿土金屬的鹵化物固體配制成低共熔高沸點(diǎn)的混合物做為基料，然后加入適量的石英砂作為添加劑組成的抑制劑是一個(gè)很好的方案，能夠有效地消除鋼制線材熱處理等工藝過(guò)程中有毒害的鉛、鋅煙塵對(duì)大氣的污染。但是在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)無(wú)水氯化鋰的制備工藝要求較高，并且較為昂貴，更重要的是，使用氯化鋰和堿土金屬氯化物配制成的抑制劑熔點(diǎn)較高，為了克服這些缺點(diǎn)，就需要配選用較為理想的更合理基料試劑而配成新型的鉛鋅煙塵抑制劑。
本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)的鉛鋅煙塵抑制劑，廉價(jià)、性能穩(wěn)定、熔點(diǎn)較低、適應(yīng)性強(qiáng)、經(jīng)久耐用，能有效地防止鉛、鋅煙塵逸出空氣，并且防止鉛、鋅的氧化而造成不必要的浪費(fèi)。
本發(fā)明是選用鋅與堿金屬的氯化物或硫酸鹽固體制成低共熔高沸點(diǎn)混合物作為基料，然后加入適量的添加劑。本發(fā)明選用鋅與鉀、鈉的氯化物或硫酸鹽作為基料成分。石英砂，陶料和沸石作為添加劑，基料與添加劑的重量比是0.25～0.33∶0.75～0.66。
本發(fā)明選用的基料成分是氯化鋅、氯化鉀、氯化鈉、硫酸鋅、硫酸鉀和硫酸鈉，它們是按下列重量配比進(jìn)行混合ZnCl230～70%ZnSO435～50%KCl35～50%NaCl20～30%K2SO425～35%Na2SO420～30%本發(fā)明是先將選用的基料成分氯化鋅或硫酸鋅，氯化鉀，氯化鈉或硫酸鉀和硫酸鈉混合在一起研細(xì)，放入坩堝中在350～550℃溫度下加熱至熔融成均勻的液體，冷卻，然后研細(xì)，加入烘干的石英砂、陶粒或沸石均勻混合即成。
本發(fā)明基料的基本性能如下熔點(diǎn)(℃)230～400最高允許溫度(℃)550～850本發(fā)明的基料在230～400℃溫度下呈固體。其熔點(diǎn)大大低于用氯化鋰作基料成分制備的抑制劑，在850℃以下呈液態(tài)并且對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽壓較低。熔融的均勻液體覆蓋在液鉛或液鋅表面將有效地抑制鉛或鋅煙塵的逸出?；媳旧砼c鐵、鋅和鉛等金屬及耐火材料、陶粒、石英砂等不發(fā)生反應(yīng)，而且易溶于水(尤其熱水)。這樣便于后處理中從待淬火的鋼制材料上清除掉。添加劑的加入一方面是降低基料的用量從而降低了成本，添加劑本身有一定的吸附力加強(qiáng)了抑制能力。在使用本發(fā)明時(shí)，抑制劑的覆蓋厚度以2～3厘米為宜。
本發(fā)明在450℃溫度下，覆蓋厚度為1.5厘米時(shí)工作車間空氣中鉛煙塵濃度為0.010毫克/立方米，大大低于空氣中最高鉛煙塵允許濃度為0.03毫克/立方米的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明的效果顯著，性能穩(wěn)定且廉價(jià)而使用壽命長(zhǎng)，具有明顯的社會(huì)效益。同時(shí)，本抑制劑的使用，由于本身易溶于水可減少鋼絲掛鉛，防止氧化鉛的產(chǎn)生，保持鉛液厚度熱容量和工藝條件的穩(wěn)定，具有很大的經(jīng)濟(jì)效益，因此本發(fā)明倍受用戶歡迎。本發(fā)明的可實(shí)施性和效果從下列實(shí)施中可得以體現(xiàn)。
例1稱取68克無(wú)水氯化鋅和32克無(wú)水氯化鉀放在一起研細(xì)，然后放入坩堝中均勻加熱到350～400℃，得到均勻透明液態(tài)低共熔混合物，冷卻，研細(xì)后封存?zhèn)溆?，其熔點(diǎn)為230℃。
例2分別稱取無(wú)水硫酸鋅36.6克，干燥的氯化鉀35.3克，氯化鈉28.1克，放在一起研磨，研細(xì)的均勻混合物放入坩堝中加熱，溫度為400～500℃，得到均勻透明熔融的液體，冷卻，研細(xì)，其熔點(diǎn)為360℃。
例3稱取44.7克無(wú)水硫酸鋅和29.2克干燥的硫酸鉀和26.1克的無(wú)水硫酸鈉，均勻混合后研磨，然后將研細(xì)的混合物放入坩堝中加熱至450～550℃，得到均勻透明的低共熔混合物，冷卻研細(xì)備用。熔點(diǎn)是384℃。
例4將例1所得到的混合物粉末與烘干的40目的石英砂以1∶0.25的重量比均勻混合后，放入用于對(duì)鋼絲進(jìn)行矯直處理的鉛浴內(nèi)加熱熔化，然后繼續(xù)加熱使鉛浴本體溫度維持在380～400℃，即可進(jìn)行矯直處理?？绽洹⑺涞群筇幚?。其間抑制劑覆蓋厚度為2厘米，工作一周后按AAS法抽氣取樣，其測(cè)試結(jié)果為390℃時(shí)空氣中鉛煙塵濃度為0.029毫克/立方米(未扣除原空氣中本底鉛煙塵濃度)。
權(quán)利要求
1.一種用于鋼制材料熱處理工藝和熔鉛、熔鋅的鉛鋅煙塵抑制劑，它是由基料和添加劑混合而成，基料與添加劑的重量比為0.25～0.33∶0.75～0.66，其特征在于所說(shuō)的基料是鋅與堿金屬的氯化物或硫酸鹽組成。所說(shuō)的添加劑是石英砂、陶料和沸石。
2.按照權(quán)項(xiàng)1所說(shuō)的抑制劑，其特征在于所說(shuō)的基料是由氯化鋅或硫酸鋅與氯化鉀，氯化鈉或硫酸鉀，硫酸鈉。它們的重量比為ZnCl230～70%ZnSO435～50%KCl35～50%NaCl20～30%K2SO425～35%Na2SO420～30%
3.一種用于鋼制材料熱處理工藝和熔鉛、熔鋅的鉛鋅煙塵抑制劑的制備方法，先是將鋅與堿金屬的氯化物或硫酸鹽基料成分混合在一起研磨，在350～550℃溫度下加熱熔融，冷卻并研細(xì)，然后加入耐高溫的添加劑石英砂，陶料或沸石，均勻混合即成，其中的基料與添加劑的重量比是0.25～0.33∶0.75～0.66，其特征在于所說(shuō)的基料是氯化鋅，硫酸鋅，氯化鉀，氯化鈉，硫酸鉀或硫酸鈉。
4.按照權(quán)項(xiàng)3所說(shuō)的抑制劑制備方法，其特征在于所說(shuō)的基料成分是按下列重量比配置而成ZnCl230～70%ZnSO435～50%KCl35～50%NaCl20～30%K2SO425～35%Na2SO420～30%
5.按照權(quán)項(xiàng)3或4所說(shuō)的制備的抑制劑，其特征在于所說(shuō)的抑制劑覆蓋在待熔鉛或鋅表面2～3厘米厚，可達(dá)到抑制鉛、鋅煙塵逸到空氣中去和防止氧化。
全文摘要
本發(fā)明屬于鋼制線材的熱處理及鉛、鋅熔煉技術(shù)。由堿金屬與鋅的氯化物或硫酸鹽配制成低共熔高沸點(diǎn)的混合物和耐高溫的添加劑石英砂、陶粒的沸石而構(gòu)成鉛鋅煙塵抑制劑，其熔點(diǎn)為230～400℃，在鋼制線材熱處理和熔鉛、熔鋅工藝中，將其覆蓋在液鉛或液鋅表面，可有效地防止鉛或鋅蒸汽煙塵逸出進(jìn)入空氣造成污染和防止鉛或鋅的氧化。經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。
文檔編號(hào)C23C2/30GK1050747SQ9010341
公開日1991年4月17日 申請(qǐng)日期1990年7月10日 優(yōu)先權(quán)日1990年7月10日
發(fā)明者程書燦, 劉德泉, 江哲, 張承鎬, 田慶元, 丁秉信, 張傳功, 霍學(xué)寶 申請(qǐng)人:程書燦, 劉德泉, 江哲, 張承鎬, 田慶元, 丁秉信, 張傳功, 霍學(xué)寶