石墨烯锌粉涂料技术和应用进展

石墨烯锌粉涂料体现了新材料、新机理和卓越性能的特征,成为涂料行业的一个突破性创新。文章综述了石墨烯锌粉涂料的技术发展和应用现状。石墨烯独特的原子片层结构和不可渗透性,以及优异的力、热、电性能,贡献了石墨烯锌粉涂料新的防护机理。石墨烯的物理屏蔽作用、活化锌粉作用以及增强力学强度作用,在高性能石墨烯锌粉涂料中发挥了主导作用。石墨烯锌粉涂料优先物理屏蔽主导防护机理,与传统环氧富锌涂料优先阴极保护机理有着本质差异。石墨烯锌粉涂料在防腐性能、力学性能、施工性能以及节约锌粉和节能降碳等方面,均体现出明显优势,石墨烯低锌和石墨烯锌粉双涂层更具有创新优势。总结了近期石墨烯锌粉涂料在桥梁、风电、化工、水电、建筑、集装箱等领域的应用案例和现状。最后,指出石墨烯锌粉涂料技术和替代传统环氧富锌涂料的应用发展趋势,以及对钢结构长效保护的技术创新价值。

锌粉置换渣浸出过程中镓的溶解行为及改善方法

针对丹霞冶炼厂锌粉置换渣浸出过程中镓浸出率偏低问题,采用ICP-AES、XRD与SEM-EDS对不同批次锌粉置换渣化学成分、物相与形貌进行详细分析。与正常生产锌粉置换渣相比,异常锌粉置换渣中镓主要赋存于黄钾铁矾之中,造成镓浸出困难。对锌粉置换渣氧压浸出过程进行分析,镓、砷和铁溶出规律较为一致:增大硫酸浓度和液固比有利于镓、铁和砷的浸出,但提高温度和氧气分压对镓、铁和砷溶出不利。依据上述研究结果,提出强化镓浸出效率的改善措施,弱化一段氧压浸出(分别降低反应温度和压缩空气总压至90℃和0.2 MPa)与强化三段常压浸出(分别提高硫酸浓度和反应温度至160 g/L和85℃),镓的浸出效率由77.83%提高至96.46%。

添加剂浓度对锌粉电沉积机理及晶体取向的影响

针对电解法制备锌粉时晶粒生长择优取向问题,选择新型添加剂对沉积过程的晶体取向影响进行研究。以四正丁基氯化铵为研究对象,利用电化学分析和DFT理论计算推断锌沉积机理,通过SEM、XRD、粒度分析等手段对晶体取向、粒度分布和微观形貌等进行表征。结果表明,在电流密度600 A/m^(2)、25℃及锌浓度为20 g/L的碱性溶液中进行电解制备锌粉的成核过程以瞬时成核为主,Zn(NH_(3))_(4)^(2+)在(101)面和(002)面的吸附能分别为-3.56 eV和-1.84 eV,容易形成(101)面的择优取向。四正丁基氯化铵的加入促进了锌沉积阴极极化,其在(101)面的较大吸附能,吸附在(101)面后隔绝了对锌的吸附,当添加剂浓度为20 mg/L时,得到粒度为32.44μm、(002)面织构系数为66.73%的片状锌粉,有望在锌离子电池中解决锌枝晶的问题而被广泛应用。

锌粉置换渣中镓、锗的强化浸出试验研究

针对锌粉置换渣提取Ga、Ge过程浸出效果不佳的问题,本研究首先开展了常压硫酸浸出试验,考察硫酸浓度、反应温度、液固比、反应时间对Ga、Ge浸出率的影响,并对浸出过程进行了动力学分析;而后分别尝试了还原浸出(先后以Na_(2)SO_(3)、SO_(2)为还原剂)、硫酸化焙烧-水浸两种工艺,对锌粉置换渣开展了Ga、Ge强化浸出试验。结果表明:常压硫酸浸出工艺在硫酸浓度150 g/L、反应温度90℃、液固体积质量比5 mL/g、反应时间4 h、搅拌转速400 r/min的适宜条件下,Ga、Ge浸出率分别为68.4%、61.7%;酸浸渣主要物相为PbSO_(4)和ZnAl_(2)O_(4),增加酸度可促使残留的黄钾铁矾、铅铝矾进一步溶出;Ga和Ge常压硫酸浸出过程主要受内扩散控制,反应表观活化能分别为18.06 kJ/mol和16.02kJ/mol。对一段常压硫酸浸出渣进行二段还原强化浸出,以Na_(2)SO_(3)为还原剂,在50 g/L H_(2)SO_(4)+3 g/L Na_(2)SO_(3)条件下,Ga、Ge浸出率达89.4%和70.1%;以SO_(2)为还原剂,在SO_(2)分压0.3 MPa、硫酸浓度50 g/L、反应温度110℃、、反应时间3 h条件下,Ga、Ge浸出率达88.9%和86.7%。硫酸化焙烧-水浸工艺对锌粉置换渣中Ga的浸出效果改善明显,但对Ge浸出不利,酸渣体积质量比宜为1/2.5 mL/g,并在焙烧温度300℃、焙烧时间3 h、水浸温度80℃、液固体积质量比5 mL/g、浸出时间2 h的条件下,Ga浸出率可提高到89.1%。

锌粉置换工艺中脱氧塔填料改良研究

为解决某黄金冶炼厂锌粉置换工艺中脱氧塔长期运行后产生的脱氧贵液含氧量偏高问题,对脱氧塔填料类型和装填方式开展了一系列改良研究。通过对脱氧率、置换贫液、金泥品位等多项工艺指标进行深入对比分析,发现采用聚丙烯鲍尔环替代塑料点波填料,可明显缓解填料结钙后缝隙易被堵塞的问题,较好地改善脱氧塔的脱氧性能,锌粉消耗量明显降低,置换贫液贵金属品位降低,金泥品位得到提升。填料的改良延长了脱氧塔的使用周期,减少了贱金属元素对金泥冶炼过程的干扰,经济效益显著。

哥伦比亚某金矿提高锌粉置换率试验研究

哥伦比亚某金矿从全泥氰化技改为先进行硫浮选,然后硫浮选精矿进行浸出的工艺流程后,贵液锌粉置换率低,金属流失,回收金效果差,贵液品位约1.5~1.8g/t,相比技改前期上升27%左右。通过开展氰化钠浓度、锌粉用量、醋酸铅用量、PH值单因素试验,优化药剂制度,提高氰化钠与醋酸铅用量,金作业置换率稳定在99.0%以上,贫液金品位降低至0.015 ppm以内,尾矿带走水分中金含量下降,彻底解决了因置换率低造成金属流失的问题,保证了锌粉置换作业技术指标。

碱性环境中锌粉的制备工艺及其对电化学性能的影响

在碱性环境中,锌箔做阳极,钛板做阴极,用阴极恒电流法制备锌粉。将制得的锌粉做成负极,NiOOH做正极,KOH为电解液,组装成锌镍电池。研究了电流密度、KOH浓度、ZnO浓度和添加剂等制备工艺对所得锌粉放电性能的影响。结果表明:在电流密度为1700 A/m^(2),KOH浓度为2 mol/L,ZnO浓度为15 g/L和添加EDTA时制得锌粉的放电时间最长,锌粉利用率最高,表现出良好的放电性能。

锌粉中含铝时金属锌含量的测定

锌粉中金属锌含量的测定多采用高锰酸钾间接滴定法,若试样中含有金属铝时,则先采用高锰酸钾间接滴定法测定出锌粉中的锌铝合量,再采用比色法测定出试样中的金属铝含量,最后将铝以1∶3.6352(质量分数比)换算成等量的金属锌予以扣除,即得样品中金属锌含量,多个样品检测结果的相对标准偏差0.13%~0.36%。该方法适用于锌粉生产、研究企业和检验检测机构。

不同粒度锌粉对热渗锌涂层的性能影响研究

目的 研究SJ-01、SJ-02、SJ-03三种不同渗剂中锌粉粒度对热渗锌涂层性能影响。方法 首先,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪对SJ-01、SJ-02、SJ-03三种渗剂的晶体结构、微观形貌及元素组成进行分析;随后,通过热渗锌实验,对三种渗剂形成渗层的厚度、硬度、微观形貌、结合力、耐蚀性进行检测,以评价渗剂中锌粉粒度对各项指标造成的影响,并筛选出最佳的热渗锌渗剂。结果 相较于SJ-02、SJ-03两种渗剂,SJ-01渗剂中锌粉粒径较小,且分布均匀,使其在热渗锌扩散过程中得到更加均匀、平整、厚度更大的渗层结构,进而获得更加优异的显微硬度(417.1 HV)、基材结合力(24.07 MPa)、耐腐蚀能力。结论 含有较小粒径且均匀分布锌粉的SJ-01渗剂制备的热渗锌涂层综合性能最优。

锌粉给料装置的改进

在湿法炼锌的冶炼过程中,锌粉作为置换反应的辅助材料,在输送过程中存在洒漏问题,并且漏出的锌粉难以收集,从而极易造成成本的浪费。同时,现场作业人员吸入金属粉尘,容易影响身体健康。另外,连续化生产的工艺特点要求锌粉连续、稳定、可控地输送到反应槽内进行工业化生产,而现有的锌粉给料装置存在着缓存容量小、下料不通畅、难以控制给料量等问题,无法满足生产质量的要求。文章通过对实际生产和锌粉给料装置使用情况进行分析,提出对锌粉给料装置优化改进的措施,为相关企业提供研究参考。

碱洗对次氧化锌粉脱除氟氯的研究

碱洗采用氢氧化钠与碳酸钠混搭配的方式对次氧化锌粉脱除氟氯的研究,分别从液固比、碱洗时间、碱洗温度、氢氧化钠量、碳酸钠量方面研究对锌的损失率以及氟氯的脱除的影响。研究结果表明:固液比1:5,反应时间60min,氢氧化钠:碳酸钠=3:5,总碱用量占比为次氧化锌粉5.3%,反应温度60℃。除氟效率为45%,除氯效率在88%,锌损失率0.23%。

用稀硫酸-有机酸体系浸出锌粉置换渣中的锗试验研究

研究了用稀硫酸-有机酸体系从锌粉置换渣中回收锗。采用单因素试验探讨了锌粉置换渣中锗的浸出行为规律。考察了硫酸初始质量浓度、温度、浸出时间、液固体积质量比和有机酸种类及添加量对锗浸出率的影响。结果表明:在硫酸初始质量浓度70 g/L、温度55℃、浸出时间1 h、液固体积质量比10 mL/1 g、酒石酸加入量10 g/L和搅拌速度300 r/min条件下,锗、铜、锌浸出率分别为95.6%、96.8%和95.1%。该法为锌粉置换渣中锗的回收利用提供了一种新途径。

锌粉-锑盐净化除钴中新添加硫酸铜、高锰酸钾的研究应用

文章通过湿法炼锌中常规锌粉置换除钴中锑(砷)盐活化作用机理,以及硫酸铜、高锰酸钾对除钴的活化研究,将其按锑盐∶硫酸铜∶高锰酸钾=1∶m∶n进行配比为综合活化剂,并与常规锌粉-锑盐除钴进行对比,能够达到深度净化目的。同时,节约锌粉单耗高达20%以上,可产生可观经济效益,值得同行应用推广。

硫酸锌溶液锌粉逆流置换除镉及直接制备海绵镉

针对硫酸锌溶液采用锌粉置换净化除镉时造成大量锌粉浪费、除镉产物含镉低、后续处理复杂等难题,提出碱度控制与三级逆流锌粉置换新方法,解决产物层包裹和锌粉利用率低的问题,以期能够降低锌粉耗量,缩短镉回收流程,直接制备出海绵镉。考察了锌粉用量、锌粉粒度、净化时间、锌粉添加方式、碱度(BT)值调控等参数对镉脱除率的影响。结果表明:单段除镉的优化条件为温度60℃、搅拌速度150r/min、锌粉浆化预处理、锌粉用量为理论添加量的1.2倍、反应时间120min;通过三级逆流锌粉净化除镉,镉的浓度由2.29g/L降低至0.48mg/L,镉的脱除率超过99.9%,可实现硫酸锌溶液中镉的深度净化;净化过程可直接产出镉含量为80.5%的海绵镉。研究结果对湿法炼锌净化过程降低锌粉消耗、缩短镉回收流程具有指导意义。

制备超细锌粉的新工艺

北京矿冶研究总院锌粉公司原有的生产工艺是采用的卧式炉来生产锌粉,这种工艺存在着对原料的要求高,除杂能力不强等不足;针对这些不足,本文介绍了矿冶锌粉公司自主研发的具有创新性的新工艺及其特点。

锌粉漆综述

锌粉漆根据基料可分为无机、有机和有机/无机掺合3种类型。着重介绍了磷铁粉取代部分锌粉制备锌粉漆的特性,并给出了3类锌粉漆的参考配方。

石墨烯锌粉涂料在船闸钢结构防腐中的应用

针对船闸钢结构防腐重涂修复难、影响船闸检修工期等问题,深入分析船闸钢结构腐蚀的机理和需求,全面了解行业前沿的技术、材料和工艺,详细介绍石墨烯锌粉涂料在船闸钢结构防腐中的应用。通过案例运用、比较分析,从多方面对石墨烯锌粉涂料和传统防腐体系进行对比,得出石墨烯锌粉涂料较环氧富锌涂料性能有较大提高;石墨烯锌粉涂料与热喷锌防腐性能相当,但更加便捷、环保。通过典型防腐方案的全寿命经济效益对比得出,石墨烯锌粉涂料环保性好、实施方便、全生命周期成本低,是一种值得推广的船闸钢结构防腐材料。

锌粉吸入性中毒1例

锌是工业中常见的金属,也是人体必需的微量元素,与维持生长发育[1]、增强免疫力密切相关[2]。但过量摄入锌会导致中毒,甚至严重威胁患者生命安全。我院曾收治锌粉吸入性中毒1例,现将诊治过程总结如下.

锌粉在锑盐净化除钴生产中的工艺参数优化试验

以吹制锌粉、电炉锌粉、合金锌粉和蒸馏锌粉为研究对象,考察了不同锌粉在锑盐净化除钴工艺中锌粉用量、反应时间、反应温度、铜和钴物质的量比、锑和钴物质的量比对除钴效果的影响。结果表明,按铜和钴物质的量比5.0加入硫酸铜、锑和钴物质的量比0.5加入酒石酸锑钾,在反应温度90℃、反应时间90 min、转速300 r/min、锌粉加入量2 g/L条件下,4种锌粉实际除钴率分别为95.73%、96.15%、95.94%和94.87%,除钴效果依次为:电炉锌粉>合金锌粉>吹制锌粉>蒸馏锌粉。

微米级锌粉的爆炸危险性

微米级锌粉易悬浮于空中,形成具有爆炸危险性的粉尘云,粉尘质量浓度一旦达到爆炸下限易发生爆炸事故。爆炸下限随粉尘粒径减小而降低,爆炸可能性增强。为研究微米级锌粉爆炸危险性,选择粒径1μm的锌粉为研究对象,使用20 L爆炸试验装置进行试验,利用扫描电子显微镜观察锌粉及其爆炸产物形貌特征,研究锌粉爆炸机制,点火延迟时间和粉尘质量浓度对锌粉爆炸性参数的影响,确定粒径1μm锌粉爆炸下限、最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率。结果表明:锌粉爆炸为气相燃烧过程;1μm锌粉爆炸的最佳点火延迟时间为180 ms,爆炸下限为1500~2000 g/m^(3),锌粉质量浓度为5000 g/m^(3)时达到最大爆炸压力、最大爆炸压力上升速率和最大爆炸指数,分别为0.481 MPa、46.67 MPa/s、12.67 MPa·m/s;微米级锌粉爆炸危险等级属于St1,爆炸危险性较弱。