Цинковый порошок (пыль)

Цинк в виде порошка или пыли — ценное промышленное сырье, необходимое для ряда химических процессов, изготовления гальванических элементов и лакокрасочных материалов, нанесения антикоррозийных покрытий. При этом цинкосодержащая пыль токсична, что требует установки на производственных предприятиях эффективных аспирационных систем для защиты людей и окружающей среды.

Описание

Цинковая пыль это нерастворимый в воде светлый порошок сероватого/голубоватого оттенка. Это смесь цинка с его окисью, содержание цинка составляет 95-98%.

Если формула цинковой стружки – Zn (практически чистый цинк), то химическая формула пыли этого металла – Zn(CN)2 (либо C2N2Zn по Брутто).

Источники пыли

Цинковая пыль образуется в процессе металлургического производства. Пыль газоочисток, вместе со шламом и шлаком, – это отходы переработки металла. Цинкосодержащая пыль образуется при работе агломерационных машин, доменных и сталеплавильных печей.

Цинк в виде порошка (пыли) также производится промышленным способом путем осаждения паров расплавленного цинка в конденсаторе. Технология позволяет получить чистый мелкодисперсионный продукт.

Виды и состав цинковой пыли (порошка)

Состав цинковой пыли

В соответствии с требованиями ГОСТ 3640-94 порошок получают из цинка марок ЦО, ЦВ, ЦОА. По способу производства и гранулометрическому составу различают два класса продукта:

Класс А — мелкозернистый порошок, полученный способом ректификации: ПЦ1, ПЦ2, ПЦ3, ПЦ4.
Класс Б — крупнозернистый порошок, полученный методом распыления: ПЦ5, ПЦ6, ПЦ7.

Гранулометрический состав определяется ГОСТом 6613-86. Порошок не должен содержать металлических опилок, кусочков металла и иных включений (керамики, изгари).

Применение

Порошок цинка широко применяется для создания антикоррозийных покрытий на изделиях из стали, цинковых сплавов. Для оцинковки металлопродукции, в том числе проката, используются методы дугового и газопламенного напыления, термодиффузный метод.

С использованием цинкового порошка изготавливают грунтовки и краски с антикоррозийными свойствами, предназначенные для окрашивания мостовых конструкций, речных и морских судов, а также иных объектов, предназначенных для эксплуатации в сложных условиях.

Кроме того, порошок Zn используется:

в качестве флюса при пайке и лужении;
для аффинажа – помогает очищать серебро и золото от примесей;
в производстве резины, фторопластов и иных полимеров в качестве наполнителя;
при изготовлении резьбоуплотнительных смазок для нефтегазовой сферы;
при производстве аккумуляторных батарей (для изготовления отрицательного электрода);
при изготовлении пиротехники (придает голубой оттенок пламени);
в водородной энергетике.

Оксид цинка ZnO (белый нерастворимый в воде порошок) применяется в животноводстве в качестве микроэлемента, способствующего росту животных, служит пигментом при производстве белил, входит в состав косметических средств, зубного цемента, применяется для получения керамики, стекла. В промышленной химии оксид цинка участвует в реакциях органического синтеза.

На основе пыли цинковой изготавливают соли:

хлорид цинка необходим для производства фибры;
окись цинка применяется в фармакологии;
селенид цинка задействован при изготовлении оптических стекол с низким коэффициентом поглощения в инфракрасном диапазоне;
сульфид цинка требуется для производства люминофоров.

Вред выбросов для здоровья

Воздух цехов на производстве может содержать металлический цинк (как и его соединения) в виде пыли, пудры или оксид цинка в виде высокодисперсного аэрозоля. Загрязнитель при вдохе проникает в дыхательную систему, при заглатывании цинкосодержащей пыли — в пищеварительную систему. Контакт растворимых солей цинка с кожей и слизистыми может вызвать ожог.

Токсическое воздействие мелкодисперсного аэрозоля и паров цинка на организм становится причиной возникновения литейной лихорадки. При хроническом отравлении оксидом цинка развивается гипохромная анемия, негативное воздействие на слизистые верхних дыхательных путей оборачивается атрофическими и субартрофическими изменениями. Также наблюдается повышение утомляемости, желудочно-кишечные расстройства, нарушается сон, начинает шуметь в ушах, снижается острота слуха.

Если цинковая пыль в больших концентрациях на протяжении длительного времени попадает в организм, это может спровоцировать развитие пневмокониоза, эмфиземы легких, пневмосклероза.

Оборудование для очистки воздуха от цинкосодержащей пыли

На выбор установки влияет уровень концентрации пылевых частиц в воздухе и требования, предъявляемые к качеству очистки.

Рукавные фильтры

Данный вид сухого пылеуловителя позволяет очищать большие объемы воздуха. Рабочая часть установки представляет собой рукава из нетканого фильтровального материала. При прохождении воздуха через установку частицы загрязнений оседают на поверхности рукавов. Рукавные пылеуловители различаются по принципу регенерации фильтров — виброочистка, механический или импульсный способ очистки.

Рукавные фильтры активно используют для аспирации цинкосодержащей пыли. Этому способствует простая конструкция и ремонтопригодность установки, хорошая производительность (до 700 000 м3ч), высокая эффективность работы (воздух очищается на 99,9%).

Скрубберы

Газоочистительные аппараты данного типа промывают загрязненный воздух жидкостью (мокрый способ очистки). Скрубберы различаются по конструкции и принципу работы:

Насадочные. Пыль абсорбируется пленкой орошающей жидкости на поверхности насадок, установленных на колонну.
Форсуночные (полые). Частицы загрязнения в восходящем газовоздушном потоке внутри колонны захватываются каплями жидкости, распыляемой форсунками.
Барботажно-пенные. Оснащены тарелочками, дырчатыми либо щелевыми. Загрязненная воздушная среда пропускается через слой барботируемой пены, которая удерживает пылевые частицы.
Вентури. Турбулентный газовоздушный поток дробит воду, в процессе чего капли улавливают загрязняющие частицы и осаждают их.

Качество очистки зависит от фракции пыли и размеров капель. При размере частиц более 5 мкм эффективность достигает 99%, мельчайшая пудра улавливается с эффективностью 80-90%.

Циклоны

Циклонные пылеуловители — это установки сухого типа. Загрязненный воздух подается внутрь устройства, поток направляется в нижнюю часть, закручиваясь по спирали. Сила инерции заставляет частицы загрязнения опадать вниз.

Циклоны привлекают простой конструкцией и устойчивостью к забиваемости. Различаются несколько видов установки — ротационные, вихревые, мультициклонные, центробежные.

Для повышения качества очистки воздуха, особенно при мелкодисперсном загрязнении, в комплексе с циклоном используют рукавный фильтр.

Картриджные фильтры

Модуль комплектуется сменными кассетами с фильтрующим материалом, который задерживает частицы загрязнения. Для удаления загрязнений из воздуха в помещениях с большой площадью используют установку, собранную из нескольких модулей. Качество очистки достигает 99,9%.

При выборе аспирационной системы учитывается специфика производства, степень загрязнения воздуха, гранулометрические характеристики пыли, требования к производительности оборудования и качеству очистки.