專(zhuān)利名稱(chēng)：一種粗鋅冶煉方法及所用的冶煉窯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種粗鋅冶煉方法及所用的冶煉窯，屬于鋅冶煉技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，金屬鋅的冶煉方法主要分為濕法和火法兩種。濕法冶煉的投資巨大，廢水
處理困難，對(duì)原料選擇性強(qiáng)，占用面積大，投資大，消耗化學(xué)輔料多；火法冶煉有豎罐冶煉、鼓風(fēng)爐冶煉和電爐冶煉等，均存在單位產(chǎn)量投資大、生產(chǎn)成本高、能耗高、對(duì)原料選擇性強(qiáng)等缺點(diǎn)，而且設(shè)備復(fù)雜，占地面積大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種低成本、高效率的粗鋅冶煉方法及所用的冶煉窯。該方法可以連續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)，熱能利用率高，生產(chǎn)成本低。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案 一種粗鋅冶煉方法。它采用火法冶煉工藝進(jìn)行冶煉，冶煉步驟包括裝料、預(yù)熱、高溫冶煉和冷凝；在冶煉窯內(nèi)設(shè)置有預(yù)熱段、高溫冶煉段和冷凝器；原料由冶煉窯的進(jìn)料口裝入冶煉窯，經(jīng)預(yù)熱段預(yù)熱后進(jìn)入高溫冶煉段加熱，產(chǎn)生的鋅蒸汽進(jìn)入冷凝器冷凝；冷凝后的廢氣進(jìn)入預(yù)熱段對(duì)原料進(jìn)行預(yù)熱，并通過(guò)設(shè)在冶煉窯上的出氣口排出冶煉窯外，廢氣用布袋除塵；冷凝產(chǎn)生的鋅液通過(guò)設(shè)在冶煉窯上的出液口排至儲(chǔ)鋅池中，廢渣通過(guò)設(shè)在冶煉窯尾部的螺旋出渣裝置排出冶煉窯外。
上述的粗鋅冶煉方法中，冶煉窯采用旋轉(zhuǎn)形式，冶煉窯在冶煉過(guò)程中均速緩慢的不斷旋轉(zhuǎn)。
前述的粗鋅冶煉方法中，鋅蒸汽被冷凝室的負(fù)壓吸入冷凝器后，在狹窄的通道內(nèi)與上一冷凝室下灌的鋅液相互擠壓碰撞冷凝。
前述的粗鋅冶煉方法中，高溫冶煉段是采用旋轉(zhuǎn)變壓器引進(jìn)電流，并通過(guò)石墨電極通電加熱。
前述的粗鋅冶煉方法中，鋅液在冷凝室下行至底部時(shí)，富余的鋅液溢出冷凝室，進(jìn)入出液口 ，并通過(guò)鋅液液面增高后產(chǎn)生的壓力沖開(kāi)出液口中填充的鋅灰自動(dòng)排至儲(chǔ)鋅池中。
前述的粗鋅冶煉方法中，原料與鋅蒸汽是通過(guò)窯體中間的輸料轉(zhuǎn)筒和冷凝器達(dá)到固相與氣相的相互分離。一種粗鋅冶煉窯。構(gòu)成包括窯體，在所述的窯體上設(shè)有進(jìn)料口、出氣口、出液口和出渣口，在出液口中填充有鋅灰；在出液口的下方有儲(chǔ)鋅池；在窯體內(nèi)設(shè)有預(yù)熱段、高溫冶煉段和冷凝器，在高溫冶煉段裝有石墨電極，石墨電極連接旋轉(zhuǎn)式變壓器；在窯體的底部有傳動(dòng)裝置。
上述的粗鋅冶煉窯中，所述的進(jìn)料口和出氣口位于窯體的預(yù)熱段一側(cè)且相互隔離開(kāi)，出氣口位于進(jìn)料口的外面；出渣口位于窯體的高溫冶煉段一側(cè)。
前述的粗鋅冶煉窯中，在所述的石墨電極里面有碳化硅導(dǎo)熱層。
前述的粗鋅冶煉窯中，在所述的預(yù)熱段與高溫冶煉段之間設(shè)有輸料轉(zhuǎn)筒，在輸料轉(zhuǎn)筒前端有物料提升裝置。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明將進(jìn)料、預(yù)熱、高溫冶煉、冷凝、放鋅和排渣均集中在一個(gè)旋轉(zhuǎn)的冶煉窯內(nèi)完成，設(shè)備簡(jiǎn)單、占地面積小，省地，成本低。又由于其冶煉速度快、處理量大、產(chǎn)量高，因此單位產(chǎn)量占地面積更少，單位產(chǎn)量投資也少。由于預(yù)熱、高溫冶煉、冷凝都在一個(gè)旋轉(zhuǎn)的冶煉窯內(nèi)進(jìn)行，所以物料損耗小，回收率高，物料加熱均衡，能耗低。由于能耗低、單位投資少、回收率高，可使用低成本原料，因此，本發(fā)明的生產(chǎn)成本很低。本發(fā)明在高溫冶煉段采用石墨電極通電加熱，少量廢氣在預(yù)熱段降溫后采用布袋收塵，剩余的一氧化碳可用作燃料，加上整體能耗低，環(huán)保性好，符合環(huán)保減排要求。本發(fā)明在冷凝室利用冶煉窯的旋轉(zhuǎn)，使鋅液與鋅蒸汽在狹窄的通道中兩相相互擠壓、碰撞(鋅雨、擠壓兩種冷凝方式相互結(jié)合)，而且由于冷凝室接近蒸發(fā)段，再氧化率低，溫差大冷凝速度快，冷凝效果好，廢氣少、灰少，直收率高。本發(fā)明中原料與鋅蒸汽是通過(guò)窯體中間的輸料轉(zhuǎn)筒和冷凝器達(dá)到固相與氣相的相互分離，這是本發(fā)明與普通火法冶煉最大的區(qū)別。由于物料加熱速度快，加熱均勻，所以冶煉溫度較低，冶煉時(shí)間短，再加上利用廢氣、冷凝室散熱來(lái)預(yù)熱物料，所以冶煉能耗大大降低。出鋅液時(shí)，在冶煉窯的旋轉(zhuǎn)過(guò)程中通過(guò)擠壓出液口中的鋅灰而將生產(chǎn)的鋅液迅速排至儲(chǔ)鋅池中，鋅液排出后可自動(dòng)用鋅灰密封，非常方便。本發(fā)明的冶煉窯較多的采用了導(dǎo)熱性能好、能夠回收的碳化硅材料制作，生產(chǎn)成本更低。冶煉窯對(duì)氧化鋅原料要求低，不挑剔，原料不需要進(jìn)行預(yù)加工處理，可以直接進(jìn)料，對(duì)原料的批次質(zhì)量要求較低，能夠進(jìn)行連續(xù)化大生產(chǎn)，還原劑既可用煤炭，也可用氫氣、甲烷等，非常適合對(duì)再生鋅灰原料的冶煉。物料中若含有其他金屬可在渣中得到富集回收；若含有氧化鐵，則在冶煉過(guò)程中已被還原，廢渣經(jīng)過(guò)磁選，可直接得到海綿鐵。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有占地面積小，產(chǎn)量大，熱利用率高，回收率高，生產(chǎn)成本低，無(wú)污染，能處理各種再生鋅灰原料的特點(diǎn)，符合環(huán)保、節(jié)能、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求，既適合粗鋅冶煉，也適合其他相似的有色金屬冶煉。


圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的A-A剖視圖；圖3為圖1的B-B剖視圖；圖4為圖1的C-C剖視圖。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l。如圖1所示，粗鋅冶煉窯。包括窯體l，在窯體1上設(shè)有進(jìn)料口2、出氣口3、出液口4和出渣口5，在出液口4中填充有鋅灰14，在出液口4的下方有儲(chǔ)鋅池6;鋅灰14用于對(duì)出液口4進(jìn)行密封，生產(chǎn)出的鋅液達(dá)到一定量后在窯體l的旋轉(zhuǎn)過(guò)程中通過(guò)擠壓出液口4中的鋅灰14而自動(dòng)排至儲(chǔ)鋅池6中，鋅液排出后鋅灰14自動(dòng)將出液口4密封。在窯體l內(nèi)設(shè)有預(yù)熱段7、高溫冶煉段8和冷凝器9，在高溫冶煉段8裝有石墨電極10，石墨電極10連接旋轉(zhuǎn)式變壓器15，采用旋轉(zhuǎn)變壓器15引進(jìn)電流并通過(guò)石墨電極10通電加熱。在石墨電極10里面有碳化硅導(dǎo)熱層12，碳化硅導(dǎo)熱層12用于保護(hù)石墨電極10并起到傳熱作用。冷凝器9具有8個(gè)大冷凝室和狹窄的通道，在冶煉過(guò)程中利用窯體l的旋轉(zhuǎn)，使產(chǎn)生的鋅蒸汽被吸入冷凝室后在狹窄的通道內(nèi)與冷凝器9內(nèi)的鋅液兩相相互擠壓碰撞，達(dá)到極佳的冷凝效果。在預(yù)熱段7與高溫冶煉段8之間設(shè)有輸料轉(zhuǎn)筒13，在輸料轉(zhuǎn)筒13前端有物料提升裝置16，這樣物料先在較大空間的預(yù)熱段7內(nèi)通過(guò)窯體1的不斷旋轉(zhuǎn)進(jìn)行充分的攪拌，完全脫去水分后再通過(guò)輸料轉(zhuǎn)筒13送至高溫冶煉段8進(jìn)行加熱。窯體1內(nèi)壁以及輸料轉(zhuǎn)筒13均采用碳化硅砌制而成。窯體l采用旋轉(zhuǎn)的形式，在窯體l的底部有傳動(dòng)裝置ll，通過(guò)傳動(dòng)裝置ll驅(qū)動(dòng)窯體l在冶煉過(guò)程中均速緩慢的不斷旋轉(zhuǎn)。進(jìn)料口2和出氣口3位于窯體1的預(yù)熱段7—側(cè)且相互隔離開(kāi)，出氣口3位于進(jìn)料口2的外面，這樣可將物料與廢氣分道運(yùn)行。制作時(shí)，用碳化硅制作一個(gè)內(nèi)套筒(即輸料轉(zhuǎn)筒13)并用固定內(nèi)套筒的碳化硅支撐墻將邊上通道分隔成8個(gè)冷凝室(如圖3所示)。物料在中間的碳化硅套筒(輸料轉(zhuǎn)筒13)內(nèi)走，鋅蒸汽在邊上通道內(nèi)走，實(shí)現(xiàn)固相與氣相的相互分離。出渣口5位于窯體1的高溫冶煉段8—側(cè)，廢渣采用一個(gè)螺旋出渣裝置密封抽出出渣口5。
本發(fā)明的粗鋅冶煉方法，它采用火法冶煉工藝進(jìn)行冶煉，冶煉步驟包括裝料、預(yù)熱、高溫冶煉和冷凝；在冶煉窯內(nèi)設(shè)置有預(yù)熱段、高溫冶煉段和冷凝器，首先，物料用螺旋進(jìn)料機(jī)由冶煉窯的進(jìn)料口3均勻裝入冶煉窯，物料被廢氣的余熱及冷凝室的散熱所預(yù)熱，脫去水分，再被輸料轉(zhuǎn)筒13前端的物料提升裝置16提升后送進(jìn)窯體中間的輸料轉(zhuǎn)筒13。物料一邊前行， 一邊繼續(xù)被冷凝室的散熱所預(yù)熱，至輸料轉(zhuǎn)筒13的尾端時(shí)，預(yù)計(jì)能預(yù)熱到90(TC。然后，物料進(jìn)入高溫冶煉段8，石墨電極10產(chǎn)生的高溫通過(guò)碳化硅導(dǎo)熱層12傳給物料，將物料逐步加熱到120(TC，使物料充分還原蒸發(fā)。然后鋅蒸汽上升至冶煉窯的頂部，被冷凝室的負(fù)壓所抽吸，當(dāng)冷凝室下行時(shí)，冷凝室的進(jìn)口被上部冷凝室下淌進(jìn)來(lái)的鋅液封閉，隨著鋅液的增加，冷凝室的蒸汽被壓縮擠出，與進(jìn)來(lái)的鋅液在冷凝器狹窄的通道內(nèi)對(duì)撞、相互擠壓，從而使鋅蒸汽得到較好的冷凝。冷凝后的廢氣上升進(jìn)入冶煉窯的預(yù)熱段7;在冶煉窯的旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，當(dāng)冷凝室下移至底部時(shí)，富余的鋅液溢出冷凝室，進(jìn)入出液口4。冷凝室從底部上升時(shí)，帶上滿(mǎn)室的鋅液，當(dāng)冷凝室旋轉(zhuǎn)至中上部時(shí)前面出口的鋅液下淌，使冷凝室產(chǎn)生負(fù)壓空間，冷凝室后邊進(jìn)口同時(shí)吸進(jìn)鋅蒸汽，8個(gè)冷凝室旋轉(zhuǎn)往復(fù)，達(dá)到冷凝鋅蒸汽的目的。隨著鋅液在出液口4中的液面不斷增高，對(duì)出液口4中填充的鋅灰14產(chǎn)生壓力，并壓開(kāi)出液口4的鋅灰14，下淌至儲(chǔ)鋅池6。出液口4在上升時(shí)又會(huì)被儲(chǔ)鋅池6上面的鋅灰所自動(dòng)封住，8個(gè)出液口4旋轉(zhuǎn)往復(fù)達(dá)到密封出鋅的目的。廢渣下移至窯尾，被設(shè)在冶煉窯尾部的螺旋出渣裝置勻速抽出出渣口5。少量廢氣在預(yù)熱段7進(jìn)一步散熱后，排出窯體l，被布袋除塵后，剩余的主要為一氧化碳?xì)怏w，可用作燃料。
本發(fā)明的實(shí)施方式不限于上述實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出的各種變化均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種粗鋅冶煉方法，它采用火法冶煉工藝進(jìn)行冶煉，其特征在于冶煉步驟包括裝料、預(yù)熱、高溫冶煉和冷凝；在冶煉窯內(nèi)設(shè)置有預(yù)熱段、高溫冶煉段和冷凝器；原料由冶煉窯的進(jìn)料口裝入冶煉窯，經(jīng)預(yù)熱段預(yù)熱后進(jìn)入高溫冶煉段加熱，產(chǎn)生的鋅蒸汽進(jìn)入冷凝器冷凝；冷凝后的廢氣進(jìn)入預(yù)熱段對(duì)原料進(jìn)行預(yù)熱，并通過(guò)設(shè)在冶煉窯上的出氣口排出冶煉窯外，廢氣用布袋除塵；冷凝產(chǎn)生的鋅液通過(guò)設(shè)在冶煉窯上的出液口排至儲(chǔ)鋅池中，廢渣通過(guò)設(shè)在冶煉窯尾部的螺旋出渣裝置排出冶煉窯外。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的粗鋅冶煉方法，其特征在于所述的冶煉窯采用旋轉(zhuǎn)形式，冶煉窯在冶煉過(guò)程中均速緩慢的不斷旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的粗鋅冶煉方法，其特征在于所述的鋅蒸汽被冷凝室的負(fù)壓吸入冷凝器后，在狹窄的通道內(nèi)與上一冷凝室下灌的鋅液相互擠壓碰撞冷凝
4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的粗鋅冶煉方法，其特征在于所述的高溫冶煉段是采用旋轉(zhuǎn)變壓器引進(jìn)電流，并通過(guò)石墨電極通電加熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的粗鋅冶煉方法，其特征在于所述的鋅液在冷凝室下行至底部時(shí)，富余的鋅液溢出冷凝室，進(jìn)入出液口，并通過(guò)鋅液液面增高后產(chǎn)生的壓力沖開(kāi)出液口中填充的鋅灰自動(dòng)排至儲(chǔ)鋅池中。
6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的粗鋅冶煉方法，其特征在于所述的原料與鋅蒸汽是通過(guò)窯體中間的輸料轉(zhuǎn)筒和冷凝器達(dá)到固相與氣相的相互分離。
7. 一種粗鋅冶煉窯，包括窯體(1)，其特征在于在所述的窯體(1)上設(shè)有進(jìn)料口 (2)、出氣口 (3)、出液口 (4)和出渣口 (5)，在出液口 (4)中填充有鋅灰(14);在出液口 (4)的下方有儲(chǔ)鋅池(6);在窯體(1)內(nèi)設(shè)有預(yù)熱段(7)、高溫冶煉段(8)和冷凝器(9)，在高溫冶煉段(8)裝有石墨電極(10)，石墨電極(10)連接旋轉(zhuǎn)式變壓器(15);在窯體(1)的底部有傳動(dòng)裝置(11)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的粗鋅冶煉窯，其特征在于所述的進(jìn)料口 (2)和出氣口 (3)位于窯體(1)的預(yù)熱段(7) —側(cè)且相互隔離開(kāi)，出氣口 (3)位于進(jìn)料口 (2)的外面；出渣口 (5)位于窯體(1)的高溫冶煉段(8) —側(cè)。
9 根據(jù)權(quán)利要求7所述的粗鋅冶煉窯，其特征在于在所述的石墨電極(10)里面有碳化硅導(dǎo)熱層(12)。
10 根據(jù)權(quán)利要求7所述的粗鋅冶煉窯，其特征在于在所述的預(yù)熱段(7)與高溫冶煉段(8)之間設(shè)有輸料轉(zhuǎn)筒(13)，在輸料轉(zhuǎn)筒(13)前端有物料提升裝置(16)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種粗鋅冶煉方法及所用的冶煉窯，它采用火法冶煉工藝進(jìn)行冶煉，冶煉步驟包括裝料、預(yù)熱、高溫冶煉和冷凝；在冶煉窯內(nèi)設(shè)置有預(yù)熱段、高溫冶煉段和冷凝器；原料由冶煉窯的進(jìn)料口裝入冶煉窯，經(jīng)預(yù)熱段預(yù)熱后進(jìn)入高溫冶煉段加熱，產(chǎn)生的鋅蒸汽進(jìn)入冷凝器冷凝；冷凝后的廢氣進(jìn)入預(yù)熱段對(duì)原料進(jìn)行預(yù)熱，并通過(guò)設(shè)在冶煉窯上的出氣口排出冶煉窯外，廢氣用布袋除塵；冷凝產(chǎn)生的鋅液通過(guò)設(shè)在冶煉窯上的出液口排至儲(chǔ)鋅池中，廢渣通過(guò)設(shè)在冶煉窯尾部的螺旋出渣裝置排出冶煉窯外。本發(fā)明具有占地面積小，產(chǎn)量大，熱利用率高，回收率高，生產(chǎn)成本低，能處理各種再生鋅灰原料等特點(diǎn)，既適合粗鋅冶煉，也適合其他相似的有色金屬冶煉。
文檔編號(hào)C22B19/00GK101665879SQ20091030792
公開(kāi)日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者徐建成 申請(qǐng)人:徐建成