利用鋅渣生產(chǎn)熱鍍用鋅合金的方法及設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用鋅渣生產(chǎn)熱鍍用鋅合金的方法，它包括如下步驟：1）第一次加料與第一次除渣；2）保溫與第二次除渣；3）精餾與熱交換；4）冷凝；5）重新加料循環(huán)；6）制備合金：冷凝后的0#鋅液經(jīng)按需配入鋁元素混合均勻后鑄成合金錠。本發(fā)明還提供一種利用鋅渣生產(chǎn)熱鍍用鋅合金的設備。本發(fā)明工藝布局合理，生產(chǎn)成本低，大大減少了的能源消耗，降低了安全隱患，可以對生產(chǎn)全過程進行控制，提高了爐體使用壽命，實現(xiàn)了資源循環(huán)利用。
【專利說明】利用鋅渣生產(chǎn)熱鍍用鋅合金的方法及設備
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及鋅渣提純【技術領域】，具體是指一種利用鋅渣生產(chǎn)熱鍍用鋅合金的方法及設備。
【背景技術】
[0002]目前針對熱鍍鋅鋅渣提純鋅，有兩種主要方法:
[0003]一是真空精餾法，如專利號為“ 911018409 ”名為《熱鍍鋅渣真空精餾提鋅方法及其設備》的中國專利，該發(fā)明在一臥式、圓筒形真空爐內(nèi)實現(xiàn)、爐內(nèi)分蒸發(fā)區(qū)和冷凝區(qū)固體進料和出渣，液體出金屬。間斷操作、發(fā)熱體為三組板狀星形聯(lián)接的石墨電極在蒸發(fā)區(qū)的上部加熱。控制爐溫700~1000°C，真空度133.3 X 10至133.3 X KT1帕。精餾產(chǎn)品據(jù)原料含雜質(zhì)而定，可以得1、2號鋅。經(jīng)實踐發(fā)現(xiàn)該真空精餾提純鋅渣存在主要缺陷是:產(chǎn)成品的物理組分不能達到0#鋅標準，再生產(chǎn)品附加值低；
[0004]二是專利號為“200710159251.4”名為《鋅渣提純方法和提純裝置》，該方法是將鋅渣經(jīng)溫度為500~700°C的熔化爐熔化后通過給料器被送入其燃燒室溫度為1000~1300°C的精餾塔精餾，蒸發(fā)后的鋅蒸汽經(jīng)溫度為700~850°C的冷凝器冷凝成純鋅液，流入儲鋅池，經(jīng)合金模鑄成0#鋅鋅錠；精餾塔未蒸發(fā)的鋅液經(jīng)下延部流入熔析爐，熔析爐的大、小池溫度分別為400~750°C和500~750°C，經(jīng)熔析爐處理產(chǎn)生的鋅渣灰由渣口排出，B#鋅被運回熔化爐進入下一循環(huán)。該方法可以生產(chǎn)出0#鋅，但是該專利方法及裝置僅適用于含鋅量在99%以上熱鍍鋅渣，提純率才能達到80%以上，產(chǎn)出率較低；二是裝置中的能源介質(zhì)為焦爐和高爐混合煤氣，有造成CO中毒的安全隱患；三是在熔化爐中加料，重復造成能源消耗，在工藝上完全 可不用該裝置進行熔化鋅渣，實踐證明，用精煉爐的余熱完成可以對鋅渣進行熔析熔化，不僅可以降低能耗，加快了熔化速度，提高了熔析效果，減少了氧化造渣量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是克服現(xiàn)有技術中對鋅渣僅適用于熱鍍鋅渣的要求、煤氣可能帶來的中毒隱患、克服工藝影響的產(chǎn)出率，并提供一種利用鋅渣生產(chǎn)熱鍍用鋅合金的方法及設備。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的利用鋅渣生產(chǎn)熱鍍用鋅合金的方法，它包括如下步驟:
[0007]I)第一次加料與第一次除渣:往精煉爐中添加鋅渣并給鋅渣加熱；熔析后的得到B#鋅液和浮渣，浮渣經(jīng)精煉爐的除渣口排出作為第一次除渣；
[0008]2)保溫與第二次除渣:步驟I)中得到的B#鋅液經(jīng)鋅包運送到保溫計量器中保溫，并進行第二次除渣，浮渣經(jīng)保溫計量器的出渣口排出；
[0009]3)精餾與熱交換:將步驟2)中經(jīng)過第二次除渣的鋅液定量輸入外圍設有燃燒室的精餾塔中精餾，得到鋅蒸汽和未能蒸發(fā)的鋅液攜雜質(zhì)金屬形成的溜余鋅；[0010]4)冷凝:精餾后的鋅蒸汽經(jīng)冷凝得到0#鋅液；[0011]5)重新加料循環(huán):精餾塔內(nèi)的溜余鋅流入精煉爐，溜余鋅經(jīng)精煉爐處理產(chǎn)生的鋅氧化造渣及雜質(zhì)金屬由精煉爐的渣口排出，經(jīng)熔析凈化后的溜余鋅與重新加料熔化鋅渣得到的B#鋅液相混合后返回步驟2)循環(huán)；[0012]6)制備合金:冷凝后的0#鋅液經(jīng)按需配入鋁元素混合均勻后鑄成合金錠。[0013]作為優(yōu)選方案，所述步驟6)中，冷凝后的0#鋅液直接輸入工頻感應有芯電爐中鑄成合金錠。[0014]進一步地，所述工頻感應有芯電爐的熔煉溫度控制在460~480°C。[0015]本發(fā)明還提供一種為實現(xiàn)上述方法而設計的利用鋅渣生產(chǎn)熱鍍用鋅合金的設備，包括精煉爐、保溫計量器、精餾塔、冷凝器、儲鋅池、燃燒室和煙?，其特征在于:保溫計量器的輸出端通過自動給料裝置經(jīng)加料管與精餾塔的進口相連，精餾塔的上部鋅蒸汽出口通過溜槽與冷凝器的輸入端相連，冷凝器的輸出端與儲鋅池的入口相連，儲鋅池的出口與冶煉電爐相連；精餾塔的下部溜余鋅出口通過下沿管道與精煉爐的輸入端相連，精煉爐的輸出端與保溫計量器的輸入端相連；精餾塔設置在燃燒室內(nèi)部，燃燒室的天然氣輸入端與系統(tǒng)供氣管道相連，燃燒室的尾氣輸出端與煙囪相連。[0016]作為優(yōu)選方案，它還包括換熱室，燃燒室的尾氣輸出端與換熱室的廢氣進口 C相連，換熱室的廢氣出口 D與煙囪相連，換熱室的空氣進口 A與大氣相通，換熱室的空氣出口B與燃燒室的空氣輸入端相連。[0017]進一步地，所述冶煉電爐為工頻有芯感應電爐，所述工頻有芯感應電爐的進口通過管道與儲鋅池的出口連接，工頻有芯感應電爐的出口與合金模相連。[0018]更進一步地，所述精餾塔由SiC型材盤組合而成。[0019]更進一步地，所述精煉爐由前部熔化池和后部凈化池組合而成。[0020]本發(fā)明的優(yōu)點在于:本發(fā)明工藝布局合理，生產(chǎn)成本低，采用連續(xù)性生產(chǎn)大大減少了的能源消耗，采用天然氣可避免CO中毒帶來的安全隱患，通過儀表反饋溫度，可以對生產(chǎn)全過程進行控制，提高了爐體使用壽命，提純出高質(zhì)量的0#鋅可直接進入下道工序生產(chǎn)出熱鍍用鋅返回冷軋熱鍍鋅生產(chǎn)線繼續(xù)使用，實現(xiàn)了資源循環(huán)利用。
【專利附圖】

【附圖說明】[0021]圖1是本發(fā)明的設備連接示意圖。[0022]圖中:精煉爐1、保溫計量器2、加料管3、精餾塔4、溜槽5、冷凝器6、儲鋅池7、工頻有芯感應電爐8、合金模9、燃燒室10、換熱室11、下沿部12、煙囪13。
【具體實施方式】[0023]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。[0024]如圖所示，本發(fā)明利用鋅渣生產(chǎn)熱鍍用鋅合金的設備，包括精煉爐1、保溫計量器2、精餾塔4、冷凝器6、儲鋅池7、燃燒室10和煙囪13，其特征在于:保溫計量器2的輸出端通過自動給料裝置經(jīng)加料管3與精餾塔4的進口相連，精餾塔4的上部鋅蒸汽出口通過溜槽5與冷凝器6的輸入端相連，冷凝器6的輸出端與儲鋅池7的入口相連，儲鋅池7的出口與冶煉電爐相連；精餾塔4的下部溜余鋅出口通過下沿管道12與精煉爐I的輸入端相連，精煉爐I的輸出端與保溫計量器2的輸入端相連；精餾塔4設置在燃燒室10內(nèi)部，燃燒室10的天然氣輸入端與系統(tǒng)供氣管道相連，燃燒室10的尾氣輸出端與煙囪13相連。
[0025]它還包括換熱室11，燃燒室10的尾氣輸出端與換熱室11的廢氣進口 C相連，換熱室11的廢氣出口 D與煙囪13相連，換熱室11的空氣進口 A與大氣相通，換熱室11的空氣出口 B與燃燒室10的空氣輸入端相連；冶煉電爐為工頻有芯感應電爐8，工頻有芯感應電爐8的進口通過管道與儲鋅池7的出口連接，工頻有芯感應電爐8的出口與合金模9相連；精餾塔4由SiC型材盤組合而成；精煉爐I由前部熔化池和后部凈化池組合而成。
[0026]鋅渣首先經(jīng)精煉爐I利用預熱熔化，精煉爐I的鋅液溫度控制在600~650°C。熔化后的鋅液通過保溫計量器2經(jīng)加料管3送入精餾塔4精餾。精餾塔4由SiC型材組成，與燃燒室10和換熱室11相連，空氣15和煤氣16分別經(jīng)換熱室11送入燃燒室10，廢氣17從煙囪18排出，廢氣的出口溫度為400~600°C。精餾塔燃燒室10的溫度控制在1050~1250°C。經(jīng)精餾塔4蒸發(fā)后的鋅蒸汽，經(jīng)溜槽5送入冷凝器6，經(jīng)600~880°C的冷凝溫度將鋅蒸汽冷凝成純鋅液，流入儲鋅池7，最后導入工頻有芯感應電爐8鑄成合金錠9。精餾塔4中的雜質(zhì)金屬隨未蒸發(fā)的鋅液形成高溫溜余鋅經(jīng)下延部12流入精煉爐I。精煉爐I由熔化池和凈化池組成，其溫度分別控制在600~650°C和550~60(TC，經(jīng)精煉爐I熔化所產(chǎn)生的鋅氧化造渣與回流的雜質(zhì)金屬通過渣口排出，凈化后的混合鋅液進入下一循環(huán)。
[0027]0#鋅液直接通過流槽注入工頻有芯感應電爐，按需要配入適量的鋁或鋁元素金屬生產(chǎn)熱鍍用二元或多元鋅合金。
[0028]以下是本發(fā)明鋅渣提純的3個實施例，均采用上述工藝步驟，具體工藝參數(shù)見表
1.所用原料為熱鍍鋅鋅渣和熱鍍鋅鍋底渣，其化學成份見表2。經(jīng)檢驗采用本發(fā)明鋅渣生產(chǎn)熱鍍用鋅方法產(chǎn)出 的熱鍍用鋅質(zhì)量穩(wěn)定。表3為本發(fā)明實施例熱鍍用鋅成品的化學成份。表4為鋅錠成分國家標準。
[0029]表1熱鍍鋅鋅渣的熔煉溫度
[0030]
【權利要求】
1.一種利用鋅渣生產(chǎn)熱鍍用鋅合金的方法，它包括如下步驟: 1)第一次加料與第一次除渣:往精煉爐(I)中添加鋅渣并給鋅渣加熱；熔析后的得到B#鋅液和浮渣，浮渣經(jīng)精煉爐(I)的除渣口排出作為第一次除渣； 2)保溫與第二次除渣:步驟I)中得到的B#鋅液經(jīng)鋅包運送到保溫計量器(2)中保溫，并進行第二次除渣，浮渣經(jīng)保溫計量器(2)的出渣口排出； 3)精餾與熱交換:將步驟2)中經(jīng)過第二次除渣的鋅液定量輸入外圍設有燃燒室(10)的精餾塔(4)中精餾，得到鋅蒸汽和未能蒸發(fā)的鋅液攜雜質(zhì)金屬形成的溜余鋅； 4)冷凝:精餾后的鋅蒸汽經(jīng)冷凝得到0#鋅液； 5)重新加料循環(huán):精餾塔(4)內(nèi)的溜余鋅流入精煉爐(1)，溜余鋅經(jīng)精煉爐(I)處理產(chǎn)生的鋅氧化造渣及雜質(zhì)金屬由精煉爐(I)的渣口排出，經(jīng)熔析凈化后的溜余鋅與重新加料熔化鋅渣得到的B#鋅液相混合后返回步驟2)循環(huán)； 6)制備合金:冷凝后的0#鋅液經(jīng)按需配入鋁元素混合均勻后鑄成合金錠。
2.根據(jù)權利要求1所述利用鋅渣生產(chǎn)熱鍍用鋅合金的方法，其特征在于:所述步驟6)中，冷凝后的0#鋅液直接輸入工頻感應有芯電爐(8)中鑄成合金錠。
3.根據(jù)權利要求2所述利用鋅渣生產(chǎn)熱鍍用鋅合金的方法，其特征在于:所述工頻感應有芯電爐(8)的熔煉溫度控制在460~480°C。
4.一種為實現(xiàn)權利要求1所述方法而設計的利用鋅渣生產(chǎn)熱鍍用鋅合金的設備，包括精煉爐(I)、保溫計量器(2)、精餾塔(4)、冷凝器(6)、儲鋅池(7)、燃燒室(10)和煙囪(13)，其特征在于:保溫計量器(2)的輸出端通過自動給料裝置經(jīng)加料管(3)與精餾塔(4)的進口相連，精餾塔(4)的上部鋅蒸汽出口通過溜槽(5)與冷凝器(6)的輸入端相連，冷凝器(6)的輸出端與儲鋅池(7)的入口相連，儲鋅池(7)的出口與冶煉電爐相連；精餾塔(4)的下部溜余鋅出口通過下沿管道(12)與精煉爐(I)的輸入端相連，精煉爐(I)的輸出端與保溫計量器(2)的輸入端之間設置有鋅液輸送線；精餾塔(4)設置在燃燒室(10)內(nèi)部，燃燒室(10)的天然氣輸入端與系統(tǒng)供氣管道相連，燃燒室(10)的尾氣輸出端與煙囪(13)相連。
5.根據(jù)權利要求4所述利用鋅渣生產(chǎn)熱鍍用鋅合金的設備，其特征在于:它還包括換熱室(11 )，燃燒室(10)的尾氣輸出端與換熱室(11)的廢氣進口(C)相連，換熱室(11)的廢氣出口(D)與煙囪(13)相連，換熱室(11)的空氣進口(A)與大氣相通，換熱室(11)的空氣出口(B)與燃燒室(10)的空氣輸入端相連。
6.根據(jù)權利要求4或5所述利用鋅渣生產(chǎn)熱鍍用鋅合金的設備，其特征在于:所述冶煉電爐為工頻有芯感應電爐(8)，所述工頻有芯感應電爐(8)的進口通過輸送溝槽與儲鋅池(7)的出口連接，工頻有芯感應電爐(8)的出口與合金模(9)相連。
7.根據(jù)權利要求4或5所述利用鋅渣生產(chǎn)熱鍍用鋅合金的設備，其特征在于:所述精餾塔(4)由SiC型材盤組合而成。
8.根據(jù)權利要求6所述利用鋅渣生產(chǎn)熱鍍用鋅合金的設備，其特征在于:所述精餾塔(4)由SiC型材盤組合而成。
9.根據(jù)權利要求4或5所述利用鋅渣生產(chǎn)熱鍍用鋅合金的設備，其特征在于:所述精煉爐(I)由前部熔化池和后部凈化池組合而成。
【文檔編號】C22B19/16GK103602828SQ201310481369
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年10月15日 優(yōu)先權日:2013年10月15日
【發(fā)明者】劉旭東, 王平, 肖杰, 周克飛, 張彭, 夏斌 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司