專利名稱：用直接法生產(chǎn)高等級(jí)氧化鋅的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域，涉及火法生產(chǎn)氧化鋅，具體而言，本發(fā)明涉及用直接法生產(chǎn)高等級(jí)氧化鋅的方法和裝置。
火法是目前世界上普遍采用的生產(chǎn)氧化鋅的方法，該方法是將鋅原料還原成鋅蒸汽再與氧結(jié)合，制得氧化鋅。該方法大致可分為間接法和直接法兩種。間接法是在一個(gè)精餾罐內(nèi)蒸發(fā)金屬鋅，并將鋅蒸汽與空氣中的氧反應(yīng)生成氧化鋅，該方法具有產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，氧化鋅純度高，雜質(zhì)少的優(yōu)點(diǎn)，一級(jí)品氧化鋅含量達(dá)99.7％以上，但由于該方法以價(jià)格昂貴的金屬鋅錠為原料，生產(chǎn)成本高。直接法生產(chǎn)氧化鋅顯著的特點(diǎn)是使用鋅焙砂或其它含鋅物料在同一設(shè)備內(nèi)完成還原-氧化過(guò)程，直接產(chǎn)出氧化鋅，避免了使用金屬鋅為原料而降低了生產(chǎn)成本，但由于原料中雜質(zhì)多，部分易揮發(fā)雜質(zhì)隨鋅蒸汽一起氧化進(jìn)入到成品中，影響產(chǎn)品的純度，直接法氧化鋅一級(jí)品氧化鋅含量只能達(dá)到99.5％，不能生產(chǎn)99.7％等級(jí)氧化鋅，產(chǎn)品價(jià)值低于間接法，而且一級(jí)品率只能達(dá)到60-70％。
目前世界上特別是我國(guó)直接法氧化鋅普遍采用維切利爾法生產(chǎn)，其工藝流程如下1、焙燒將鋅精礦高溫焙燒脫硫得到鋅焙砂；2、制團(tuán)將鋅焙砂與還原煤在粘合劑的作用下，壓制成球團(tuán)礦；3、還原-氧化在維氏爐(又稱鋅白爐)內(nèi)冶煉球團(tuán)礦，被還原的鋅蒸汽由風(fēng)機(jī)引至氧化室與二次空氣中氧反應(yīng)生成氧化鋅，由后段的冷卻系統(tǒng)和收粉系統(tǒng)所捕集，得到氧化鋅。
常見(jiàn)的鋅白爐系統(tǒng)如圖一所示，由爐體(1)、氧化門(2)、氧化室(3)、水冷煙巷(4)、閘門(5)、沉降室(6)、冷卻水箱(7)、表面冷卻器(8、9)，鋁管(10)、布袋室(11)、清灰門(12)、清理門(13、14、15)、出粉門(16)、收粉池(17)、抽風(fēng)機(jī)(18)、電機(jī)(19)組成。另外，為提高余熱利用，現(xiàn)也有一些生產(chǎn)系統(tǒng)采用余熱鍋爐取代沉降室(6)和冷卻水箱(7)。該系統(tǒng)是間歇操作，每一操作周期包括進(jìn)底煤、進(jìn)球團(tuán)礦、抽廢氣、冶煉、排渣等操作，時(shí)間為2.5-3小時(shí)，其中冶煉時(shí)間為1．5-2小時(shí)，其它操作時(shí)間為1小時(shí)，每天只能冶煉8-9爐，以12M2的鋅白爐計(jì)，月產(chǎn)量為200噸左右。產(chǎn)品氧化鋅主要在粉池(17)和布袋室(11)收集，冶煉時(shí)，收粉池入口溫度為900℃左右，出口溫度為200℃以下，即收粉池收粉在200-900℃之間進(jìn)行。
本發(fā)明的目的在于提供一種采用直接法以鋅焙砂為原料生產(chǎn)99.7％等級(jí)氧化鋅的生產(chǎn)工藝，并提供實(shí)現(xiàn)該工藝的裝置--新型鋅白爐，可大幅度降低生產(chǎn)成本，將產(chǎn)量提高一倍，提高生產(chǎn)效率。采用該鋅白爐生產(chǎn)其它等級(jí)氧化鋅，還可提高產(chǎn)品純度和等級(jí)品率。
本發(fā)明為達(dá)到上述目的，將直接法氧化鋅生產(chǎn)方法和裝置進(jìn)行如下改進(jìn)1．在冶煉球團(tuán)礦時(shí)，在球團(tuán)礦上面覆蓋一層固硫劑，減少主要雜質(zhì)硫進(jìn)入收粉系統(tǒng)；2．采用附圖
2的鋅白爐裝置冶煉球團(tuán)礦，使鋅蒸汽與二次空氣反應(yīng)后，不經(jīng)過(guò)冷卻，直接在770-1100℃的高溫下在保溫粉池收粉，阻止水溶鹽雜質(zhì)的形成，從而達(dá)到提高氧化鋅產(chǎn)品純度，以鋅礦直接法生產(chǎn)99.7％等級(jí)氧化鋅的目的。
附圖2是本發(fā)明的鋅白爐裝置的示意圖，該裝置由爐體(20)、氧化門(21)、氧化室(22)、保溫?zé)熛?23)、閘門(24)、保溫沉降室(25)、保溫粉池(26)、余熱鍋爐(27)、冷卻器(28)、鋁管(29)、布袋室(30)、清灰門(31)、清理門(32、33、34、37)、出粉門(35、36)、抽風(fēng)機(jī)(38)、電機(jī)(39)組成。
附圖3是本發(fā)明裝置的俯視圖。
該裝置有如下特點(diǎn)1、采用雙爐頭結(jié)構(gòu)本發(fā)明采用雙爐頭結(jié)構(gòu)，兩個(gè)爐頭輪流操作，使收粉池(26)一直有高溫爐氣通過(guò)。而現(xiàn)有的鋅白爐均是單爐頭結(jié)構(gòu)，間歇式操作，停止冶煉進(jìn)行其它操作時(shí)，閘門(5)是放下的，閘門(5)后面的系統(tǒng)沒(méi)有爐氣通過(guò)，溫度會(huì)降低。雙爐頭結(jié)構(gòu)可達(dá)到兩個(gè)目的，一是可以保證整個(gè)系統(tǒng)收粉溫度一直保持在770℃以上，二是可以增大系統(tǒng)的生產(chǎn)能力，產(chǎn)量可增大一倍，提高生產(chǎn)效率；2、將原水冷煙巷(4)、沉降室(6)和收粉池(17)全部采用保溫材料保溫，并去掉冷卻水箱(7)和表面冷卻器(8、9)，使收粉溫度保持在770℃以上；3、將余熱鍋爐(27)和冷卻器(28)設(shè)置在保溫粉池(26)和抽風(fēng)機(jī)(38)之間，既不影響高溫收粉操作，又可回收廢熱，降低煙氣溫度，使煙氣在200℃以下進(jìn)入布袋室(30)，不影響布袋收粉操作。
采用該工藝生產(chǎn)其它氧化鋅系列產(chǎn)品，也可提高產(chǎn)品的等級(jí)品率和直收率，例如以因雜質(zhì)含量高，現(xiàn)有鋅白爐系統(tǒng)不能生產(chǎn)一級(jí)氧化鋅(99.5％)的等外品焙砂為原料，生產(chǎn)一級(jí)品氧化鋅(99．5％)。下面結(jié)合附圖2進(jìn)一步描述本發(fā)明。
本發(fā)明的實(shí)施方案中，將爐體(20)中的一組鋪好底煤，進(jìn)球團(tuán)礦，并在球團(tuán)礦上面鋪一層固硫劑，如石灰、石灰石、電石渣、氫氧化鈉等堿性物料，要求其顆粒在30-50MM左右，然后鼓風(fēng)抽廢氣，當(dāng)爐內(nèi)呈現(xiàn)大量蘭色火焰時(shí)，即可停止抽廢氣，關(guān)閉爐門，開啟引風(fēng)機(jī)(38)，提起閘門(24)，開始正式冶煉操作，鋅蒸汽經(jīng)氧化室氧化為氧化鋅，溫度在1200-1300℃左右，通過(guò)煙巷(23)進(jìn)入沉降室(25)，由于沉降室為空塔，截面積增大，氣流速度降低，依照重力收塵原理，粗顆粒在此粉沉降，含較多PbO、CuO、Cro等雜質(zhì)的顆粒較粗，可由沉降室除去。然后爐氣進(jìn)入保溫粉池(26)，其出口溫度保持在770℃以上，使粉池(26)收粉時(shí)，溫度高于ZnSO4、ZnSO3、ZnCO3等水溶鹽雜質(zhì)的分解溫度，阻止水溶鹽形成，使粉池(26)收集到的氧化鋅雜質(zhì)含量少，得到符合國(guó)標(biāo)GB/T3185-92的99.7％等級(jí)氧化鋅，粉池(26)出來(lái)的爐氣經(jīng)余熱鍋爐(27)、冷卻器(28)將溫度降到200℃以下，進(jìn)入布袋室收塵后排空，布袋室的氧化鋅質(zhì)量稍低于粉池(26)的。
在第一組爐頭冶煉過(guò)程中，爐體(20)中第二組爐頭開始進(jìn)行進(jìn)底煤、球團(tuán)礦、固硫劑、排廢氣等操作。當(dāng)?shù)谝唤M爐頭冶煉進(jìn)入尾粉期時(shí)，第二組爐頭提起閘門(24)開始冶煉，當(dāng)?shù)诙M爐頭冶煉進(jìn)入尾粉期時(shí)，第一組爐頭開始進(jìn)行第二爐的冶煉，這樣交替循環(huán)冶煉，可保持收粉池(26)溫度的相對(duì)穩(wěn)定，從而保證收粉池(26)氧化鋅產(chǎn)品質(zhì)量。該鋅白爐每天(24小時(shí))可冶煉16-17爐，產(chǎn)量較現(xiàn)有鋅白爐提高一倍。
本發(fā)明與現(xiàn)有氧化鋅生產(chǎn)工藝相比較，具有以下優(yōu)點(diǎn)1、生產(chǎn)成本低，以鋅焙砂代替價(jià)格昂貴的金屬鋅為原料生產(chǎn)99.7％等級(jí)氧化鋅，可節(jié)約原材料成本30-40％。2、生產(chǎn)效率高，由于采用雙爐頭結(jié)構(gòu)，交替冶煉，可提高產(chǎn)量一倍。3、余熱利用率高，由于整個(gè)系統(tǒng)大部分采取保溫措施，余熱集中由余熱鍋爐(27)和冷卻器(28)回收，提高了余熱利用率。4、本發(fā)明的工藝和專用裝置新型鋅白爐還可用于生產(chǎn)其它氧化鋅系列產(chǎn)品，提高產(chǎn)品的等級(jí)品率和直收率。例如將由于雜質(zhì)含量高，現(xiàn)有鋅白爐不能生產(chǎn)99.5％等級(jí)氧化鋅的等外品鋅焙砂作為原料，生產(chǎn)99.5％等級(jí)氧化鋅，而且一級(jí)品(99.5％)的直收率可達(dá)80％以上。
權(quán)利要求
1．一種生產(chǎn)高等級(jí)氧化鋅的鋅白爐裝置，由爐體(20)、氧化門(21)、氧化室(22)、保溫?zé)熛?23)、閘門(24)、保溫沉降室(25)、保溫粉池(26)、余熱鍋爐(27)、冷卻器(28)、鋁管(29)、布袋室(30)、清灰門(31)、清理門(32、33、34、37)、出粉門(35、36)、抽風(fēng)機(jī)(38)、電機(jī)(39)組成，其特征在于采用保溫?zé)熛?23)，保溫沉降室(25)和保溫收粉池(26)，并且采用雙爐頭結(jié)構(gòu)，有兩個(gè)爐體(20)，兩個(gè)氧化室(22)，兩個(gè)保溫?zé)熛?23)，兩個(gè)保溫沉降室(25)和兩個(gè)閘門(24)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的鋅白爐裝置，其特征在于保溫?zé)熛?23)、保溫沉降室(25)和保溫收粉池(26)均在其體外包覆保溫材料。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的鋅白爐裝置，其特征在于余熱鍋爐(27)和冷卻器(28)設(shè)置在收粉池(26)和抽風(fēng)機(jī)(38)之間。
4．一種生產(chǎn)高等級(jí)氧化鋅的方法，其特征在于使用權(quán)利要求1的鋅白爐裝置，采用雙爐頭結(jié)構(gòu)輪流操作進(jìn)行冶煉，當(dāng)爐體(20)冶煉球團(tuán)礦時(shí)在球團(tuán)礦上覆蓋一層固硫劑，保溫粉池(26)在770-1100℃的高溫下收粉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)高等級(jí)氧化鋅的方法和裝置,該裝置由爐體(20)、氧化門(21)、氧化室(22)、保溫?zé)熛?23)、閘門(24)、保溫沉降室(25)、保溫粉池(26)、余熱鍋爐(27)、冷卻器(28)、鋁管(29)、布袋室(30)、清灰門(31)、清理門(32、33、34、37)、出粉門(35、36)、抽風(fēng)機(jī)(38)、電機(jī)(39)組成,其中爐體(20)采用雙爐頭結(jié)構(gòu)輪流操作進(jìn)行冶煉,當(dāng)爐體(20)冶煉球團(tuán)礦時(shí)在球團(tuán)礦上覆蓋一層固硫劑,保溫粉池(26)在770—1100℃的高溫下收粉。
文檔編號(hào)C22B19/00GK1284571SQ00107928
公開日2001年2月21日 申請(qǐng)日期2000年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月30日
發(fā)明者沈奕林, 何明德, 熊志軍, 駱裕航, 劉小明 申請(qǐng)人:柳州有色冶煉股份有限公司