專利名稱：煉鋅電爐及其工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種煉鋅電爐及其工藝，屬于冶金設(shè)備及工藝的技術(shù)領(lǐng)域。
現(xiàn)行的工業(yè)煉鋅方法有火法煉鋅、濕法煉鋅兩種方法，火法煉鋅分為平罐、鼓風(fēng)爐、豎罐煉鋅等方法，它們均采用含氧化鋅的物料(如焙砂等)加焦炭作還原劑，在密閉爐內(nèi)高溫條件下進(jìn)行還原熔煉，平罐煉鋅由于其冶煉工藝落后、環(huán)境污染嚴(yán)重目前已被淘汰；豎罐煉鋅采用間接加熱方式，因而設(shè)備龐大、燃料利用率低，同時又需消耗大量昂貴的碳化硅材料；鼓風(fēng)爐煉鋅渣含鋅量高(一般渣含鋅在5～7％范圍內(nèi)，經(jīng)常高達(dá)8～9％)資源利用率低，資源浪費嚴(yán)重；濕法煉鋅目前是最為廣泛采用的煉鋅工藝，其冶煉回收率高、環(huán)境污染小，但是濕法煉鋅同樣也存在著工藝流程很長、工序復(fù)雜、投資大等問題。
本發(fā)明的目的在于提供一種煉鋅電爐及其工藝，它是將經(jīng)混合過的含氧化鋅的物料、焦炭、熔劑等加入特制的電爐內(nèi)，利用電能加熱鋅物料蒸餾出鋅蒸氣，并通過冷凝器冷凝鋅蒸氣生產(chǎn)粗鋅產(chǎn)品的設(shè)備和工藝，在不適于采用大規(guī)模冶煉工藝的情況下，電爐煉鋅工藝是不可多得的好工藝，其具有流程短、工藝設(shè)備簡單、易于實現(xiàn)機(jī)械化和自動化，并且電爐還有體積小、占地少、熱效率高、投資省、無污染、金屬回收率高、原料適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點；特別值得說的是利用本技術(shù)可以將現(xiàn)有的鐵合金電爐進(jìn)行技術(shù)改造用來煉鋅，這樣一方面能夠節(jié)約設(shè)備投資的費用，另一方面能夠?qū)⒈粐乙呀?jīng)明令停產(chǎn)的中、小型冶煉鐵合金設(shè)備盤活使用。
本發(fā)明是這樣構(gòu)成的一種煉鋅設(shè)備，它由電爐本體(1)和一冷凝器(3)、二冷凝器(2)構(gòu)成，電爐本體(1)由爐體(4)，爐頂(5)構(gòu)成，在爐體(4)上設(shè)置有氣出口(6)和渣口(7)、下渣孔(8)，爐體(4)上安裝有爐頂(5)，爐頂(5)上設(shè)置有電極孔(9)和加料口(10)，電極(11)安裝在電極孔(9)中，加料裝置(12)安裝在加料口(10)上，爐體(4)由爐底(14)、爐膛(15)構(gòu)成，爐底(14)、爐膛(15)、爐頂(5)均有一層耐火材料(16)，爐膛(15)的直徑尺寸控制在Φ3000-10000mm，爐體(4)底部到渣口(7)的中心線高度控制在500-1500mm，電極孔(9)的極心圓尺寸控制在Φ800-2500mm，加料口(10)的加料極心圓尺寸控制在Φ800-3500mm，二冷凝器(2)是將洗滌塔(18)、第一水力噴射器(19)、第二水力噴射器(28)、空塔(20)、煙囪(21)組合而成的，一冷凝器(3)是由傾斜部(22)、水平部(23)、鋅液池(24)、冷凝器(25)連接成的，一冷凝器(3)與二冷凝器(2)之間用方箱(26)和管道(27)連接，爐頂(5)上設(shè)置有三個電極孔(9)和三個加料口(10)，爐體(4)上設(shè)置有人孔(17)，可以利用本發(fā)明提供的這種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式將現(xiàn)有的冶煉鐵合金的電爐進(jìn)行改造，即在沒有爐頂?shù)臓t體上加上爐頂，再利用已有技術(shù)連接上一冷凝器(3)、二冷凝器(2)，這樣就可以將其改造成為煉鋅爐；這種利用電爐煉鋅的工藝，將鋅物料、焦炭、熔劑按一定比例混合后加入電爐本體(1)中，利用電能對其進(jìn)行加熱，使鋅物料在高溫下被還原成鋅蒸氣、通過氣出口(6)分別進(jìn)入一冷凝器(3)、二冷凝器(2)進(jìn)行常規(guī)處理，從而得到金屬鋅；以重量計算將鋅物料、焦炭、熔劑按鋅物料∶焦炭∶熔劑＝100∶14-30∶2-5的比例混合后加入電爐本體(1)中，熔劑為氧化鈣或硅石。
附

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，附圖2是本發(fā)明中爐體(4)的結(jié)構(gòu)示意圖，附圖3是本發(fā)明中爐體(4)的結(jié)構(gòu)示意俯視圖。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有工藝流程短、工藝設(shè)備簡單、易于實現(xiàn)機(jī)械化和自動化、電爐體積小、占地少、熱效率高、投資省、無污染、金屬回收率高、原料適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點。電爐煉鋅電耗＜4500Kwh、直收率＞85％、回收率＞95％、渣含鋅＜2％，同時其工藝對環(huán)境污染污染小，無工業(yè)廢水的排放，電爐渣可用作水泥添加劑或鋪路使用，煙氣排放的各項指標(biāo)可達(dá)國家大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)；各項技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平，利用本技術(shù)可以將現(xiàn)有的鐵合金電爐進(jìn)行技術(shù)改造用來煉鋅，這樣一方面能夠節(jié)約設(shè)備投資的費用，另一方面能夠?qū)⒈粐乙呀?jīng)明令停產(chǎn)的中、小型冶煉鐵合金設(shè)備盤活使用。
本發(fā)明的實施例1煉鋅電爐它由電爐本體(1)和一冷凝器(3)、二冷凝器(2)構(gòu)成，電爐本體(1)由爐體(4)，爐頂(5)構(gòu)成，在爐體(4)上設(shè)置有氣出口(6)和渣口(7)、下渣孔(8)，爐體(4)上安裝有爐頂(5)，爐頂(5)上設(shè)置有3個電極孔(9)和3個加料口(10)，石墨電極(11)安裝在電極孔(9)中，加料裝置(12)安裝在加料口(10)上，爐體(4)由爐底(14)、爐膛(15)構(gòu)成，爐底(14)、爐膛(15)、爐頂(5)均有一層耐火材料(16)，爐膛(15)的直徑尺寸Φ5000mm，爐體(4)底部到渣口(7)的中心線高度1000mm，電極孔(9)的極心圓尺寸控制在Φ800mm，加料口(10)的加料極心圓尺寸1000mm，二冷凝器(2)是按照現(xiàn)有技術(shù)將洗滌塔(18)、第一水力噴射器(19)、第二水力噴射器(28)、空塔(20)、煙囪(21)組合而成的，一冷凝器(3)也是按照現(xiàn)有技術(shù)由傾斜部(22)、水平部(23)、鋅液池(24)、冷凝器(25)連接成的，一冷凝器(3)與二冷凝器(2)之間用方箱(26)和管道(27)連接，爐體(4)上設(shè)置有人孔(17)，將鋅物料550金屬噸、焦炭180噸、熔劑18噸混合后加入料斗(12)，經(jīng)加料螺旋裝置加入電爐本體(1)，通過變壓器將高壓電降至低壓，由銅排、短網(wǎng)經(jīng)石墨電極(11)將電能輸入爐內(nèi)，通過電阻及電弧兩種方式將電能轉(zhuǎn)化為熱能加熱物料，使鋅物料在高溫下被還原成鋅蒸氣進(jìn)入爐氣，爐氣經(jīng)爐氣出口(6)、傾斜部(22)、水平部(23)，在水平部(23)被轉(zhuǎn)入冷凝器(25)揚起的鋅液池(24)中的低溫鋅雨冷凝為鋅液，經(jīng)澆鑄得到鋅錠490噸；冷凝后的爐氣依次進(jìn)入方箱(26)、直管(27)、洗滌塔(18)、第一水力噴射器(19)、空塔(20)、第二水力噴射器(28)洗滌除塵后經(jīng)煙囪(21)排空，洗滌水進(jìn)入沉淀池沉淀，上清液返回循環(huán)使用，沉淀泥即蘭粉經(jīng)脫水干燥返回配料或制粒干燥直接入電爐熔煉，由于經(jīng)除塵器大量的高壓水洗滌，從煙囪排放的廢氣中塵和其它有害元素甚微，排放廢氣可達(dá)到國家大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明的實施例2煉鋅電爐，它由電爐本體(1)和一冷凝器(3)、二冷凝器(2)構(gòu)成，電爐本體(1)由爐體(4)，爐頂(5)構(gòu)成，在爐體(4)上設(shè)置有氣出口(6)和渣口(7)、下渣孔(8)，爐體(4)上安裝有爐頂(5)，爐頂(5)上設(shè)置有2個電極孔(9)和2個加料口(10)，金屬電極(11)安裝在電極孔(9)中，加料裝置(12)安裝在加料口(10)上，爐體(4)由爐底(14)、爐膛(15)構(gòu)成，爐底(14)、爐膛(15)、爐頂(5)均澆鑄有一層耐火材料(16)，爐膛(15)的直徑尺寸Φ10000mm，爐體(4)底部到渣口(7)的中心線高度1500mm，電極孔(9)的極心圓尺寸Φ2500mm，加料口(10)的加料極心圓尺寸Φ3500mm，將按比例配好的原料放入電爐本體(1)，爐用變壓器二次電壓控制在100-170V、二次側(cè)電流在40-70A，爐渣堿度控制在0.85～1.2，在密閉電爐內(nèi)1350-1550℃高溫下進(jìn)行激烈的還原反應(yīng)，使鋅呈蒸氣進(jìn)入爐氣，通過一、二冷凝器冷凝后得到粗鋅產(chǎn)品，在本實施例中所使用的電爐為用現(xiàn)有技術(shù)中用于冶煉鐵合金的電爐依照本發(fā)明提供的設(shè)備改造而成，即在沒有爐頂?shù)臓t體上加上爐頂，再利用已有技術(shù)連接上一冷凝器(3)、二冷凝器(2)，這樣就可以將其改造成為煉鋅爐。
權(quán)利要求
1.一種煉鋅電爐，其特征在于它由電爐本體(1)和一冷凝器(3)、二冷凝器(2)構(gòu)成，電爐本體(1)由爐體(4)，爐頂(5)構(gòu)成，在爐體(4)上設(shè)置有氣出口(6)和渣口(7)、下渣孔(8)，爐體(4)上安裝有爐頂(5)，爐頂(5)上設(shè)置有電極孔(9)和加料口(10)，電極(11)安裝在電極孔(9)中，加料裝置(12)安裝在加料口(10)上。
2.按照權(quán)利要求1所述的這種煉鋅電爐，其特征在于爐體(4)由爐底(14)、爐膛(15)構(gòu)成，爐底(14)、爐膛(15)、爐頂(5)均有一層耐火材料(16)，爐膛(15)的直徑尺寸控制在Φ3000-10000mm，爐體(4)底部到渣口(7)的中心線高度控制在500-1500mm，電極孔(9)的極心圓尺寸控制在Φ800-2500mm，加料口(10)的加料極心圓尺寸控制在Φ800-3500mm，二冷凝器(2)是將洗滌塔(18)、第一水力噴射器(19)、第二水力噴射器(28)、空塔(20)、煙囪(21)組合而成的，一冷凝器(3)是由傾斜部(22)、水平部(23)、鋅液池(24)、冷凝器(25)連接成的，一冷凝器(3)與二冷凝器(2)之間用方箱(26)和管道(27)連接。
3.按照權(quán)利要求1、2所述的這種煉鋅電爐，其特征在于爐頂(5)上設(shè)置有三個電極孔(9)和三個加料口(10)，爐體(4)上設(shè)置有人孔(17)。
4.按照權(quán)利要求1、2或3所述的這種煉鋅電爐，其特征在于利用現(xiàn)有的冶煉鐵合金的電爐進(jìn)行改造，即在沒有爐頂?shù)臓t體上加上爐頂，再利用已有技術(shù)連接上一冷凝器(3)、二冷凝器(2)，這樣就可以將其改造成為煉鋅爐。
5.一種利用電爐煉鋅的工藝，其特征在于將鋅物料、焦炭、熔劑按一定比例混合后加入電爐本體(4)中，利用電能對其進(jìn)行加熱，使鋅物料在高溫下被還原成鋅蒸氣、通過氣出口(6)分別進(jìn)入一冷凝器(3)、二冷凝器(2)進(jìn)行常規(guī)處理，從而得到金屬鋅。
6.按照權(quán)利要求5所述的這種利用電爐煉鋅的工藝，其特征在于以重量計算將鋅物料、焦炭、熔劑按鋅物料∶焦炭∶熔劑＝100∶14-30∶2-5的比例混合后加入電爐本體(1)中，熔劑為氧化鈣或硅石。
全文摘要
本發(fā)明是一種煉鋅電爐及其工藝,它是將鋅物料放入電爐體中,在電能轉(zhuǎn)化成熱能的作用下反應(yīng),利用現(xiàn)有的回收設(shè)備、方法得到金屬鋅,本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有工藝流程短、工藝設(shè)備簡單、易于實現(xiàn)機(jī)械化和自動化、電爐體積小、占地少、熱效率高、投資省、無污染、金屬回收率高、原料適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點,電爐煉鋅電耗< 4500Kwh、直收率> 85%、回收率> 95%、渣含鋅< 2%,同時其工藝對環(huán)境污染污染小,利用本技術(shù)可以將現(xiàn)有的鐵合金電爐進(jìn)行技術(shù)改造用來煉鋅,這樣一方面能夠節(jié)約設(shè)備投資的費用,另一方面能夠?qū)⒈粐乙呀?jīng)明令停產(chǎn)的中、小型冶煉鐵合金設(shè)備盤活使用。
文檔編號C22B19/04GK1274014SQ0011289
公開日2000年11月22日 申請日期2000年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月27日
發(fā)明者伍震宇, 袁湘, 帥群芳, 張瑜, 王翔, 陳俊, 張元超, 樊張帆 申請人:貴州省冶金設(shè)計研究院