專利名稱：真空冶煉氧化鋅礦生產(chǎn)工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鋅礦的火法冶煉，尤其是在真空環(huán)境下火法冶煉氧化鋅礦的生產(chǎn)工藝。
背景技術：
目前氧化鋅礦的火法冶煉多采用豎(橫)罐冶煉工藝，其有流程簡單、實施容易，生產(chǎn)過程和規(guī)模容易控制等優(yōu)點。這種火法冶煉過程是讓被加入豎(橫)反應罐中的氧化鋅礦和碳質還原劑在常壓環(huán)境下直接反應得到粗鋅的過程，它一個強烈的吸熱反應，讓氧化鋅礦與碳質還原劑充分反應的溫度要求高于1250℃，故罐式冶煉一般需將反應區(qū)加熱到1300℃以上，鋅才能被(從氧化鋅態(tài)中)還原出來；罐式冶煉工藝得到粗鋅的過程是這樣的，將因在罐內充分受熱沸騰而成氣態(tài)的鋅蒸汽導入冷凝器使其冷卻為液態(tài)鋅，再將液態(tài)鋅鑄造為“鋅錠”即得所謂粗鋅。前面所說反應的強烈“吸熱”以及讓被還原鋅“沸騰”的過程，一直要維持到氧化鋅礦中的鋅全部反應析出，且它們完全沸騰成為氣態(tài)被導出為止，冶煉生產(chǎn)的整個加熱過程一般要持續(xù)24小時左右。因常壓下鋅的沸點為907℃，而罐式冶煉是在常壓下進行的，故常壓下保持鋅的“高沸點”沸騰是導致“罐式”冶煉工藝加熱時間長、能耗大和生產(chǎn)成本高的主要因素之一；另外由于罐式火法冶煉是在“敞口”開放的環(huán)境下進行，反應物質的無控制受熱(比如作為反應物質還原劑的碳本身也在有氧環(huán)境中燃燒)和飄散往往造成這種粗放式冶煉的得率較低，且反應及其熱揮發(fā)物質如CO2等飄散污染空氣和環(huán)境的現(xiàn)象也十分嚴重。火法冶煉中“真空蒸餾”工藝，常用于粗鋅、鋅合金等已呈金屬態(tài)鋅的精練和有效成分的分離提純。將待提純、精練的含金屬態(tài)鋅原料直接裝入反應罐內密封加熱，所謂“真空蒸餾”是讓含金屬態(tài)鋅原料的冶煉在真空環(huán)境下進行，即在一定真空度環(huán)境下加熱金屬態(tài)鋅原料使鋅沸騰為鋅蒸汽，再將其導出冷凝為液態(tài)鋅后收集得精鋅產(chǎn)品，收集方法是在“蒸餾”完成后，關閉抽真空裝置并開啟密封的還原罐，取出冷凝器讓其中的液態(tài)鋅流出。因鋅在真空環(huán)境下的沸點大大低于其在常壓下的沸點，則在較低溫度時鋅就能沸騰為鋅蒸汽，原因是密封罐內較小的大氣壓減小了鋅揮發(fā)的阻力，故用“真空蒸餾”冶煉工藝提鋅的加熱時間短、能耗也低；且因被冶煉原料密封和與外界隔離，冶煉過程中有效物質不揮發(fā)和飄散，得率高且無污染。但迄今未有將“真空蒸餾”冶煉工藝直接用于礦石級氧化鋅原料冶煉的生產(chǎn)性實踐和相關報導。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是實現(xiàn)一種真空冶煉氧化鋅礦生產(chǎn)工藝，即用真空蒸餾的方法直接冶煉氧化鋅礦得到粗鋅的生產(chǎn)工藝。
本發(fā)明公開的生產(chǎn)工藝是這樣的將含鋅30～70％的氧化鋅礦和還原煤按3～5∶1的比例混合、制團成原料，加熱還原罐溫度至900～1150℃，將團結的原料加入還原罐內，密封還原罐并保持還原區(qū)溫度在900～1150℃之間，啟動與還原罐連通的抽真空裝置使還原罐內腔真空度達到50～2,000Pa后的10～15小時內，連續(xù)將還原罐內沸騰為鋅蒸汽的氣態(tài)鋅導入冷凝器，使其冷凝為液態(tài)鋅得到粗鋅。
采用本發(fā)明的生產(chǎn)工藝，可用“真空蒸餾”工藝直接冶煉氧化鋅礦石制粗鋅，且對礦石原料的共生物質等無特殊要求，“吃料”適應范圍廣；在真空度50～2,000Pa的低氣壓環(huán)境下，分子鋅極容易從礦物質中游離出來，且其揮發(fā)為鋅蒸汽的阻力因基本無氧分子的存在而大為減小，再加上密封環(huán)境下反應物質熱損失小等因素，在冶煉礦物原料數(shù)量相同情況下，“真空蒸餾”直接冶煉氧化鋅礦的加熱過程，較“罐式”冶煉生產(chǎn)的加熱時間減少一半，約僅需12小時，減半的加熱時間使生產(chǎn)能耗大為降低，進而生產(chǎn)成本也有效降低，且得率相對提高15％左右。在本發(fā)明公開的工藝生產(chǎn)過程中，被冶煉物質一直處在密封狀態(tài)下，故冶煉過程中無參加反應的有效物質揮發(fā)和因而造成的污染環(huán)境。
具體實施例方式
本發(fā)明的具體實施方式
是這樣的，將品位30～70％的氧化鋅礦與還原煤按3～5∶1的比例放入球磨機混合磨細到40～200目，將磨細的原料制成直徑3厘米左右的球團，加熱由鎳鉻合金制成的還原罐使還原區(qū)溫度達到900～1150℃，將(團結成3厘米左右的)球團放入還原罐內并密封還原罐，啟動與還原罐連通的抽真空裝置使還原罐內腔真空度達到50～2,000Pa，并一直保持還原區(qū)溫度在900～1150℃之間，在加完原料并密封還原罐0.7～1.2小時后，開始將還原罐內揮發(fā)成的鋅蒸汽不斷導入冷凝器并將其冷凝為液態(tài)鋅，持續(xù)這個過程10～12小時冶煉完成，關閉抽真空裝置后開啟密封的還原罐，從冷凝器中取出液態(tài)粗鋅并除去還原罐中的還原剩余物(殘渣)，一個生產(chǎn)周期結束。
權利要求
1.一種真空冶煉氧化鋅礦生產(chǎn)工藝，特征在于將含鋅30～70％的氧化鋅礦和還原煤按3～5∶1的比例混合、制團成原料，加熱還原罐溫度至900～1150℃，將團結的原料加入還原罐內，密封還原罐并保持還原區(qū)溫度在900～1150℃之間，啟動與還原罐連通的抽真空裝置使還原罐內腔真空度達到50～2,000Pa后的10～15小時內，連續(xù)將還原罐內沸騰為鋅蒸汽的氣態(tài)鋅導入冷凝器，使其冷凝為液態(tài)鋅得到粗鋅。
2.如權利要求1所說的生產(chǎn)工藝，特征在于說述氧化鋅礦和還原煤按3～5∶1的比例混合、制團，是將氧化鋅礦和還原煤磨細到40～200目后，再制成直徑3厘米左右的球團。
3.如權利要求1所說的生產(chǎn)工藝，特征在于說述還原罐由鎳鉻合金制成。
全文摘要
本發(fā)明鋅礦的冶煉，尤其是在真空環(huán)境下火法冶煉氧化鋅礦的生產(chǎn)工藝，目的是實現(xiàn)一種真空冶煉氧化鋅礦生產(chǎn)工藝，即用真空蒸餾方法直接冶煉氧化鋅礦得到粗鋅的工藝。公開的生產(chǎn)工藝為將含鋅30～70％的氧化鋅礦和還原煤按3～5∶1的比例混合、制團成原料，加入到加熱至900～ 1150℃的還原罐內，密封還原罐并保持還原區(qū)溫度在900～1150℃之間，啟動與還原罐連通的抽真空裝置使還原罐內腔真空度達到50～2,000Pa后的10～15小時內，連續(xù)將還原罐內沸騰為鋅蒸汽的氣態(tài)鋅導入冷凝器，使其冷凝為液態(tài)鋅得到粗鋅。該工藝較“罐式”冶煉加熱時間減半，能耗大為降低，且得率相對提高15％，冶煉過程中無有效物質揮發(fā)和因而造成的污染環(huán)境。
文檔編號C22B1/14GK1814832SQ20061001070
公開日2006年8月9日 申請日期2006年2月24日 優(yōu)先權日2006年2月24日
發(fā)明者熊秦 申請人:熊秦