專(zhuān)利名稱(chēng)：帶電場(chǎng)的金屬真空冶煉液態(tài)金屬收集方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬冶煉中還原金屬的收集方法及裝置，特別是涉及一種帶電場(chǎng)的金屬 真空冶煉液態(tài)金屬收集方法及裝置。
背景技術(shù)：
在金屬真空還原法冶煉生產(chǎn)中，需要將經(jīng)過(guò)配料壓制工序生產(chǎn)出來(lái)的還原物料送入還原 罐中進(jìn)行高溫還原反應(yīng)，根據(jù)還原物料和還原劑的不同， 一般要求還原反應(yīng)溫度1000 1300 °C，還原罐內(nèi)部壓強(qiáng)小于10Pa 13Pa。需要冶煉收集的金屬形成金屬蒸汽，有兩種收集方法 。 一種是固態(tài)金屬收集法，這種方法收集的金屬是固態(tài)金屬，在還原罐的結(jié)晶器上設(shè)置冷卻 裝置，經(jīng)高溫還原反應(yīng)產(chǎn)生的金屬蒸汽，在還原罐的結(jié)晶器上冷凝，凝結(jié)成固態(tài)金屬。還有 一種是液態(tài)金屬收集法，這種方法通常是在連續(xù)或半連續(xù)電加熱法上采用，在進(jìn)行還原反應(yīng) 時(shí)，金屬蒸汽流出的管道內(nèi)設(shè)置冷卻段，使其溫度正好達(dá)到金屬的液化溫度，并用適當(dāng)?shù)难b 置將液態(tài)的金屬取走。無(wú)論哪種金屬收集方法，高溫氧化還原都會(huì)產(chǎn)生一定的雜質(zhì)金屬，而 且許多雜質(zhì)的熔點(diǎn)高于需要冶煉金屬的熔點(diǎn)，這些雜質(zhì)隨冶煉蒸汽一起要么凝集成固態(tài)金屬 ，要么溶入液態(tài)的冶煉金屬中，影響冶煉金屬的純度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種帶電場(chǎng)的金屬真空冶煉液態(tài)金屬收集方法及裝置。以低成 本的裝置實(shí)現(xiàn)收集液態(tài)金屬的目的，在提高產(chǎn)量的同時(shí)還可以降低金屬中氧化物或雜質(zhì)的含 量，提高冶煉金屬的純度，降低能耗，降低工人生產(chǎn)勞動(dòng)強(qiáng)度，減少生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的技術(shù)方案 一種帶電場(chǎng)的金屬真空冶煉液態(tài)金屬收集方法，其特征在于用于 進(jìn)行金屬還原反應(yīng)的還原罐或還原釜按行列方式間隔排列，在還原罐或還原釜的進(jìn)料端的下 方、上方或前方設(shè)置一個(gè)或一個(gè)以上金屬收集裝置，每個(gè)金屬收集裝置連接一個(gè)或一個(gè)以上 還原罐或還原釜；在金屬收集裝置中根據(jù)真空冶煉的金屬不同，每個(gè)金屬收集裝置中設(shè)有一 個(gè)或一個(gè)以上不同溫度段的固態(tài)金屬收集器，在高溫固態(tài)金屬收集器中設(shè)有由電極板構(gòu)成的 可以除去金屬中氧化物或雜質(zhì)金屬的電場(chǎng)。
上述的帶電場(chǎng)的金屬真空冶煉液態(tài)金屬收集方法中，所述的金屬收集裝置含含金屬蒸汽 管道、高溫固態(tài)金屬收集器、液態(tài)金屬收集器、低溫固態(tài)金屬收集器、液態(tài)金屬收集箱。金 屬蒸汽真空管道經(jīng)短管與還原罐或還原釜的頂部連接，金屬蒸汽真空管道將還原罐或還原釜中的金屬蒸汽導(dǎo)入收集裝置中的不同溫度段的金屬收集器中；不同的金屬蒸汽在不同溫度段 的金屬收集器中凝結(jié)成固態(tài)或液態(tài)金屬被收集，液態(tài)金屬收集器收集到的液態(tài)金屬經(jīng)軟管流 到液態(tài)金屬收集箱中。
前述的帶電場(chǎng)的金屬真空冶煉液態(tài)金屬收集方法中，所述的高溫固態(tài)金屬收集器內(nèi)部溫 度控制在750-85(TC之間。
前述的帶電場(chǎng)的金屬真空冶煉液態(tài)金屬收集方法中，所述的低溫固態(tài)金屬收集器內(nèi)部溫 度控制在650-750。C之間。
前述的帶電場(chǎng)的金屬真空冶煉液態(tài)金屬收集方法中，所述的低溫固態(tài)金屬收集器內(nèi)部溫 度控制在65(TC以下。
按照前述的帶電場(chǎng)的金屬真空冶煉液態(tài)金屬收集方法用的金屬收集裝置，包括一個(gè)或一 個(gè)以上高溫固態(tài)金屬收集器3，高溫固態(tài)金屬收集器3中設(shè)有由電極板12構(gòu)成的電場(chǎng)；高溫固 態(tài)金屬收集器3的一端經(jīng)金屬蒸汽真空管道1和短管2與一個(gè)或一個(gè)以上的還原罐或還原釜的 頂部連接，高溫固態(tài)金屬收集器3的另一端連接液態(tài)金屬收集器4，液態(tài)金屬收集器4的另一 端經(jīng)圓弧形過(guò)渡5分別連接低溫固態(tài)金屬收集器10和液態(tài)金屬收集箱9。
上述的金屬收集裝置中，所述的高溫固態(tài)金屬收集器3上設(shè)有密封門(mén)14，密封門(mén)14中相 對(duì)的設(shè)有電極板12，電極板12上設(shè)有引出電極13;高溫固態(tài)金屬收集器3、低溫固態(tài)金屬收 集器10和液態(tài)金屬收集器4內(nèi)均設(shè)有金屬凝集器；液態(tài)金屬收集器4經(jīng)快換接頭6和軟管7與液 態(tài)金屬收集箱9連接；軟管7上設(shè)有液態(tài)金屬收集閥門(mén)8 。
前述的金屬收集裝置中，所述的金屬蒸汽真空管道l可垂直設(shè)置，也可水平設(shè)置，在金 屬蒸汽真空管道1上設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上的短管2，各短管分別與不同的還原罐或還原釜連接
前述的金屬收集裝置中，所述的金屬蒸汽真空管道1上設(shè)有真空預(yù)抽管道15。
前述的金屬收集裝置中，所述的低溫固態(tài)金屬收集器10呈3 10。傾斜設(shè)置，低溫固態(tài) 金屬收集器10的高端設(shè)有抽氣管11 ，低端與圓弧形過(guò)渡5連接。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明以低成本的裝置實(shí)現(xiàn)收集液態(tài)金屬的目的，在提高產(chǎn)量的同時(shí) 還可以降低金屬中氧化物或雜質(zhì)的含量，提高冶煉金屬的純度，降低能耗，降低工人生產(chǎn)勞 動(dòng)強(qiáng)度，減少生產(chǎn)成本。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中熱能浪費(fèi)大，燃料消耗多，金屬產(chǎn)出率低 的問(wèn)題。


附圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是圖1中A部的放大圖； 附圖3是本發(fā)明的正面視圖； 附圖4是本發(fā)明的側(cè)視圖
附圖5是金屬蒸汽真空管道水平設(shè)置的結(jié)構(gòu)。
附圖中的符號(hào)標(biāo)記為1-金屬蒸汽真空管道，2-短管，3-高溫固態(tài)金屬收集器，4-液態(tài) 金屬收集器，5-圓弧形過(guò)渡，6-快換接頭，7-軟管，8-液態(tài)金屬收集閥門(mén)，9-液態(tài)金屬收集 箱，10-低溫固態(tài)金屬收集器，11-抽氣管，12-電極板，13-電極，14-密封門(mén)或密封蓋，15-真空預(yù)抽管道。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例。 一種帶電場(chǎng)的金屬真空冶煉液態(tài)金屬收集方法，如圖1至圖4所示，用于進(jìn)行金 屬還原反應(yīng)的還原罐或還原釜按行列方式間隔排列，在還原罐或還原釜的進(jìn)料端的下方、上 方或前方設(shè)置一個(gè)或一個(gè)以上金屬收集裝置，每個(gè)金屬收集裝置連接一個(gè)或一個(gè)以上還原罐 或還原釜；在金屬收集裝置中根據(jù)真空冶煉的金屬不同，每個(gè)金屬收集裝置中設(shè)有一個(gè)或一 個(gè)以上不同溫度段的固態(tài)金屬收集器，在高溫固態(tài)金屬收集器中設(shè)有由電極板構(gòu)成的電場(chǎng)。 所述的收集裝置上設(shè)有金屬蒸汽真空管道，金屬蒸汽真空管道經(jīng)短管與還原罐或還原釜的頂 部連接，金屬蒸汽真空管道將還原罐或還原釜中的金屬蒸汽導(dǎo)入金屬收集裝置中不同溫度段 的固態(tài)和液態(tài)收集器中，由于某一溫度下不同金屬的蒸汽壓和凝結(jié)溫度不同，熔點(diǎn)高的金屬 在高溫固態(tài)金屬收集器中凝結(jié)成固態(tài)金屬被收集，而低熔點(diǎn)的金屬蒸汽流經(jīng)前面的固態(tài)收集 器后仍未凝結(jié)成固態(tài)金屬，到了后面溫度較低的液態(tài)金屬收集器，隨著溫度的逐漸降低金屬 蒸汽凝結(jié)成液態(tài)，被液態(tài)金屬收集器收集，液態(tài)金屬收集器收集到的液態(tài)金屬經(jīng)軟管流到液 態(tài)金屬收集箱中。更低熔點(diǎn)的金屬，例如鈉、鉀等金屬蒸汽在低溫固態(tài)金屬收集器中凝結(jié)成 固體得到收集。所述的高溫固態(tài)金屬收集器內(nèi)部溫度控制在750-85(TC之間。所述的液態(tài)金 屬收集器內(nèi)部溫度控制在650-75(TC之間。所述的低溫固態(tài)金屬收集器內(nèi)部溫度控制在65(TC 以下。
按照前述的帶電場(chǎng)的金屬真空冶煉液態(tài)金屬收集方法用的金屬收集裝置，包括一個(gè)或一 個(gè)以上高溫固態(tài)金屬收集器3，高溫固態(tài)金屬收集器3中設(shè)有由電極板12構(gòu)成的電場(chǎng)；高溫固 態(tài)金屬收集器3的一端經(jīng)金屬蒸汽真空管道1和短管2與一個(gè)或一個(gè)以上的還原罐或還原釜的 頂部連接，高溫固態(tài)金屬收集器3的另一端連接液態(tài)金屬收集器4，液態(tài)金屬收集器4的另一 端經(jīng)圓弧形過(guò)渡5分別連接低溫固態(tài)金屬收集器1 O和液態(tài)金屬收集箱9 。所述的高溫固態(tài)金屬 收集器3上設(shè)有密封門(mén)或密封蓋14，密封門(mén)或密封蓋14中設(shè)有電極板12，電極板12上設(shè)有引出電極13;高溫固態(tài)金屬收集器3、低溫固態(tài)金屬收集器10和液態(tài)金屬收集器4內(nèi)均設(shè)有金屬 凝集器；液態(tài)金屬收集器4經(jīng)快換接頭6和軟管7與液態(tài)金屬收集箱9連接；軟管7上設(shè)有液態(tài) 金屬收集閥門(mén)8。所述的金屬蒸汽真空管道l可垂直設(shè)置，也可水平設(shè)置，在金屬蒸汽真空管 道1上設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上的短管2，各短管分別與不同的還原罐或還原釜連接。所述的金屬 蒸汽真空管道1上設(shè)有真空預(yù)抽管道15。所述的低溫固態(tài)金屬收集器10呈3 10。傾斜設(shè)置， 低溫固態(tài)金屬收集器10的高端設(shè)有抽氣管11 ，低端與圓弧形過(guò)渡5連接。
本發(fā)明的工作過(guò)程或工作原理本發(fā)明采用水煤漿、煤氣等燃料在還原爐中對(duì)還原罐( 或還原釜)加熱。還原物料裝入一個(gè)或多個(gè)間隔排列的還原罐(或還原釜)中進(jìn)行高溫還原 反應(yīng)。還原罐(或還原釜)中經(jīng)高溫還原反應(yīng)后產(chǎn)生的金屬蒸汽，由設(shè)在還原爐外與還原罐 (或還原釜)頂部通過(guò)短管相連接的金屬蒸汽真空管道導(dǎo)入下部的液態(tài)金屬收集裝置，這樣 的短管不止一個(gè)，分別由不同的還原罐(或還原釜)引出。金屬蒸汽真空管道還可以采用水 平方向布置，如圖4所示，金屬蒸汽真空管道沿水平方向延伸，連接短管向下連接還原罐( 或還原釜)，這種方式用于收集還原罐(或還原釜)水平放置時(shí)的金屬蒸汽。根據(jù)真空冶煉 的金屬不同， 一個(gè)收集裝置上設(shè)有一個(gè)或多個(gè)不同溫度段的金屬收集器。金屬蒸汽真空管道 的下面設(shè)有一段高溫恒溫段，即高溫固態(tài)金屬收集器，可以去除在高溫下固化的金屬和非金 屬雜質(zhì)；高溫固態(tài)金屬收集器的下面設(shè)有液態(tài)金屬收集器，將金屬蒸汽液化并導(dǎo)入液態(tài)金屬 收集箱。金屬蒸汽真空管道也可以采取向上走管的形式，在還原爐的上部收集金屬。還可以 在金屬蒸汽真空管道的頂端增加真空預(yù)抽管道，在抽真空前，對(duì)還原罐(或還原釜)進(jìn)行預(yù) 抽真空。
一種金屬真空冶煉液態(tài)金屬收集裝置，如圖l、圖2、圖3、圖4、圖5所示。還原罐(或 還原釜)內(nèi)產(chǎn)生的金屬蒸汽通過(guò)金屬蒸汽真空管道流向高溫固態(tài)金屬收集器，高溫固態(tài)金屬 收集器內(nèi)部設(shè)有金屬凝集器(未繪出)，并控制高溫固態(tài)金屬收集器內(nèi)部的溫度在750 850 ° ，使得某些金屬及非金屬，如鐵、銅、錳、硅等在在該溫度段被作為雜質(zhì)固化在高溫固態(tài) 金屬收集器內(nèi)的金屬凝集器上，而不會(huì)隨著金屬蒸汽繼續(xù)向下流入液態(tài)金屬收集器。高溫固 態(tài)物質(zhì)收集器的兩端設(shè)有電場(chǎng)可以除去氧化物等物質(zhì)，電場(chǎng)是由一對(duì)電極板和極板上的電極 組成的，電極板被密封在高溫固態(tài)物質(zhì)收集器里面，并通過(guò)電極板上的電極與外部電源連接 。高溫固態(tài)金屬收集器上設(shè)有密封門(mén)或密封蓋，便于將凝結(jié)的物質(zhì)取出。流經(jīng)高溫固態(tài)金屬 收集器的金屬蒸汽流向液態(tài)金屬收集器，液態(tài)金屬收集器內(nèi)部設(shè)有金屬凝集器(未繪出)， 使金屬蒸汽液化，液化后的液態(tài)金屬流向液態(tài)金屬收集箱。液態(tài)金屬收集器的內(nèi)部溫度控制 在650-750°之間。液態(tài)金屬收集器的最下面通過(guò)圓弧形過(guò)度到快換接頭，在通過(guò)設(shè)有快換接頭的軟管與液態(tài)金屬收集箱連接。軟管連接在液態(tài)金屬收集箱上的液態(tài)金屬收集閥門(mén)上。 圓弧形過(guò)渡從側(cè)面與低溫固態(tài)金屬收集器連通。低溫固態(tài)金屬收集器7內(nèi)部的溫度在65(TC以 下，低溫固態(tài)金屬收集器收集少量未液化金屬蒸汽以及部分其他低溫雜質(zhì)金屬，低溫固態(tài)金 屬收集器的抽氣端通過(guò)一根氣管連接真空系統(tǒng)。低溫固態(tài)金屬收集器上設(shè)有水冷裝置，其出 口略微向上傾斜3-10度。
本發(fā)明的金屬真空冶煉液態(tài)金屬收集裝置，不限于用于傾斜和水平放置的還原罐(或還 原釜)的情形，也可以用于其它放置或結(jié)構(gòu)的還原罐(或還原釜)，例如，豎直放置還原罐 (或還原釜)的情形。在這種情形下，金屬蒸汽真空管道1可以如圖5所示，采用垂直設(shè)置與 水平設(shè)置相結(jié)合的方式。
權(quán)利要求
1. 一種帶電場(chǎng)的金屬真空冶煉液態(tài)金屬收集方法，其特征在于用于進(jìn)行金屬還原反應(yīng)的還原罐或還原釜按行列方式間隔排列，在還原罐或還原釜的進(jìn)料端下方、上方或前方設(shè)置一個(gè)或一個(gè)以上金屬收集裝置，每個(gè)金屬收集裝置連接一個(gè)或一個(gè)以上還原罐或還原釜；在金屬收集裝置中根據(jù)真空冶煉的金屬不同，每個(gè)金屬收集裝置中設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上不同溫度段的固態(tài)金屬收集器，在高溫固態(tài)金屬收集器中設(shè)有由電極板構(gòu)成的可以除去金屬中氧化物或雜質(zhì)金屬的電場(chǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的金屬真空冶煉液態(tài)金屬收集方法，其特征在 于所述的金屬收集裝置含金屬蒸汽管道、高溫固態(tài)金屬收集器、液態(tài)金屬收集器、低溫固 態(tài)金屬收集器、液態(tài)金屬收集箱。金屬蒸汽真空管道經(jīng)短管與還原罐或還原釜的頂部連接， 金屬蒸汽真空管道將還原罐或還原釜中的金屬蒸汽導(dǎo)入金屬收集裝置中的不同溫度段的金屬 收集器中；不同的金屬蒸汽在不同溫度段的金屬收集器中凝結(jié)成固態(tài)或液態(tài)金屬被收集，液 態(tài)金屬收集器收集到的液態(tài)金屬經(jīng)軟管流到液態(tài)金屬收集箱中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶電場(chǎng)的金屬真空冶煉液態(tài)金屬收集方法， 其特征在于所述的高溫固態(tài)金屬收集器內(nèi)部溫度控制在750-85(TC之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶電場(chǎng)的金屬真空冶煉液態(tài)金屬收集方法， 其特征在于所述的低溫固態(tài)金屬收集器內(nèi)部溫度控制在650-75(TC之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶電場(chǎng)的金屬真空冶煉液態(tài)金屬收集方法， 其特征在于所述的低溫固態(tài)金屬收集器內(nèi)部溫度控制在650以下。
6.按照權(quán)利要求l至5中任一權(quán)利要求所述的帶電場(chǎng)的金屬真空冶煉 液態(tài)金屬收集方法用的金屬收集裝置，其特征在于該裝置包括一個(gè)或一個(gè)以上高溫固態(tài)金 屬收集器(3)，高溫固態(tài)金屬收集器(3)中設(shè)有由電極板(12)構(gòu)成的電場(chǎng)；高溫固態(tài)金 屬收集器(3)的一端經(jīng)金屬蒸汽真空管道(1)和短管(2)與一個(gè)或一個(gè)以上的還原罐或 還原釜的頂部連接，高溫固態(tài)金屬收集器(3)的另一端連接液態(tài)金屬收集器(4)，液態(tài)金 屬收集器(4)的另一端經(jīng)圓弧形過(guò)渡(5)分別連接低溫固態(tài)金屬收集器(10)和液態(tài)金屬收集箱(9)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的金屬收集裝置，其特征在于高溫固態(tài)金屬 收集器(3)上設(shè)有密封門(mén)或金屬蓋(14)，密封門(mén)(14)中設(shè)有電極板(12)，電極板( 12)上設(shè)有引出電極(13);高溫固態(tài)金屬收集器(3)、低溫固態(tài)金屬收集器(10)和液 態(tài)金屬收集器(4)內(nèi)均設(shè)有金屬凝集器；液態(tài)金屬收集器(4)經(jīng)快換接頭(6)和軟管(7 )與液態(tài)金屬收集箱(9)連接；軟管(7)上設(shè)有液態(tài)金屬收集閥門(mén)(8)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的金屬收集裝置，其特征在于金屬蒸汽真空 管道(1)可垂直設(shè)置，也可水平設(shè)置，在金屬蒸汽真空管道(1)上設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上的 短管(2)，各短管分別與不同的還原罐或還原釜連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的金屬收集裝置，其特征在于金屬蒸汽真空 管道(1)上設(shè)有真空預(yù)抽管道(15)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的金屬收集裝置，其特征在于低溫固態(tài)金 屬收集器(10)呈3 1(T傾斜設(shè)置，低溫固態(tài)金屬收集器(10)的高端設(shè)有抽氣管(11) ，低端與圓弧形過(guò)渡(5)連接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種帶電場(chǎng)的金屬真空冶煉液態(tài)金屬收集方法。該方法是將用于進(jìn)行金屬還原反應(yīng)的還原罐或還原釜按行列方式間隔排列，在還原罐或還原釜的進(jìn)料端下方、上方或前方設(shè)置多個(gè)收集裝置，每個(gè)收集裝置連接一個(gè)或一個(gè)以上還原罐或還原釜；在收集裝置中根據(jù)真空冶煉的金屬不同，每個(gè)收集裝置中設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上不同溫度段的固態(tài)金屬收集器，在高溫固態(tài)金屬收集器中設(shè)有由電極板構(gòu)成的可以除去金屬中氧化物或雜質(zhì)金屬的電場(chǎng)。本發(fā)明以低成本的裝置實(shí)現(xiàn)收集液態(tài)金屬的目的，在提高產(chǎn)量的同時(shí)還可以降低金屬中氧化物或雜質(zhì)的含量。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中熱能浪費(fèi)大，燃料消耗多，金屬產(chǎn)出率低的問(wèn)題。
文檔編號(hào)C22B5/16GK101285123SQ20071020043
公開(kāi)日2008年10月15日 申請(qǐng)日期2007年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月12日
發(fā)明者張繼強(qiáng), 黃貴明 申請(qǐng)人:貴州世紀(jì)天元礦業(yè)有限公司