本發(fā)明涉及金屬材料回收利用
技術領域：
，特別涉及一種含鋅廢料制備鋅基合金的方法。
背景技術：
：鋅及鋅合金的用途很廣，在國民經(jīng)濟中占據(jù)重要地位。特別是近年來，這種金屬在鍍鋅、合金、鑄件、化合物、鋅板、化工、冶金、航天、汽車以及人體健康等方面的應用更加引人注目。鋅合金是鋅與其他合金元素組成的合金，在鋅的應用中占有重要地位。鋅合金的純度對于合金性能有較大的影響，因此，現(xiàn)有生產(chǎn)鋅合金技術是直接采用高純度氧化鋅或者鋅錠為原料，與其他合金元素共同熔煉。隨著世界經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，全球的鋅消費量顯著增加，鋅合金的需求量日益增加，而地球上的鋅礦產(chǎn)資源有限，單純依靠傳統(tǒng)原料已無法滿足生產(chǎn)需求。并且，高純度氧化鋅與鋅錠的成本較高，而現(xiàn)有技術中含鋅廢料回收時存在產(chǎn)物純度低的問題，用于制備鋅基合金會導致合金雜質含量高，質量較差，不能滿足使用要求。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種含鋅廢料制備鋅基合金的方法。本發(fā)明提供的方法無需采購氧化鋅粉或者鋅錠，以含鋅廢料為原料直接生產(chǎn)鋅基合金，制備的鋅基合金成分均勻，質量好。本發(fā)明提供了一種含鋅廢料制備鋅基合金的方法，包括以下步驟：(1)將含鋅廢料與水混合后制球，得到原料濕球；(2)將所述步驟(1)得到的原料濕球進行焙燒，得到原料干球；(3)將所述步驟(2)得到的原料干球進行煅燒，得到氧化鋅粉；(4)將所述步驟(3)得到的氧化鋅粉與水制球后干燥，得到氧化鋅干球；(5)將所述步驟(4)得到的氧化鋅干球在還原劑作用下進行還原反應后冷凝，得到鋅液；(6)將所述步驟(5)得到的鋅液與合金原料混合后熔煉，得到鋅基合金。優(yōu)選的，所述步驟(1)中含鋅廢料中的鋅含量為35％以上。優(yōu)選的，所述步驟(1)中原料濕球的含水量為20～25％。優(yōu)選的，所述步驟(1)中制球的成球速率為0.06～0.94mm·min-1，制球的時間為18～23min。優(yōu)選的，所述步驟(2)中焙燒的溫度為1100～1300℃，焙燒的時間為30～60min。優(yōu)選的，所述述步驟(2)中的焙燒在富氧環(huán)境下進行。優(yōu)選的，所述步驟(3)中煅燒的溫度為1100～1300℃，煅燒的時間為60～90min。優(yōu)選的，所述步驟(4)中氧化鋅干球的粒徑為5～10mm。優(yōu)選的，所述步驟(5)中的還原劑包括煤粉，co，以及co與co2的混合氣體中的一種。優(yōu)選的，所述步驟(5)中還原反應的溫度為1000～1300℃，還原反應的時間為60～90min。本發(fā)明提供了一種含鋅廢料制備鋅基合金的方法，包括以下步驟：將含鋅廢料與水混合后制球，得到原料濕球；將所述原料濕球進行焙燒，得到原料干球；將所述原料干球進行煅燒，得到氧化鋅粉；將所述氧化鋅粉與水制球后干燥，得到氧化鋅干球；將所述氧化鋅干球在還原劑作用下進行還原反應后冷凝，得到鋅液；將所述鋅液與合金原料混合后熔煉，得到鋅基合金。本發(fā)明利用含鋅廢料為原料制備得到氧化鋅，解決了廢料中鋅回收難度大的問題；以含鋅廢料直接生產(chǎn)鋅合金，無需采購氧化鋅粉或者鋅錠就可以直接生產(chǎn)高純度氧化鋅，達到鋅基合金生產(chǎn)工藝要求；再將氧化鋅制備成鋅液，無需先制成鋅錠再熔煉，而是直接在鋅液中加入合金原料制成鋅基合金，節(jié)省了制備工藝，確保合金成分更加均勻，合金質量更高。實驗結果表明，本發(fā)明提供的方法過程簡單，制備得到的znal4cu3鑄造用鋅合金成分滿足gb/t8738-2006要求。具體實施方式本發(fā)明提供了一種含鋅廢料制備鋅基合金的方法，包括以下步驟：(1)將含鋅廢料與水混合后制球，得到原料濕球；(2)將所述步驟(1)得到的原料濕球進行焙燒，得到原料干球；(3)將所述步驟(2)得到的原料干球進行煅燒，得到氧化鋅粉；(4)將所述步驟(3)得到的氧化鋅粉與水制球后干燥，得到氧化鋅干球；(5)將所述步驟(4)得到的氧化鋅干球在還原劑作用下進行還原反應后冷凝，得到鋅液；(6)將所述步驟(5)得到的鋅液與合金原料混合后熔煉，得到鋅基合金。本發(fā)明將含鋅廢料與水混合后制球，得到原料濕球。在本發(fā)明中，所述含鋅廢料中的鋅含量優(yōu)選為35％以上，更優(yōu)選為40～60％，最優(yōu)選為50～55％。本發(fā)明對所述含鋅廢料的種類沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的含鋅廢料即可。在本發(fā)明中，所述含鋅廢料優(yōu)選包括鋅渣、鋅灰和瓦斯泥中的一種或多種，更優(yōu)選包括鋅渣和鋅灰中的一種與瓦斯泥的組合。在本發(fā)明中，所述鋅渣和鋅灰中的一種與瓦斯泥的質量比優(yōu)選為(1.5～2):(1～1.5)，更優(yōu)選為(1.6～1.8):(1.2～1.4)，更優(yōu)選為1.5:1。本發(fā)明對所述含鋅廢料的來源沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的含鋅廢料即可。在本發(fā)明中，所述瓦斯泥優(yōu)選為鋼鐵廠中高爐煉鐵的廢棄物；所述鋅灰和鋅渣優(yōu)選為電鍍鋅廠和電解鋅廠在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品。本發(fā)明對所述水的用量沒有特殊的限定，根據(jù)原料含水量以及原料濕球所需含水量進行調整即可。在本發(fā)明中，所述原料濕球的含水量優(yōu)選為20～25％，更優(yōu)選為22～24％。本發(fā)明對所述制球的裝置沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的制球的設備即可。在本發(fā)明中，所述制球優(yōu)選在混球上料機中進行。在本發(fā)明中，所述制球的成球速率優(yōu)選為0.06～0.94mm·min-1，更優(yōu)選為0.1～0.8mm·min-1，最優(yōu)選為0.3～0.6mm·min-1；所述制球的時間優(yōu)選為18～23min，更優(yōu)選為19～21min。在本發(fā)明中，所述原料濕球的直徑優(yōu)選為8～12mm，更優(yōu)選為9～11mm。在本發(fā)明中，所述原料、成球速率和制球時間能夠使原料濕球具有較高的強度和爆裂溫度。在本發(fā)明中，所述原料濕球的抗壓強度優(yōu)選不低于1300n/個，更優(yōu)選為1400～1600n/個，最優(yōu)選為1417n/個；所述原料濕球的爆裂溫度優(yōu)選為200～220℃，更優(yōu)選為205～215℃，最優(yōu)選為210℃。在本發(fā)明中，所述原料濕球的強度和爆裂溫度越高，則原料濕球加熱操作過程中的破損率越低，濕球的烘干效率越高，原材料受熱就越均勻，爆裂越均勻，有助于煅燒時受熱均勻，保障鋅的回收率和純度。得到原料濕球后，本發(fā)明將所述原料濕球進行焙燒，得到原料干球。在本發(fā)明中，所述焙燒的溫度優(yōu)選為1100～1300℃，更優(yōu)選為1150～1250℃；所述焙燒的時間優(yōu)選為30～60min，更優(yōu)選為40～50min。在本發(fā)明中，所述焙燒優(yōu)選在富氧環(huán)境下進行，所述富氧環(huán)境的氧含量優(yōu)選為21～35％。在本發(fā)明中，所述焙燒使原料干球具有較好的冷態(tài)強度、還原性和粒度，有利于下一步高溫煅燒。本發(fā)明優(yōu)選在所述焙燒前將原料濕球進行干燥。本發(fā)明對所述干燥的操作沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的干燥的技術方案即可。在本發(fā)明中，所述干燥的溫度優(yōu)選為200～300℃，更優(yōu)選為240～260℃；所述干燥的時間優(yōu)選為20～40min，更優(yōu)選為25～35min。本發(fā)明對所述原料濕球干燥和焙燒的裝置沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的干燥和焙燒的裝置即可。在本發(fā)明中，所述原料干球的抗壓強度優(yōu)選為24000-25000n/個，更優(yōu)選為24400-24600n/個。與現(xiàn)有技術中抗壓強度大于918n/個，干球抗壓強度大于1916n/個和落下強度大于6次/個相比，本發(fā)明制備的原料濕球和原料干球具有更高的強度和爆裂溫度。得到原料干球后，本發(fā)明將所述原料干球進行煅燒，得到氧化鋅粉。在本發(fā)明中，所述煅燒的溫度優(yōu)選為1100～1300℃，更優(yōu)選為1150～1250℃；所述煅燒的時間優(yōu)選為60～90min，更優(yōu)選為70～80min。在本發(fā)明中，所述煅燒排出煙氣的溫度優(yōu)選為400℃以上，更優(yōu)選為500～600℃。在本發(fā)明中，所述煅燒的高溫下，原料干球中的鋅化合物被原料里帶的碳元素還原分解，形成鋅單質蒸汽，進入氣相后被氧化形成氧化鋅，成為煙塵。在本發(fā)明中，所述煅燒優(yōu)選在回轉爐中進行。在本發(fā)明中，所述回轉爐的長度優(yōu)選為25～45m，更優(yōu)選為30～40m；所述回轉爐的爐體內部優(yōu)選為鋼制內板；所述回轉爐內部優(yōu)選帶有葉片攪拌器。煅燒完成后，本發(fā)明優(yōu)選將所述煅燒得到的煙氣產(chǎn)物進行分離，得到氧化鋅煙塵，再經(jīng)收集得到氧化鋅粉。在本發(fā)明中，所述分離優(yōu)選為重力沉淀分離。在本發(fā)明中，所述分離能夠去除煙氣產(chǎn)物中的雜質，得到氧化鋅煙塵。在本發(fā)明中，所述雜質優(yōu)選包括礦物質、鈣化合物以及部分沒有回收的鋅元素和碳元素。本發(fā)明對所述分離的裝置沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的煙氣分離裝置即可。在本發(fā)明中，所述雜質優(yōu)選通過管道回到混合上料機，通過水噴淋重新進入到原料中，形成原料濕球。在本發(fā)明中，所述雜質與含鋅廢料一起制備原料濕球，實現(xiàn)鋅元素的充分回收。在本發(fā)明中，所述氧化鋅煙塵優(yōu)選利用溫差壓差通過沉降室到達布袋除塵器進行收集，得到氧化鋅粉；剩余煙氣經(jīng)布袋除塵器分離后，經(jīng)過脫硫塔進行達標排放。在本發(fā)明中，所述氧化鋅粉的細度優(yōu)選為45μm以下，更優(yōu)選為10～40μm；所述氧化鋅粉的比表面積優(yōu)選為45m2/g以上，更優(yōu)選為50～100m2/g。在本發(fā)明中，所述氧化鋅粉的純度優(yōu)選為99.5％以上，更優(yōu)選為99.8％以上。在本發(fā)明中，所述氧化鋅粉中優(yōu)選還包括雜質，所述雜質優(yōu)選包括鈣化物、化物、鐵的氧化物、氧化銅、堿金屬氧化物以及二氧化硅中的一種或多種。在本發(fā)明中，所述煅燒的產(chǎn)物優(yōu)選還包括熱渣。本發(fā)明優(yōu)選將所述煅燒得到的熱渣進行回收銦處理。本發(fā)明對所述回收銦處理的操作沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的回收銦的技術方案即可。在本發(fā)明中，所述回收銦優(yōu)選在窯渣處理系統(tǒng)中進行。得到氧化鋅粉后，本發(fā)明將所述氧化鋅粉與水制球后干燥，得到氧化鋅干球。本發(fā)明將所述氧化鋅粉與水制球，得到氧化鋅濕球。本發(fā)明對所述水的質量沒有特殊的限定，以能夠達到氧化鋅濕球的含水率為準。在本發(fā)明中，所述氧化鋅濕球的含水率優(yōu)選為25～35％，更優(yōu)選為28～32％。本發(fā)明對所述干燥的操作沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的干燥的技術方案即可。在本發(fā)明中，所述氧化鋅濕球的干燥的溫度優(yōu)選為400～500℃，更優(yōu)選為440～460℃；所述氧化鋅濕球的干燥的時間優(yōu)選為2～4h，更優(yōu)選為2.5～3.5h。在本發(fā)明中，所述氧化鋅干球的粒徑優(yōu)選為5～10mm，更優(yōu)選為6～8mm。本發(fā)明對所述氧化鋅濕球制球和干燥的裝置沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的制球和干燥的裝置即可。在本發(fā)明中，所述氧化鋅粉優(yōu)選由自動計量料斗經(jīng)過計量后落入皮帶輸送機上進行上料，經(jīng)皮帶輸送機輸送至回轉干燥器上方料斗，進行噴淋加濕，加濕后的氧化鋅粉濕料進入回轉干燥器進行制球后干燥。在本發(fā)明中，所述氧化鋅粉加濕制球再干燥，是為了形成結球團，使原料形成更好的冷態(tài)強度、還原性和粒度，有助于后續(xù)步驟。在本發(fā)明中，所述上料過程中會產(chǎn)生少量粉塵，本發(fā)明優(yōu)選通過自動計量斗上方的集氣罩進行收集后，由脈沖袋式除塵器收集的物料返回回轉干燥器進行噴淋加濕。在本發(fā)明中，所述干燥過程中產(chǎn)生部分含鋅粉塵干燥顆粒，所述干燥顆粒優(yōu)選通過袋式收塵器進行收集后返回回轉干燥器進行噴淋加濕。得到氧化鋅干球后，本發(fā)明將所述氧化鋅干球在還原劑作用下進行還原反應后冷凝，得到鋅液。在本發(fā)明中，所述還原劑優(yōu)選包括煤粉和或co。在本發(fā)明中，以氧化鋅中的氧與還原劑中的碳的物質的量計，所述碳與氧的摩爾比優(yōu)選為20～22:1，更優(yōu)選為20.5～21.5:1，最優(yōu)選為21:1。在本發(fā)明中，所述還原反應的溫度優(yōu)選為1000～1300℃，更優(yōu)選為1100～1200℃；所述還原反應的時間優(yōu)選為60～90min，更優(yōu)選為70～80min。在本發(fā)明中，所述還原反應過程中優(yōu)選包括如下化學反應：zno+c＝zn(氣)+cozno+co＝zn(氣)+co2co2+c＝2co2cuo+co＝cu2o+co2cu2o+co＝cu+co2cuo+co＝cu+co23fe2o3+co＝2fe3o4+co2fe3o4+co＝3feo+co2feo+c＝fe+co本發(fā)明對所述還原反應的裝置沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的加熱裝置即可。在本發(fā)明中，所述還原反應優(yōu)選在電阻爐中進行。在本發(fā)明中，所述雜質中的二氧化硅和堿金屬氧化物在還原反應過程中形成硅酸鹽渣排出。在本發(fā)明中，所述還原反應副產(chǎn)物fe和cu為固態(tài)，與硅酸鹽渣一起排出。還原反應完成后，本發(fā)明將所述還原反應的氣態(tài)產(chǎn)物進行冷凝，得到鋅液。在本發(fā)明中，所述冷凝的溫度優(yōu)選為907℃以下，更優(yōu)選為800～900℃；所述冷凝的壓力優(yōu)選為0pa。本發(fā)明對所述冷凝的時間沒有特殊的限定，由鋅蒸汽飽和量決定，鋅蒸汽凝結成鋅液后冷凝結束。在本發(fā)明中，所述冷凝的凝結率優(yōu)選為98％以上。本發(fā)明對所述冷凝的裝置沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的冷凝設備即可。在本發(fā)明中，所述冷凝優(yōu)選在飛濺式冷凝器中進行。為避免鋅液吸收鋅蒸汽熱量使自身溫度不斷升高，本發(fā)明優(yōu)選對液鋅進行間接水冷，從而保證最佳的冷凝效率，減少鋅灰生產(chǎn)，提高鋅的直接回收率。在本發(fā)明中，所述鋅液的溫度優(yōu)選為400～600℃，更優(yōu)選為450～550℃，最優(yōu)選為480～520℃。在本發(fā)明中，所述冷凝過程中鋅蒸汽被冷凝成鋅液，部分鋅蒸汽被氧化形成鋅灰。本發(fā)明優(yōu)選將所述鋅灰作為原料與含鋅廢料混合制球。為提高鋅的利用率，本發(fā)明優(yōu)選將所述冷凝后的蒸汽進行洗滌。在本發(fā)明中，所述洗滌的次數(shù)優(yōu)選為3～5次；所述洗滌優(yōu)選為水洗。在本發(fā)明中，所述洗滌優(yōu)選包括以下步驟：將所述冷凝后的蒸汽依次經(jīng)二水封和一級水利噴射器，進行一級洗滌；然后依次經(jīng)三水封和二級水力噴射器進行二級洗滌；再經(jīng)四水封脫水，進行三級洗滌。在本發(fā)明中，所述一級洗滌和二級洗滌使未被冷凝的鋅蒸汽和鋅霧進一步冷凝成鋅液；所述三級洗滌能夠最大限度回收鋅，保證冷凝爐內盡可能少的殘留鋅金屬液滴。在本發(fā)明中，所述洗滌后的蒸汽優(yōu)選包括co、co2、水蒸氣和h2。在本發(fā)明中，所述洗滌后的蒸汽中，所述co的體積含量優(yōu)選為95％以上，更優(yōu)選為95.7％。本發(fā)明優(yōu)選將所述洗滌后的蒸汽經(jīng)管道返回還原反應步驟作為還原劑使用，可降低部分焦炭還原劑的用量，達到節(jié)能減排的目的。本發(fā)明優(yōu)選將所述洗滌后的水進行沉降，得到藍粉；所述藍粉的主要成分為氧化鋅。在本發(fā)明中，所述藍粉優(yōu)選作為原料與含鋅廢料混合。得到鋅液后，本發(fā)明將所述鋅液與合金原料混合后熔煉，得到鋅基合金。本發(fā)明對所述合金原料的種類沒有特殊的限定，根據(jù)所需鋅基合金的成分進行調整即可。在本發(fā)明中，當所述鋅基合金為銅鋁鋅合金時，所述合金原料優(yōu)選包括金屬鋅、金屬銅和金屬鋁。本發(fā)明優(yōu)選在混合前將所述合金原料進行研磨。本發(fā)明對所述研磨的裝置沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的研磨裝置即可。在本發(fā)明中，所述研磨優(yōu)選在雷蒙磨中進行。在本發(fā)明中，所述研磨的速率優(yōu)選為80～100r/min，更優(yōu)選為85～95r/min；所述研磨的時間優(yōu)選為20～40min，更優(yōu)選為25～35min。在本發(fā)明中，所述研磨后合金原料的粒徑優(yōu)選為0.13～0.40mm，更優(yōu)選為0.2～0.3mm。在本發(fā)明中，所述研磨過程產(chǎn)生少量懸浮顆粒物。本發(fā)明優(yōu)選將所述顆粒物通過管道送入車間布袋除塵器進行收集后返回含鋅廢料混料工序。本發(fā)明對所述熔煉的操作沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的鋅基合金熔煉的技術方案即可。在本發(fā)明中，所述熔煉的溫度優(yōu)選為460～500℃，更優(yōu)選為470～490℃。本發(fā)明對所述熔煉的時間沒有特殊的限定，能夠使原料全部熔化即可。本發(fā)明優(yōu)選在所述熔煉過程中進行浮渣打撈。本發(fā)明優(yōu)選將所述浮渣打撈過程中產(chǎn)生的煙氣進行收集，與浮渣一起回收后用于環(huán)保磚的制備。熔煉完成后，本發(fā)明優(yōu)選將所述熔煉得到的產(chǎn)物進行澆鑄，得到鋅基合金。本發(fā)明對所述澆鑄的操作沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的澆鑄的技術方案即可。為了進一步說明本發(fā)明，下面結合實施例對本發(fā)明提供的含鋅廢料制備鋅基合金的方法進行詳細地描述，但不能將它們理解為對本發(fā)明保護范圍的限定。實施例1:(1)將含鋅廢料與水混合后制球，得到原料濕球。含鋅廢料包括質量比為1.5:1的鋅灰和瓦斯泥，含鋅量為35％；含鋅廢料與水混合后，得到水含量為20％的濕料；將濕料通過傳送帶運到混球上料機，經(jīng)過滾筒轉動將混料制成球形；成球率為94.8％，成球速度為0.94mm·min-1，成球大小為12mm，制球時間為23分鐘，濕球抗壓強度1417n/個，爆裂溫度210℃。(2)將原料濕球進行焙燒，得到原料干球。將原料濕球在250℃下干燥30min，然后在1100℃下焙燒60min得到原料干球；干球抗壓強度為24199n/個，與已有工藝給出的濕球抗壓強度大于918n/個，干球抗壓強度大于1916n/個和落下強度大于6次/個的標準，上述指標可以滿足回轉爐工藝對生球性能的要求。(3)將原料干球進行煅燒，得到氧化鋅粉。將原料干球通過上料機送到回轉爐進行高溫煅燒揮發(fā)，回轉爐長度約為40米，溫度在1300℃，排出煙氣的溫度為400℃；混料中的鋅在高溫下?lián)]發(fā)被還原，進入氣相后被重新氧化形成氧化鋅，進入到煙塵處理系統(tǒng)收集；熱渣送入窯渣處理系統(tǒng)進行回收銦處理。煙塵通過沉降室將雜質與氧化鋅分離(利用重力沉淀分離)，雜質包括部分礦物質、鈣化合物、還有一部分沒有回收的鋅元素、碳元素，通過管道重新送到混合上料機，通過水噴淋重新進入到混料中；分離出來的氧化鋅煙塵利用溫差壓差通過沉降室到達布袋除塵器，布袋除塵器再次分離出一部分煙氣經(jīng)過脫硫塔進行達標排放，再將收集到的氧化鋅粉送入自動計量料斗。氧化鋅粉純度99.5％以上，細度(45μm試驗篩篩余率)％，≤0.1，比表面積m2/g≥45，與現(xiàn)有技術中的轉爐工藝制備氧化鋅純度為45～60％相比，純度更高。(4)將氧化鋅粉與水制球后干燥，得到氧化鋅干球。氧化鋅粉用叉車送入自動計量料斗內，經(jīng)過計量后落入皮帶輸送機上，經(jīng)皮帶輸送機輸送至回轉干燥器上方料斗，通過加料管進入回轉干燥器，加料管的斜度一般大于物料的自然傾角，使物料能夠順利進入筒體內，干燥器圓筒是一個與水平線略成傾斜的旋轉圓筒，物料從較高的一端進入由于重力的作用運行到較低的一端，氧化鋅在干燥器內用天然氣燃燒作為熱源進行干燥，干燥后的物料在出料端通過螺旋輸送機送出，干燥溫度一般控制在500℃，干燥時間從進料開始到出料完成約3h，熱空氣放空時會帶走部分干燥粉塵顆粒，干躁顆粒通過袋式收塵器進行收集后返回回轉干燥器進行噴淋加濕(濕度控制為35％)，加濕后的氧化鋅粉濕料進入回轉干燥器進行制球干燥，干球粒徑10mm。上料過程中產(chǎn)生少量粉塵，自動計量斗上方設有集氣罩，經(jīng)集氣罩收集后由脈沖袋式除塵器收集的物料返回回轉干燥器進行噴淋加濕。(5)將氧化鋅干球在還原劑作用下進行還原反應后冷凝，得到鋅液。氧化鋅干球經(jīng)螺旋輸送機送入電阻爐內，還原劑用煤粉，物料和還原劑的摩爾比例為c/o＝22，其中c為還原劑中的c含量，o為氧化鋅中的氧含量；還原溫度為1300℃，時間為90min。電爐內發(fā)生的主要化學反應如下：zno+c＝zn(氣)+cozno+co＝zn(氣)+co2co2+c＝2co2cuo+co＝cu2o+co2cu2o+co＝cu+co2cuo+co＝cu+co23fe2o3+co＝2fe3o4+co2fe3o4+co＝3feo+co2feo+c＝fe+co在高溫還原熔煉過程中，二氧化硅和堿金屬氧化物(cao、mgo等)形成硅酸鹽渣，熔渣由放渣口定時放出。還原出來的鋅以蒸汽狀態(tài)隨爐氣經(jīng)爐壁側面的爐氣出口和傾斜部小井進入飛濺式冷凝器，冷凝溫度控制在鋅的熔點，907℃，保持冷凝爐內壓力控制在0pa，冷凝時間由鋅蒸汽飽和量決定，鋅蒸汽凝結成鋅液后冷凝結束，凝結率達98％；被石墨轉子揚起的“鋅雨”冷凝吸收匯入鋅池，因吸收鋅蒸汽熱量而使鋅液自身溫度不斷升高，為控制液鋅在400～600℃范圍內，在飛濺式貯鋅槽中設置有可移動的u型冷凝水管對液鋅進行間接水冷。經(jīng)過飛濺式冷凝器冷卻后的爐氣(爐氣的主要成分為鋅蒸汽、co、co2)，其中大部分的鋅蒸汽已被冷凝成鋅液，少量的鋅蒸汽被氧化而形成鋅灰，定期從冷凝器中經(jīng)扒鋅灰口扒出。經(jīng)一冷未被冷凝下來的鋅蒸汽和已經(jīng)冷凝的鋅霧繼續(xù)隨著煙氣經(jīng)方箱、主管和斜管進入二冷、二水封和一級水利噴射器，受到一次洗滌，然后進入三水封及二級水力噴射器，再次洗滌一次，經(jīng)四水封脫水，經(jīng)過三級洗滌后的電阻爐爐氣主要成分為co、co2、水蒸氣、h2等，其中co氣體占95.7％，是很好的還原劑，爐氣經(jīng)管道返回現(xiàn)有工程回轉爐作為還原劑使用，可降低部分焦炭還原劑的用量，達到節(jié)能減排的目的。洗滌水進入水封箱，經(jīng)溢流管流入藍粉沉淀池，經(jīng)多次沉降，上清水循環(huán)使用，沉淀在水封箱中的藍粉(鋅蒸汽常被其他液體稀釋，主要是co或者co2，剛形成小點滴的時候表面易被co2氧化成氧化鋅，不能匯集成較大的點滴成為鋅液，最終凝固為細粉叫做藍粉)，每小時撈出1～2次，放入車內運至堆場進行自然干燥。沉淀在藍粉池中的藍粉，待停爐后，人工取出送至原料庫房堆放作為原料回用于回轉窯。(6)將鋅液與合金原料混合后熔煉，得到鋅基合金。按照znal4cu3的原料配比，稱取鋅錠、銅錠、鋁錠，分別經(jīng)過雷蒙磨進行研磨分級，處理好的物料暫存于原料倉內，由叉車將各原料送至計量裝置，計量后直接送入電爐內；電阻爐制備的鋅液直接導入電爐內。雷蒙磨研磨過程產(chǎn)生少量顆粒物，顆粒物通過管道送入車間布袋除塵器進行收集后返回含鋅廢料混料工序。爐料裝好后即可送電熔化，溫度在500℃；當電流波動較小后，采用最大功率，直至熔清。隨著爐料的熔化，把未裝完的爐料陸續(xù)裝入，直至爐料全部化完為止，在熔化過程中應及時捅料，防止發(fā)生“架橋”，爐料開始熔化后，應及時撒上熔劑，以防止合金液氧化和吸氣。當合金液溫度達到要求，合金液成分經(jīng)檢測合格后，即停電、扒渣，澆鑄銅鋁鋅合金。合金液經(jīng)密閉溜槽進入澆鑄機的模具中，待模具中的液體冷卻至固體后，采用循環(huán)水噴淋模具底部，冷卻降溫至150℃鑄成鋅合金錠。澆鑄過程在封閉抽真空系統(tǒng)中完成，在澆筑過程中不會有煙氣產(chǎn)生外溢。鋅合金錠經(jīng)自然冷卻后打包、稱重庫存。打開電爐撈浮渣過程中，會產(chǎn)生部分煙氣g1-4，產(chǎn)生的煙氣經(jīng)集氣罩，共設5套，經(jīng)過管道將冶煉過程中產(chǎn)生的煙塵輸送至布袋除塵器進行除塵，另外還有少量的浮渣送到環(huán)保磚制備系統(tǒng)。對本實施例制備的znal4cu3合金進行成分檢測，結果如下：元素alcumgznfepbcdsn含量/％3.90.70.03余量0.0350.0040.0030.0015實驗結果表明，本實施例制備的znal4cu3合金成分均勻，符合《鑄造用鋅合金錠》(gb/t8738-2006)標準。制備的合金抗拉強度為320mpa，伸長率為2％，沖擊韌性為95j。實施例2:采用實施例1相同的方法，不同的是：步驟(1)中的含鋅廢料中含鋅量為50％，原料濕球的含水量為25％；步驟(2)中煅燒為1300℃煅燒30min；步驟(3)中還原溫度為1100℃。對本實施例制備的znal4cu3合金進行成分檢測，結果如下：元素alcumgznfepbcdsn含量/％4.31.10.06余量0.0350.0040.0030.0015實驗結果表明，本實施例制備的znal4cu3合金成分均勻，符合《鑄造用鋅合金錠》(gb/t8738-2006)標準。制備的合金抗拉強度為350mpa，伸長率為4％，沖擊韌性為100j。實施例3:采用實施例1相同的方法，不同的是：步驟(1)中的含鋅廢料中含鋅量為40％，原料濕球的含水量為23％；步驟(2)中煅燒為1200℃煅燒40min；步驟(3)中還原溫度為1200℃。對本實施例制備的znal4cu3合金進行成分檢測，結果如下：元素alcumgznfepbcdsn含量/％4.11.00.04余量0.0350.0040.0030.0015實驗結果表明，本實施例制備的znal4cu3合金成分均勻，符合《鑄造用鋅合金錠》(gb/t8738-2006)標準。制備的合金抗拉強度為348mpa，伸長率為3.8％，沖擊韌性為97j。實施例4:采用實施例1相同的方法，不同的是：步驟(1)中的含鋅廢料中含鋅量為45％，原料濕球的含水量為25％；步驟(2)中煅燒為1150℃煅燒50min；步驟(3)中還原溫度為1250℃。對本實施例制備的znal4cu3合金進行成分檢測，結果如下：元素alcumgznfepbcdsn含量/％4.00.90.05余量0.0350.0040.0030.0015實驗結果表明，本實施例制備的znal4cu3合金成分均勻，符合《鑄造用鋅合金錠》(gb/t8738-2006)標準。制備的合金抗拉強度為356mpa，伸長率為4.2％，沖擊韌性為101j。實施例5:采用實施例1相同的方法，不同的是：步驟(1)中的含鋅廢料中含鋅量為55％，原料濕球的含水量為25％；步驟(2)中煅燒為1250℃煅燒45min；步驟(3)中還原溫度為1150℃。對本實施例制備的znal4cu3合金進行成分檢測，結果如下：元素alcumgznfepbcdsn含量/％4.20.80.05余量0.0350.0040.0030.0015實驗結果表明，本實施例制備的znal4cu3合金成分均勻，符合《鑄造用鋅合金錠》(gb/t8738-2006)標準。制備的合金抗拉強度為363mpa，伸長率為4.4％，沖擊韌性為105j。從以上實施例可以看出，本發(fā)明提供的方法過程簡單，制備得到的鋅合金成分均勻。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。應當指出，對于本
技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。當前第1頁12