去除粗鋅中金屬鎘、鉛和鐵的臥式鋅蒸餾爐的製作方法

2023-06-12 23:56:11

專利名稱：去除粗鋅中金屬鎘、鉛和鐵的臥式鋅蒸餾爐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及有色冶金行業的鋅粉製備裝置，尤其是涉及一種能夠去 除粗鋅中金屬鎘、鉛和鐵的臥式鋅蒸餾爐。
背景技術：
目前國內外超細鋅粉的製備方法主要是蒸餾冷凝法，鋅蒸餾的裝置主要 有臥式鋅蒸餾爐和塔式鋅蒸餾爐。臥式鋅蒸餾爐投資小、見效快、安全可靠， 加之具有機動靈活的特點，因此一直以來在鋅粉的生產中佔有非常重要的地 位。但是傳統臥式鋅蒸餾爐僅能對粗鋅中高沸點的鉛、鐵等雜質金屬有效去 除，對於低沸點的雜質金屬鎘卻是無能為力，而雜質金屬含量正是鋅粉的重 要質量指標之一。塔式鋅蒸餾爐雖然除雜效果好，但其投資巨大，對原料和 操作要求很高。發明內容本實用新型的目的是為了克服傳統臥式鋅蒸餾爐除雜能力有限的缺點， 依據原料粗鋅中各元素成分沸點的高低和比重的差別，提供一種去除粗鋅中 金屬鎘、鉛和鐵的臥式鋅蒸餾爐，使之既能去除高沸點雜質金屬鉛、鐵，又 能去除低沸點雜質金屬鎘，既能像塔式蒸餾爐一樣生產高品質鋅粉又皆備臥 式鋅粉爐的各種優點，概括其特點可簡稱為去除粗鋅中金屬鎘、鉛和鐵的臥 式鋅蒸餾爐。本實用新型的去除粗鋅中金屬鎘、鉛和鐵的臥式鋅蒸餾爐主要由熔化室、熔析室、低溫蒸發室、高溫蒸發室和燃燒室等組成，如圖l、圖2所示。一爐體，在爐體內有並排布置的熔化室和熔析室，在熔化室與熔析室之 間有一兩端與爐牆相連接的耐火隔牆，耐火隔牆的一端有將熔化室與熔析室 相連通的連通孔；在熔化室和熔析室的一端爐牆上分別開有清理孔，熔化室 的另一端與粗鋅入口槽相連通，且在熔化室與粗鋅入口槽之間設有碳化矽鋅
封磚，在該碳化矽鋅封磚的底部有熔化室與粗鋅入口槽之間的鋅液流通通道； 在熔析室的另一端設置有小豎井，小豎井的一端通過連通孔與熔析室相連通， 小豎井的另一端連接有溜管，溜管的另一端與低溫蒸發室相連通；在小豎井 內設有將小豎井分為兩部分的碳化矽鋅封磚，且該碳化矽鋅封磚與小豎井底 部有鋅液流通通道；一蒸發室由低溫蒸發室與高溫蒸發室構成，低溫蒸發室的一端有與高溫 蒸發室相連通的連通孔，低溫蒸發室的另一端的爐牆上開有清理孔， 一導氣 管的一端伸入低溫蒸發室內，另一端與爐牆外的高鎘鋅冷凝器相連通； 一導 氣管的一端伸入高溫蒸發室內，另一端與爐牆外的鋅粉冷凝器相連通；上述各室的頂部都架設有碳化矽弧形隔板，碳化矽弧形隔板上方設有與 總火道相通的支路火道，各室的支路火道均與一總煙道相連通，在爐牆上設 有總火道與總煙道出口，該相連通的總火道(煙道)與爐體外的燃燒室相通， 燃燒室中產出的煙氣流經各室頂部支路火道間接加熱上述各室內物料後由爐 牆上的總煙道出口排出；所述的總火道出口以及所述各室頂部的支路火道上都設有控制煙氣通量 的閘板；所述的清理孔處安裝有爐門。所述的熔化室與粗鋅入口槽之間設有的碳化矽鋅封磚，在碳化矽鋅封磚 底部留有熔化室與粗鋅入口槽之間的鋅液流通通道，在生產過程中，鋅液高 於碳化矽鋅封磚底部，將外界空氣與熔化爐內氣體隔絕。所述的小豎井內的碳化矽鋅封磚將小豎井分為兩部分，且碳化矽鋅封磚 與小豎井底部保留有鋅液流通通道，在生產過程中，鋅液高於碳化矽鋅封磚 底部，將熔析室與低溫蒸發室的氣體隔絕，並可有效阻擋熔析室中的浮渣進 入低溫蒸發室。所述的蒸發室包括低溫蒸發室和高溫蒸發室。所述的爐牆外包有鋼板爐殼；爐牆由隔熱材料與耐火材料砌築而成。耐 火隔牆由耐火材料砌築而成。所述的熔化室與熔析室都呈狹長型。 所述的導氣管是安裝在低溫蒸發室的頂部。 所述的導氣管是安裝在高溫蒸發室的頂部。 所述的溜管是碳化矽溜管。所述的熔化室、熔析室、低溫蒸發室和高溫蒸發室的加熱方式都是隔焰 加熱，隔焰採用碳化矽弧形板；燃燒室內以塊煤為燃料在爐條上充分燃燒， 所產生煙氣通過總火道導入高溫蒸發室頂部支路火道，然後進入低溫蒸發室
頂部支路火道，繼而為熔析室和熔化室提供熱量。本實用新型的去除粗鋅中金屬鎘、鉛和鐵的臥式鋅蒸餾爐的使用過程和 特點如下(1)粗鋅錠由熔化室的粗鋅入口槽加入到熔化室裡，並在其中熔化為液鋅，控制熔化室內溫度為500 650°C; (2)液鋅依次流過熔析室、小 豎井、低溫蒸發室和高溫蒸發室，其流路呈"之"字形，共有三程；(3)液 鋅在熔析室中充分熔析分層，從下到上依次為粗鉛層、硬鋅層、液鋅層、浮 渣層，液鋅層內液鋅流入小豎井，再由溜管導入低溫蒸發室，達到去除高沸 點雜質鉛、鐵等的目的，控制熔析室的溫度為450 550°C; (4)控制低溫蒸 發室的溫度為800 900°C，使液鋅中的低沸點雜質如鎘、砷等蒸發，蒸氣導 入高鎘鋅冷凝器冷凝，然後回收利用，這樣就有效去除了低沸點的雜質；(5) 控制高溫蒸發室的溫度為950 120(TC，使液鋅充分蒸餾，高純度鋅蒸氣導入 鋅粉冷凝器生產超細鋅粉，殘餘物中富集了剩餘的高沸點金屬，可進一步去 除鉛、鐵等雜質；(6)爐內各室的溫度由調節各室爐頂支路火道(煙道)的 閘板開度來有效控制。


圖1.本實用新型的去除粗鋅中金屬鎘、 視示意圖。圖2.本實用新型的去除粗鋅中金屬鎘-視示意圖。 附圖標記l.粗鋅入口槽4.耐火隔牆7.清理孔IO.低溫蒸發室13.爐殼16.鋅粉冷凝器19.支路火道鉛和鐵的臥式鋅蒸餾爐的平面剖鉛和鐵的臥式鋅蒸餾爐的立面剖2.碳化矽鋅封磚 5.熔析室 8.小豎井 ll.高溫蒸發室 14.燃燒室 17.碳化矽弧形隔板3.熔化室 6.連通孑L 9.溜管 12.爐牆15.高鎘鋅冷凝器 18.總火道具體實施方式
請參見圖l、圖2。 一爐體，在爐體內有並排布置的都呈狹長型的熔化室 3和熔析室5，在熔化室3與熔析室5之間有一兩端與爐牆12 (隔熱材料與耐
火材料砌築而成)相連接的耐火隔牆4 (耐火材料砌築而成)，在爐牆12外包 有鋼板爐殼13，在耐火隔牆4的一端有將熔化室3與熔析室5相連通的連通 孔6，並在熔化室3和熔析室5的一端爐牆上分別開有一清理孔7，熔化室3 的另一端與粗鋅入口槽1相連通，且在熔化室與粗鋅入口槽之間設有碳化矽 鋅封磚2，在該碳化矽鋅封磚2的底部有熔化室與粗鋅入口槽之間的鋅液流通 通道；在熔析室5的另一端設置有小豎井8，小豎井8的一端通過連通孔6與 熔析室5相連通，小豎井8的另一端連接有碳化矽溜管9，碳化矽溜管9的另 一端與低溫蒸發室IO相連通；在小豎井內設有將小豎井分為兩部分的碳化矽 鋅封磚2，且該碳化矽鋅封磚2與小豎井8底部有鋅液流通通道；一蒸發室由低溫蒸發室10與高溫蒸發室11構成，低溫蒸發室10的一端 有與高溫蒸發室11相連通的連通孔6，低溫蒸發室10的另一端的爐牆上開有 清理孔7， 一導氣管的一端伸入低溫蒸發室10內的頂部，另一端與爐牆外的 高鎘鋅冷凝器15相連通； 一導氣管的一端伸入高溫蒸發室11內的頂部，另 一端與爐牆外的鋅粉冷凝器16相連通；上述各室的頂部都架設有碳化矽弧形隔板17，碳化矽弧形隔板17上方設 有與總火道18相通的支路火道19，各室的支路火道19均與一總火道18相連 通，在爐牆上設有總火道與總煙道出口，該相連通的總火道與爐體外的燃燒 室14相通，燃燒室中產出的煙氣流經各室頂部支路火道間接加熱上述各室內 物料後由爐牆上的總煙道出口排出；所述的總火道出口以及所述各室頂部的支路火道上都設有控制煙氣通量 的閘板。原料粗鋅中主要雜質金屬質量含量分別為鉛0.3 0.5%、鐵0.1 0.2%、 鎘0.17 0.2%，粗鋅自粗鋅入口槽1加入熔化室3中，熔化後的金屬鋅，流 經熔化室3，由熔化室3另一端的連通孔6流入熔析室5，並在其中充分沉澱 分層，去除雜質金屬鉛、鐵後的液鋅流入小豎井8，然後經碳化矽溜管9進入 低溫蒸發室10，低溫蒸發室內低沸點金屬鎘和部分鋅蒸發並排出，去除雜質 金屬鎘的高純度液鋅經過連通孔流入高溫蒸發室11，最後蒸發為鋅蒸氣並導 入鋅粉冷凝器產出高品質超細鋅粉，產品中雜質的質量含量為鉛<0.02%、 鐵<0.01%、鎘<0.01%。該蒸餾爐既能有效去除高沸點雜質鉛、鐵等，又能有效去除低沸點雜質 鎘，使產品質量比傳統臥式鋅蒸餾爐有了明顯提高。
權利要求1.一種去除粗鋅中金屬鎘、鉛和鐵的臥式鋅蒸餾爐，主要由熔化室、熔析室、低溫蒸發室、高溫蒸發室和燃燒室組成，其特徵是一爐體，在爐體內有並排布置的熔化室和熔析室，在熔化室與熔析室之間有一兩端與爐牆相連接的耐火隔牆，耐火隔牆的一端有將熔化室與熔析室相連通的連通孔；在熔化室和熔析室的一端爐牆上分別開有清理孔，熔化室的另一端與粗鋅入口槽相連通，且在熔化室與粗鋅入口槽之間設有碳化矽鋅封磚，在該碳化矽鋅封磚的底部有熔化室與粗鋅入口槽之間的鋅液流通通道；在熔析室的另一端設置有小豎井，小豎井的一端通過連通孔與熔析室相連通，小豎井的另一端連接有溜管，溜管的另一端與低溫蒸發室相連通；在小豎井內設有將小豎井分為兩部分的碳化矽鋅封磚，且該碳化矽鋅封磚與小豎井底部有鋅液流通通道；一蒸發室由低溫蒸發室與高溫蒸發室構成，低溫蒸發室的一端有與高溫蒸發室相連通的連通孔，低溫蒸發室的另一端的爐牆上開有清理孔，導氣管的一端伸入低溫蒸發室內，另一端與爐牆外的高鎘鋅冷凝器相連通；一導氣管的一端伸入高溫蒸發室內，另一端與爐牆外的鋅粉冷凝器相連通；上述各室的頂部都架設有碳化矽弧形隔板，碳化矽弧形隔板上方設有與總火道相通的支路火道，各室的支路火道均與一總煙道相連通，在爐牆上設有總火道與總煙道出口，該相連通的總火道與爐體外的燃燒室相通，燃燒室中產出的煙氣流經各室頂部支路火道間接加熱上述各室內物料後由爐牆上的總煙道出口排出；所述的總火道出口以及所述各室頂部的支路火道上都設有控制煙氣通量的閘板；所述的清理孔處安裝有爐門。
2. 根據權利要求1所述的去除粗鋅中金屬鎘、鉛和鐵的臥式鋅蒸餾爐，其 特徵是所述的導氣管是安裝在低溫蒸發室的頂部。
3. 根據權利要求1所述的去除粗鋅中金屬鎘、鉛和鐵的臥式鋅蒸餾爐，其 特徵是所述的導氣管是安裝在高溫蒸發室的頂部。
4. 根據權利要求1所述的去除粗鋅中金屬鎘、鉛和鐵的臥式鋅蒸餾爐，其 特徵是所述的溜管是碳化矽溜管。
專利摘要本實用新型涉及有色冶金行業的鋅粉製備裝置，尤其是涉及一種能夠去除粗鋅中金屬鎘、鉛和鐵的臥式鋅蒸餾爐。該爐主要由熔化室、熔析室、低溫蒸發室、高溫蒸發室和燃燒室等組成。熔化室用來熔化粗鋅，熔析室利用沉澱分層來去除鉛、鐵等雜質金屬，低溫蒸發室控制蒸發溫度使高鎘鋅率先蒸發並排出，高溫蒸發室中無鎘鋅蒸發產生高純度鋅蒸氣用來生產高品質鋅粉，同時剩餘高沸點金屬雜質殘留在殘餘物中並最終排出。上述各室的溫度由調節各室爐頂火道的閘板開度來靈活掌握和控制。本實用新型依據粗鋅中各元素成分沸點的高低和比重的差別而設計，最後由高溫蒸發室產出的鋅蒸氣純度很高，適合生產高品質鋅粉。
文檔編號C22B19/04GK201049960SQ20072010426
公開日2008年4月23日 申請日期2007年4月13日 優先權日2007年4月13日
發明者葵 劉, 王彥軍, 王愛平, 梁 郭 申請人:北京北礦鋅業有限責任公司