一种电热回转窑炼锌的方法

摘要

本发明提出的是一种电热回转窑炼锌的方法。锌矿粉与还原剂混合后加入到电热回转预热窑中进行预热处理，达到预定温度和时间后进入到电热回转炼锌窑中，完成蒸馏提锌和排渣、排气过程。本发明采用电热回转窑炼锌装置，通过原料的混合、预热与蒸馏过程，从锌矿石中在封闭的状态下提取锌金属。与传统的火法竖罐炼锌相比，具有对含碳还原剂要求低，预热和炼锌连续分别进行，节省能量和时间，锌提取率高，污染小，便于机械化与自动化控制的特点。适宜在炼锌领域中使用。

权利要求

1.一种电热回转窑炼锌的方法，其特征是：

电热回转窑炼锌装置结构：

在预热窑(2)的后端设有加料口(1)，在预热窑内设有预热窑腔(2.1)，在预热窑的外围环绕安装有预热窑转动机构(2.2)，在预热窑腔内安装有预热窑电加热器(2.3)，预热窑前侧的下部设有下料通道(3)与炼锌窑(5)相通，在下料通道内安装有下料器(4)，炼锌窑内设有炼锌窑腔(5.1)，炼锌窑外围安装在炼锌窑转动机构(5.2)上，在炼锌窑腔内安装有炼锌窑电加热器(5.3)，在炼锌窑后侧的下部连接有排渣道(6)，其内安装有出渣机(7)，在炼锌窑前侧连接有下冷凝器(8)，其上设有出锌口(9)，在下冷凝器上安装有搅拌器(10)，下冷凝器上部连接有排气管(11)并与上冷凝器(12)相通，在上冷凝器上部设有烟气出口(13)和待处理废气管(14)；

炼锌过程：

a、将锌矿粉与还原剂按比例混合，成为混合料；

b、将混合料通过加料口加入到预热窑(2)的预热窑腔(2.1)中，在电加热的条件下进行预热与预混，形成焙烧料；

c、焙烧料在预热窑中升温，预混和，并使还原剂挥发，形成气态，预热窑在工作时受到预热窑转动机构(2.2)的动力作用，不断旋转，使得其中的物料得以充分的混合；

d、混合后的焙烧料受到预热窑窑体转动的作用，从入口端向前端运动，到达下料通道(3)后，受到下料器(4)的作用，将焙烧料传输到炼锌窑(5)中；

e、在炼锌窑中，焙烧后的物料继续在电加热器的升温作用与还原剂的还原作用下，而使锌金属随同氧化碳气体受热蒸发，蒸发气流到达下冷凝器(8)中时，受到冷凝作用，锌蒸汽冷凝成为锌液，在搅拌器(10)的作用下，通过出锌口(9)流出，铸成锌锭产品；

f、通过下冷凝器的混合气体通过排气管导入到上冷凝器(12)中，进行分离，分离后取出兰锌，所得废气形成待处理废气，通过待处理废气管排出，不能冷凝的废气通过烟气出口(13)排出。

2.根据权利要求1所述的炼锌方法，其特征是：预热窑工作温度控制在500-600摄氏度，炼锌窑工作温度控制在1250-1350摄氏度。

说明书

技术领域

本发明提出的是冶金领域的金属冶炼方法，具体地说是一种电热回转窑炼锌的方法。

背景技术

从含锌矿物中提取锌金属元素的方法主要有火法、湿法。其中火法是将含锌矿物与优质煤混合制块、干燥，投入到竖罐中，点燃炉火，使物料升温，与此同时，通过碳将硫化锌或氧化锌还原，蒸发后冷凝成为金属锌。而湿法则是化学冶金的方法，通过溶剂将含锌矿物中的锌浸提出来，再经脱出溶剂或再与化学物质作用，转化，还原成为金属锌。
其中火法炼锌需要高质量的煤炭，需要混合制块，需要干燥处理，需要在竖罐中间隔阶段单炉炼制。所以，浪费优质煤炭资源，成本高；需要制块，浪费工时；需要干燥，需要能源多；而且烟气直接排放，对环境污染大。如上诸多因素导致炼锌成本居高不下，所以炼锌综合成本高，危害环境。

发明内容

本发明针对现有火法炼锌方法的不足，提出了一种电热回转窑炼锌的方法。该方法通过旋转的电加热预热窑和炼锌窑进行原料的预热与蒸馏，解决电热炼锌的技术问题。
本发明解决技术问题所采用的方案是：
电热回转窑炼锌装置结构
在预热窑的后端设有加料口，在预热窑内设有预热窑腔，在预热窑的外围环绕安装在预热窑转动机构上，在预热窑腔内安装有预热窑电加热器；预热窑前侧的下部设有下料通道与炼锌窑相通，在下料通道内安装有下料器；炼锌窑内设有炼锌窑腔，炼锌窑外围安装在炼锌窑转动机构上，在炼锌窑腔内安装有炼锌窑电加热器；在炼锌窑后侧的下部连接有排渣道，其内安装有出渣机；在炼锌窑前侧连接有下冷凝器，其上设有出锌口，在下冷凝器上安装有搅拌器；下冷凝器上部连接有排气管并与上冷凝器相通，在上冷凝器上部设有烟气出口和待处理废气管。
炼锌过程
a、将锌矿粉与还原剂按比例混合，成为混合料。
b、将混合料通过加料口加入到预热窑的窑腔中，在电加热的条件下进行预热与预混，形成焙烧料。
c、焙烧料在预热窑中升温，预混和，并使还原剂挥发，形成气态，预热窑在工作时受到预热窑转动机构的动力作用，不断旋转，使得其中的物料得以充分的混合。
d、混合后的焙烧料受到预热窑窑体转动的作用，从入口端向前端运动，到达下料通道后，受到下料器的作用，将焙烧料传输到炼锌窑中。
e、在炼锌窑中，焙烧后的物料继续在电加热器的升温作用与还原剂的还原作用，而使锌金属随同氧化碳气体受热蒸发，蒸发气流到达下冷凝器中时，受到冷凝作用，锌蒸汽冷凝成为锌液，在搅拌器的作用下，通过出锌口流出，铸成锌锭产品。
f、通过下冷凝器的混合气体通过排气管导入到上冷凝器中，进行分离，分离后取出兰锌，所得废气形成待处理废气，通过待处理废气管排出，不能冷凝的废气通过烟气出口排出。
积极效果，本发明采用电热回转窑炼锌装置，通过原料的混合、预热与蒸馏过程，从锌矿石中在封闭的状态下提取锌金属。与传统的火法竖罐炼锌相比，具有对含碳还原剂要求低，预热和炼锌连续分别进行节省能量和时间，锌提取率高，污染小，便于机械化与自动化控制的特点。适宜在炼锌领域中使用。

附图说明

图1为本发明电热回转窑炼锌装置图
图2为本发明炼锌过程图
图中，1.加料口，2.预热窑，2.1.预热窑腔，2.2.预热窑转动机构，2.3.预热窑电加热器，3.下料通道，4.下料器，5.炼锌窑，5.1.炼锌窑腔，5.2.炼锌窑转动机构，5.3.炼锌窑电加热器，6.排渣道，7.出渣机，8.下冷凝器，9.出锌口，10.搅拌器，11.排气管，12.上冷凝器，13.烟气出口，14.待处理废气管。

具体实施方式

电热回转窑炼锌装置结构
据图1所示，在预热窑2的后端设有加料口1，在预热窑内设有预热窑腔2.1，在预热窑的外围环绕安装在预热窑转动机构2.2上，在预热窑腔内安装有预热窑电加热器2.3；预热窑前侧的下部设有下料通道3与炼锌窑5相通，在下料通道内安装有下料器4；炼锌窑内设有炼锌窑腔5.1，炼锌窑外围安装在炼锌窑转动机构5.2上，在炼锌窑腔内安装有炼锌窑电加热器5.3；在炼锌窑后侧的下部连接有排渣道6，其内安装有出渣机7；在炼锌窑前侧连接有下冷凝器8，其上设有出锌口9，在下冷凝器上安装有搅拌器10；下冷凝器上部连接有排气管11并与上冷凝器12相通，在上冷凝器上部设有烟气出口13和待处理废气管14。
下冷凝器与上冷凝器的结构与现有的炼锌装置相同。
出渣机为螺旋出渣机结构或链板出渣机结构。
下料器为刮板传动结构。
电加热器采用硅碳棒或带有铠装外皮的耐高温的电加热体。
电加热器需要配套开关电路和温度调节电路，由电加热控制器控制与调节窑体内的温度状态。
预热窑和炼锌窑在旋转状态下工作。
预热窑和炼锌窑通过设在窑体外侧的齿圈与其下部支撑的驱动辊相动力传动。
炼锌过程
据图1和图2所示，其过程步骤是：
a、将锌矿粉与还原剂按比例混合，成为混合料。
b、将混合料通过加料口加入到预热窑2的窑腔2.1中，在电加热的情况下进行预热与预混，形成焙烧料。
c、焙烧料在预热窑中升温，预混和，并使还原剂挥发，形成气态，预热窑在工作时受到预热窑转动机构2.2的动力作用，不断旋转，使得其中的物料得以充分的混合。
d、混合后的焙烧料受到预热窑窑体转动的作用，从入口端向前端运动，到达下料通道3后，受到下料器4的作用，将焙烧料传输到炼锌窑5中。
e、在炼锌窑中，焙烧后的物料继续在电加热器的升温作用与还原剂的还原作用，而使锌金属随同氧化碳气体受热蒸发，蒸发气流到达下冷凝器8中时，受到冷凝作用，锌蒸汽冷凝成为锌液，在搅拌器10的作用下，通过出锌口9流出，铸成锌锭产品。
f、通过下冷凝器的混合气体通过排气管导入到上冷凝器12中，进行分离，分离后取出兰锌，所得废气形成待处理废气，通过待处理废气管排出，不能冷凝的废气通过烟气出口13排出。
预热窑工作温度控制在500-600摄氏度，炼锌窑工作温度控制在1250-1350摄氏度。
本发明与传统的火法炼锌相比，其优点在于：
1、锌矿粉与还原剂能够直接颗粒状的混合，省略了压块和烘干的过程，所以不但提高了功效，也节省了能源消耗，实现了节能的效果。尤其是可以使用价廉的普通煤炭作还原剂，不用昂贵的焦炭或煤炭。能够大幅度降低生产成本。
2、锌原料在预热窑和炼锌窑中自动流动，形成了机械连续化生产，减少了中间的环节，不但提高了功效，减少了环节，也减少了烟气泄漏对环境的污染。
3、由于炼锌过程连续化，便于操控生产设备的运行，减少了工时消耗，降低了劳动强度。
4、由于采用本方法炼锌是在回转炼锌窑装置内进行的，且装置结构严谨，所以生产效率也较高。