专利名称：去除粗锌中金属镉、铅和铁的卧式锌蒸馏炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及有色冶金行业的锌粉制备装置，尤其是涉及一种能够去 除粗锌中金属镉、铅和铁的卧式锌蒸馏炉。
背景技术：
目前国内外超细锌粉的制备方法主要是蒸馏冷凝法，锌蒸馏的装置主要 有卧式锌蒸馏炉和塔式锌蒸馏炉。卧式锌蒸馏炉投资小、见效快、安全可靠， 加之具有机动灵活的特点，因此一直以来在锌粉的生产中占有非常重要的地 位。但是传统卧式锌蒸馏炉仅能对粗锌中高沸点的铅、铁等杂质金属有效去 除，对于低沸点的杂质金属镉却是无能为力，而杂质金属含量正是锌粉的重 要质量指标之一。塔式锌蒸馏炉虽然除杂效果好，但其投资巨大，对原料和 操作要求很高。发明内容本实用新型的目的是为了克服传统卧式锌蒸馏炉除杂能力有限的缺点， 依据原料粗锌中各元素成分沸点的高低和比重的差别，提供一种去除粗锌中 金属镉、铅和铁的卧式锌蒸馏炉，使之既能去除高沸点杂质金属铅、铁，又 能去除低沸点杂质金属镉，既能像塔式蒸馏炉一样生产高品质锌粉又皆备卧 式锌粉炉的各种优点，概括其特点可简称为去除粗锌中金属镉、铅和铁的卧 式锌蒸馏炉。本实用新型的去除粗锌中金属镉、铅和铁的卧式锌蒸馏炉主要由熔化室、熔析室、低温蒸发室、高温蒸发室和燃烧室等组成，如图l、图2所示。一炉体，在炉体内有并排布置的熔化室和熔析室，在熔化室与熔析室之 间有一两端与炉墙相连接的耐火隔墙，耐火隔墙的一端有将熔化室与熔析室 相连通的连通孔；在熔化室和熔析室的一端炉墙上分别开有清理孔，熔化室 的另一端与粗锌入口槽相连通，且在熔化室与粗锌入口槽之间设有碳化硅锌
封砖，在该碳化硅锌封砖的底部有熔化室与粗锌入口槽之间的锌液流通通道； 在熔析室的另一端设置有小竖井，小竖井的一端通过连通孔与熔析室相连通， 小竖井的另一端连接有溜管，溜管的另一端与低温蒸发室相连通；在小竖井 内设有将小竖井分为两部分的碳化硅锌封砖，且该碳化硅锌封砖与小竖井底 部有锌液流通通道；一蒸发室由低温蒸发室与高温蒸发室构成，低温蒸发室的一端有与高温 蒸发室相连通的连通孔，低温蒸发室的另一端的炉墙上开有清理孔， 一导气 管的一端伸入低温蒸发室内，另一端与炉墙外的高镉锌冷凝器相连通； 一导 气管的一端伸入高温蒸发室内，另一端与炉墙外的锌粉冷凝器相连通；上述各室的顶部都架设有碳化硅弧形隔板，碳化硅弧形隔板上方设有与 总火道相通的支路火道，各室的支路火道均与一总烟道相连通，在炉墙上设 有总火道与总烟道出口，该相连通的总火道(烟道)与炉体外的燃烧室相通， 燃烧室中产出的烟气流经各室顶部支路火道间接加热上述各室内物料后由炉 墙上的总烟道出口排出；所述的总火道出口以及所述各室顶部的支路火道上都设有控制烟气通量 的闸板；所述的清理孔处安装有炉门。所述的熔化室与粗锌入口槽之间设有的碳化硅锌封砖，在碳化硅锌封砖 底部留有熔化室与粗锌入口槽之间的锌液流通通道，在生产过程中，锌液高 于碳化硅锌封砖底部，将外界空气与熔化炉内气体隔绝。所述的小竖井内的碳化硅锌封砖将小竖井分为两部分，且碳化硅锌封砖 与小竖井底部保留有锌液流通通道，在生产过程中，锌液高于碳化硅锌封砖 底部，将熔析室与低温蒸发室的气体隔绝，并可有效阻挡熔析室中的浮渣进 入低温蒸发室。所述的蒸发室包括低温蒸发室和高温蒸发室。所述的炉墙外包有钢板炉壳；炉墙由隔热材料与耐火材料砌筑而成。耐 火隔墙由耐火材料砌筑而成。所述的熔化室与熔析室都呈狭长型。 所述的导气管是安装在低温蒸发室的顶部。 所述的导气管是安装在高温蒸发室的顶部。 所述的溜管是碳化硅溜管。所述的熔化室、熔析室、低温蒸发室和高温蒸发室的加热方式都是隔焰 加热，隔焰采用碳化硅弧形板；燃烧室内以块煤为燃料在炉条上充分燃烧， 所产生烟气通过总火道导入高温蒸发室顶部支路火道，然后进入低温蒸发室
顶部支路火道，继而为熔析室和熔化室提供热量。本实用新型的去除粗锌中金属镉、铅和铁的卧式锌蒸馏炉的使用过程和 特点如下(1)粗锌锭由熔化室的粗锌入口槽加入到熔化室里，并在其中熔化为液锌，控制熔化室内温度为500 650°C; (2)液锌依次流过熔析室、小 竖井、低温蒸发室和高温蒸发室，其流路呈"之"字形，共有三程；(3)液 锌在熔析室中充分熔析分层，从下到上依次为粗铅层、硬锌层、液锌层、浮 渣层，液锌层内液锌流入小竖井，再由溜管导入低温蒸发室，达到去除高沸 点杂质铅、铁等的目的，控制熔析室的温度为450 550°C; (4)控制低温蒸 发室的温度为800 900°C，使液锌中的低沸点杂质如镉、砷等蒸发，蒸气导 入高镉锌冷凝器冷凝，然后回收利用，这样就有效去除了低沸点的杂质；(5) 控制高温蒸发室的温度为950 120(TC，使液锌充分蒸馏，高纯度锌蒸气导入 锌粉冷凝器生产超细锌粉，残余物中富集了剩余的高沸点金属，可进一步去 除铅、铁等杂质；(6)炉内各室的温度由调节各室炉顶支路火道(烟道)的 闸板开度来有效控制。
图1.本实用新型的去除粗锌中金属镉、 视示意图。图2.本实用新型的去除粗锌中金属镉-视示意图。 附图标记l.粗锌入口槽4.耐火隔墙7.清理孔IO.低温蒸发室13.炉壳16.锌粉冷凝器19.支路火道铅和铁的卧式锌蒸馏炉的平面剖铅和铁的卧式锌蒸馏炉的立面剖2.碳化硅锌封砖 5.熔析室 8.小竖井 ll.高温蒸发室 14.燃烧室 17.碳化硅弧形隔板3.熔化室 6.连通孑L 9.溜管 12.炉墙15.高镉锌冷凝器 18.总火道具体实施方式
请参见图l、图2。 一炉体，在炉体内有并排布置的都呈狭长型的熔化室 3和熔析室5，在熔化室3与熔析室5之间有一两端与炉墙12 (隔热材料与耐
火材料砌筑而成)相连接的耐火隔墙4 (耐火材料砌筑而成)，在炉墙12外包 有钢板炉壳13，在耐火隔墙4的一端有将熔化室3与熔析室5相连通的连通 孔6，并在熔化室3和熔析室5的一端炉墙上分别开有一清理孔7，熔化室3 的另一端与粗锌入口槽1相连通，且在熔化室与粗锌入口槽之间设有碳化硅 锌封砖2，在该碳化硅锌封砖2的底部有熔化室与粗锌入口槽之间的锌液流通 通道；在熔析室5的另一端设置有小竖井8，小竖井8的一端通过连通孔6与 熔析室5相连通，小竖井8的另一端连接有碳化硅溜管9，碳化硅溜管9的另 一端与低温蒸发室IO相连通；在小竖井内设有将小竖井分为两部分的碳化硅 锌封砖2，且该碳化硅锌封砖2与小竖井8底部有锌液流通通道；一蒸发室由低温蒸发室10与高温蒸发室11构成，低温蒸发室10的一端 有与高温蒸发室11相连通的连通孔6，低温蒸发室10的另一端的炉墙上开有 清理孔7， 一导气管的一端伸入低温蒸发室10内的顶部，另一端与炉墙外的 高镉锌冷凝器15相连通； 一导气管的一端伸入高温蒸发室11内的顶部，另 一端与炉墙外的锌粉冷凝器16相连通；上述各室的顶部都架设有碳化硅弧形隔板17，碳化硅弧形隔板17上方设 有与总火道18相通的支路火道19，各室的支路火道19均与一总火道18相连 通，在炉墙上设有总火道与总烟道出口，该相连通的总火道与炉体外的燃烧 室14相通，燃烧室中产出的烟气流经各室顶部支路火道间接加热上述各室内 物料后由炉墙上的总烟道出口排出；所述的总火道出口以及所述各室顶部的支路火道上都设有控制烟气通量 的闸板。原料粗锌中主要杂质金属质量含量分别为铅0.3 0.5%、铁0.1 0.2%、 镉0.17 0.2%，粗锌自粗锌入口槽1加入熔化室3中，熔化后的金属锌，流 经熔化室3，由熔化室3另一端的连通孔6流入熔析室5，并在其中充分沉淀 分层，去除杂质金属铅、铁后的液锌流入小竖井8，然后经碳化硅溜管9进入 低温蒸发室10，低温蒸发室内低沸点金属镉和部分锌蒸发并排出，去除杂质 金属镉的高纯度液锌经过连通孔流入高温蒸发室11，最后蒸发为锌蒸气并导 入锌粉冷凝器产出高品质超细锌粉，产品中杂质的质量含量为铅<0.02%、 铁<0.01%、镉<0.01%。该蒸馏炉既能有效去除高沸点杂质铅、铁等，又能有效去除低沸点杂质 镉，使产品质量比传统卧式锌蒸馏炉有了明显提高。
权利要求1.一种去除粗锌中金属镉、铅和铁的卧式锌蒸馏炉，主要由熔化室、熔析室、低温蒸发室、高温蒸发室和燃烧室组成，其特征是一炉体，在炉体内有并排布置的熔化室和熔析室，在熔化室与熔析室之间有一两端与炉墙相连接的耐火隔墙，耐火隔墙的一端有将熔化室与熔析室相连通的连通孔；在熔化室和熔析室的一端炉墙上分别开有清理孔，熔化室的另一端与粗锌入口槽相连通，且在熔化室与粗锌入口槽之间设有碳化硅锌封砖，在该碳化硅锌封砖的底部有熔化室与粗锌入口槽之间的锌液流通通道；在熔析室的另一端设置有小竖井，小竖井的一端通过连通孔与熔析室相连通，小竖井的另一端连接有溜管，溜管的另一端与低温蒸发室相连通；在小竖井内设有将小竖井分为两部分的碳化硅锌封砖，且该碳化硅锌封砖与小竖井底部有锌液流通通道；一蒸发室由低温蒸发室与高温蒸发室构成，低温蒸发室的一端有与高温蒸发室相连通的连通孔，低温蒸发室的另一端的炉墙上开有清理孔，导气管的一端伸入低温蒸发室内，另一端与炉墙外的高镉锌冷凝器相连通；一导气管的一端伸入高温蒸发室内，另一端与炉墙外的锌粉冷凝器相连通；上述各室的顶部都架设有碳化硅弧形隔板，碳化硅弧形隔板上方设有与总火道相通的支路火道，各室的支路火道均与一总烟道相连通，在炉墙上设有总火道与总烟道出口，该相连通的总火道与炉体外的燃烧室相通，燃烧室中产出的烟气流经各室顶部支路火道间接加热上述各室内物料后由炉墙上的总烟道出口排出；所述的总火道出口以及所述各室顶部的支路火道上都设有控制烟气通量的闸板；所述的清理孔处安装有炉门。
2. 根据权利要求1所述的去除粗锌中金属镉、铅和铁的卧式锌蒸馏炉，其 特征是所述的导气管是安装在低温蒸发室的顶部。
3. 根据权利要求1所述的去除粗锌中金属镉、铅和铁的卧式锌蒸馏炉，其 特征是所述的导气管是安装在高温蒸发室的顶部。
4. 根据权利要求1所述的去除粗锌中金属镉、铅和铁的卧式锌蒸馏炉，其 特征是所述的溜管是碳化硅溜管。
专利摘要本实用新型涉及有色冶金行业的锌粉制备装置，尤其是涉及一种能够去除粗锌中金属镉、铅和铁的卧式锌蒸馏炉。该炉主要由熔化室、熔析室、低温蒸发室、高温蒸发室和燃烧室等组成。熔化室用来熔化粗锌，熔析室利用沉淀分层来去除铅、铁等杂质金属，低温蒸发室控制蒸发温度使高镉锌率先蒸发并排出，高温蒸发室中无镉锌蒸发产生高纯度锌蒸气用来生产高品质锌粉，同时剩余高沸点金属杂质残留在残余物中并最终排出。上述各室的温度由调节各室炉顶火道的闸板开度来灵活掌握和控制。本实用新型依据粗锌中各元素成分沸点的高低和比重的差别而设计，最后由高温蒸发室产出的锌蒸气纯度很高，适合生产高品质锌粉。
文档编号C22B19/04GK201049960SQ20072010426
公开日2008年4月23日 申请日期2007年4月13日 优先权日2007年4月13日
发明者葵 刘, 王彦军, 王爱平, 梁 郭 申请人:北京北矿锌业有限责任公司