一种处理热镀锌渣或锌锡粉的连续真空蒸馏设备的制作方法

文档序号:15664294发布日期:2018-10-13 01:47阅读:473来源:国知局

本实用新型涉及一种处理热镀锌渣或锌锡粉的连续真空蒸馏设备,属于真空冶金技术领域。



背景技术:

真空炉即在炉体内部利用真空系统(真空泵、真空测量装置、真空阀等)使炉体内部压强小于一个标准大气压,从而进行冶金过程的设备。目前被广泛用于金属提纯、合金分离等方向。热镀锌渣和锌锡粉均为冶金固体废料,对这两种类废弃物有效地开展资源化深度利用,将为热镀锌生产单位带来一定的经济效益,同时还有节约资源、保护环境等方面的社会和生态效益。

专利CN201010532782.5公开了一种热镀锌渣类废弃物真空蒸发快速冷凝制备超细锌粉的方法。即先通过对含金属锌的热镀锌渣类固体废弃物进行熔炼前处理,使废料中的金属与氧化渣分离。再将锌合金真空蒸馏并将锌蒸汽快速冷却于冷凝器中,最后通过气流分级得到少部分粗颗粒与大部分各种粒级的超细锌粉产品。该方法属于材料制备领域,不属于冶金领域,且无法大量、连续处理热镀锌渣,制约了热镀锌渣处理工艺的发展。

专利CN201510902643.X公开了一种利用热镀锌渣生产球形锌粉的方法。即先将热镀锌渣进行粗破、筛分后置于密封的耐热反应装置底部,通过喷吹惰性气体或氮气,在高温条件下使锌全部蒸发进入冷凝装置中快速冷却得到球形锌粉。该方法属于材料制备领域,不属于冶金领域,且反应温度高,无法大量、连续处理热镀锌渣,制约了热镀锌渣处理工艺的发展。

专利CN201120573552.3公开了一种用热镀锌渣直接制备高纯度锌制品的蒸馏炉。炉体内依次设有熔化段、蒸发段和精馏段,熔化段和蒸发段水平设置,精馏段竖直设置;其中,熔化段一端设有原料入口,熔化段另一端与蒸发段连通,蒸发段的出口通过连接通道与精馏段内设置的碳化硅塔盘的入口连通,蒸发段的出口连接碳化硅塔盘的入口的连接通道可以是管状通道;精馏段内的碳化硅塔盘的出口通过锌蒸气导管与炉体外部的冷凝器连通。该方法通过燃料加热会产生大量烟气,不满足绿色冶金要求;未经处理的热镀锌渣流动性差降低生产效率;且在常压条件下进行作业,提高反应温度,会造成大量资源浪费,降低企业生产效益。

因此,需要开发一种处理热镀锌渣和锌锡粉的连续真空蒸馏设备,实现真空连续操作,产品纯度高,处理过程绿色环保、无污染,同时可提高企业生产效率、降低企业生产成本。



技术实现要素:

针对上述现有技术存在的问题及不足,本实用新型提供一种处理热镀锌渣或锌锡粉的连续真空蒸馏设备。本装置以热镀锌渣或锌锡粉作为原料,经处理后,通过料液密封与真空蒸馏系统形成密闭空间,调节液位高度实现连续进料,得到金属锌的过程。本装置可实现真空连续进料,产品纯度高,处理过程绿色环保、无污染,同时可提高企业生产效率、降低企业生产成本。本实用新型通过以下技术方案实现。

一种处理热镀锌渣或锌锡粉的连续真空蒸馏设备,包括进出料系统、真空蒸馏系统和加热系统,进出料系统包括气相物料出料池、进料池Ⅰ、进料池Ⅱ、收渣池和滤渣挡板,真空蒸馏系统包括真空炉,真空炉顶部通过密封管道连接气相物料出料池,真空炉底部分别依次通过密封管道连接进料池Ⅰ、进料池Ⅱ,真空炉下部的一侧通过密封管道连接的封闭收渣池,真空炉内部且水平位置位于连接封闭收渣池的密封管道出渣口处设有滤渣挡板,气相物料出料池、进料池Ⅰ、进料池Ⅱ、真空炉上均设有独立的加热系统,气相物料出料池、进料池Ⅰ、进料池Ⅱ与密封管道连接处分别有相对应的物料熔融液进行液封。

所述真空炉包括抽真空设备和真空测量设备。

所述加热系统采用电阻加热或感应加热。

所述真空炉内部设有滤渣挡板Ⅰ和滤渣挡板Ⅱ。

一种处理热镀锌渣或锌锡粉的连续真空蒸馏设备的应用方法,其具体步骤如下:

步骤1、将进料池Ⅰ、进料池Ⅱ分别添加相应的物料和添加剂,分别通过独立的加热系统将物料和添加剂熔融成液体将密封管道入口处进行液封;将金属锌置于气相物料出料池中,采用独立的加热系统熔融成锌液将密封管道入口处进行液封;

步骤2、将真空炉抽真空,进料池Ⅰ和进料池Ⅱ中的物料金属液将从密封管道进入到真空炉中,控制真空炉中的物料金属液低于连接收渣池的密封管道出渣口,采用独立的加热系统对真空炉进行加热,加热过程中产生的锌蒸气从顶部的密封管道进入到气相物料出料池中,通过向进料池Ⅰ、进料池Ⅱ中持续的加入相应的物料和添加剂实现真空连续作业,等连续作业完成后反应残液从进料池Ⅰ或进料池Ⅱ中流出。

处理物料为热镀锌渣时,具体步骤为:

步骤1、将进料池Ⅰ、进料池Ⅱ分别添加热镀锌渣和铝,分别通过独立的加热系统将热镀锌渣升温至700℃~900℃和铝升温至700℃~800℃熔融成液体将密封管道入口处进行液封;将金属锌置于气相物料出料池中,采用独立的加热系统加热至450℃~500℃熔融成锌液将密封管道入口处进行液封;

步骤2、将真空炉抽真空至真空度为0~100pa,进料池Ⅰ和进料池Ⅱ中的物料金属液将从密封管道进入到真空炉中,控制真空炉中的物料金属液低于连接收渣池的密封管道出渣口,采用独立的加热系统对真空炉进行加热至650℃~750℃,加热过程中产生的锌蒸气从顶部的密封管道进入到气相物料出料池中,通过向进料池Ⅰ、进料池Ⅱ中持续的加入相应的物料和添加剂实现真空连续作业,等连续作业完成后反应残液从进料池Ⅰ或进料池Ⅱ中流出。

所述连续真空蒸馏设备首次作业时,进料池Ⅰ中的热镀锌渣加入热镀锌渣总质量30%~50%的铝;后续作业过程中仅只需在进料池Ⅰ中加入热镀锌渣。

处理物料为锌锡粉时,具体步骤为:

步骤1、将进料池Ⅰ、进料池Ⅱ分别添加热锌锡粉和锡,分别通过独立的加热系统将热镀锌渣升温至700℃~900℃和锡升温至300℃~400℃熔融成液体将密封管道入口处进行液封;将金属锌置于气相物料出料池中,采用独立的加热系统加热至450℃~500℃熔融成锌液将密封管道入口处进行液封;

步骤2、将真空炉抽真空至真空度为0~100pa,进料池Ⅰ和进料池Ⅱ中的物料金属液将从密封管道进入到真空炉中,控制真空炉中的物料金属液低于连接收渣池的密封管道出渣口,采用独立的加热系统对真空炉进行加热至650℃~750℃,加热过程中产生的锌蒸气从顶部的密封管道进入到气相物料出料池中,通过向进料池Ⅰ、进料池Ⅱ中持续的加入相应的物料和添加剂实现真空连续作业,等连续作业完成后反应残液从进料池Ⅰ或进料池Ⅱ中流出。

所述连续真空蒸馏设备首次作业时,进料池Ⅰ中的锌锡粉加入锌锡粉总质量30%~50%的锡;后续作业过程中仅只需在进料池Ⅰ中加入锌锡粉。

上述真空炉真空冶炼过程中产生的渣经滤渣挡板Ⅰ和滤渣挡板Ⅱ阻挡后从密封管道进入到封闭收渣池中。

本实用新型的有益效果是:

(1)本装置可实现真空连续进料,产品纯度高,处理过程绿色环保、无污染,同时可提高企业生产效率、降低企业生产成本。

(2)本方法通过对原料的处理可以改变其流动性,优化了试验过程,在蒸馏的过程中,可以实现真空连续进出料,加热后的物料可在回流板内运动,实现气液交互,在气液相交互的过程中,进行热量交换实现物料精馏,更好地达到分离的效果。

附图说明

图1是本实用新型设备结构示意图。

图中:1-气相物料出料池,2-进料池Ⅰ,3-进料池Ⅱ,4-滤渣挡板Ⅰ,5-滤渣挡板Ⅱ,6-收渣池,7-真空炉。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式,对本实用新型作进一步说明。

实施例1

如图1所示,该处理热镀锌渣的连续真空蒸馏设备,包括进出料系统、真空蒸馏系统和加热系统,进出料系统包括气相物料出料池1、进料池Ⅰ2、进料池Ⅱ3、收渣池6和滤渣挡板,真空蒸馏系统包括真空炉7,真空炉7顶部通过密封管道连接气相物料出料池1,真空炉7底部分别依次通过密封管道连接进料池Ⅰ2、进料池Ⅱ3,真空炉7下部的一侧通过密封管道连接的封闭收渣池6,真空炉7内部且水平位置位于连接封闭收渣池6的密封管道出渣口处设有滤渣挡板,气相物料出料池1、进料池Ⅰ2、进料池Ⅱ3、真空炉7上均设有独立的加热系统,气相物料出料池1、进料池Ⅰ2、进料池Ⅱ3与密封管道连接处分别有相对应的物料熔融液进行液封。

其中真空炉7包括抽真空设备和真空测量设备;加热系统采用电阻加热;真空炉7内部设有滤渣挡板Ⅰ4和滤渣挡板Ⅱ5。

该处理热镀锌渣的连续真空蒸馏设备的应用方法,其具体步骤如下:

步骤1、将进料池Ⅰ2、进料池Ⅱ3分别添加热镀锌渣(含锌78.13wt%)和铝,分别通过独立的加热系统将热镀锌渣升温至800℃和铝升温至750℃熔融成液体将密封管道入口处进行液封;将金属锌置于气相物料出料池1中,采用独立的加热系统加热至450℃熔融成锌液将密封管道入口处进行液封;

步骤2、将真空炉7抽真空至真空度为50pa,进料池Ⅰ2和进料池Ⅱ3中的物料金属液将从密封管道进入到真空炉7中,控制真空炉7中的物料金属液低于连接收渣池6的密封管道出渣口,采用独立的加热系统对真空炉7进行加热至700℃,加热过程中产生的锌蒸气从顶部的密封管道进入到气相物料出料池1中,通过向进料池Ⅰ2、进料池Ⅱ3中持续的加入相应的物料和添加剂实现真空连续作业,等连续作业完成后反应残液从进料池Ⅰ2或进料池Ⅱ3中流出;其中连续真空蒸馏设备首次作业时,进料池Ⅰ2中的热镀锌渣加入热镀锌渣总质量30%的铝;后续作业过程中仅只需在进料池Ⅰ2中加入热镀锌渣。

经本实施例真空冶炼在气相物料出料池1中得到99.85wt%的金属锌。

实施例2

如图1所示,该处理热镀锌渣的连续真空蒸馏设备,包括进出料系统、真空蒸馏系统和加热系统,进出料系统包括气相物料出料池1、进料池Ⅰ2、进料池Ⅱ3、收渣池6和滤渣挡板,真空蒸馏系统包括真空炉7,真空炉7顶部通过密封管道连接气相物料出料池1,真空炉7底部分别依次通过密封管道连接进料池Ⅰ2、进料池Ⅱ3,真空炉7下部的一侧通过密封管道连接的封闭收渣池6,真空炉7内部且水平位置位于连接封闭收渣池6的密封管道出渣口处设有滤渣挡板,气相物料出料池1、进料池Ⅰ2、进料池Ⅱ3、真空炉7上均设有独立的加热系统,气相物料出料池1、进料池Ⅰ2、进料池Ⅱ3与密封管道连接处分别有相对应的物料熔融液进行液封。

其中真空炉7包括抽真空设备和真空测量设备;加热系统采用感应加热;真空炉7内部设有滤渣挡板Ⅰ4和滤渣挡板Ⅱ5。

该处理热镀锌渣的连续真空蒸馏设备的应用方法,其具体步骤如下:

步骤1、将进料池Ⅰ2、进料池Ⅱ3分别添加热镀锌渣(含锌83.24wt%)和铝,分别通过独立的加热系统将热镀锌渣升温至700℃和铝升温至700℃熔融成液体将密封管道入口处进行液封;将金属锌置于气相物料出料池1中,采用独立的加热系统加热至480℃熔融成锌液将密封管道入口处进行液封;

步骤2、将真空炉7抽真空至真空度为100pa,进料池Ⅰ2和进料池Ⅱ3中的物料金属液将从密封管道进入到真空炉7中,控制真空炉7中的物料金属液低于连接收渣池6的密封管道出渣口,采用独立的加热系统对真空炉7进行加热至650℃,加热过程中产生的锌蒸气从顶部的密封管道进入到气相物料出料池1中,通过向进料池Ⅰ2、进料池Ⅱ3中持续的加入相应的物料和添加剂实现真空连续作业,等连续作业完成后反应残液从进料池Ⅰ2或进料池Ⅱ3中流出。其中连续真空蒸馏设备首次作业时,进料池Ⅰ2中的热镀锌渣加入热镀锌渣总质量40%的铝;后续作业过程中仅只需在进料池Ⅰ2中加入热镀锌渣。

经本实施例真空冶炼在气相物料出料池1中得到99.32wt%的金属锌。

实施例3

如图1所示,该处理热镀锌渣的连续真空蒸馏设备,包括进出料系统、真空蒸馏系统和加热系统,进出料系统包括气相物料出料池1、进料池Ⅰ2、进料池Ⅱ3、收渣池6和滤渣挡板,真空蒸馏系统包括真空炉7,真空炉7顶部通过密封管道连接气相物料出料池1,真空炉7底部分别依次通过密封管道连接进料池Ⅰ2、进料池Ⅱ3,真空炉7下部的一侧通过密封管道连接的封闭收渣池6,真空炉7内部且水平位置位于连接封闭收渣池6的密封管道出渣口处设有滤渣挡板,气相物料出料池1、进料池Ⅰ2、进料池Ⅱ3、真空炉7上均设有独立的加热系统,气相物料出料池1、进料池Ⅰ2、进料池Ⅱ3与密封管道连接处分别有相对应的物料熔融液进行液封。

其中真空炉7包括抽真空设备和真空测量设备;加热系统采用感应加热;真空炉7内部设有滤渣挡板Ⅰ4和滤渣挡板Ⅱ5。

该处理热镀锌渣的连续真空蒸馏设备的应用方法,其具体步骤如下:

步骤1、将进料池Ⅰ2、进料池Ⅱ3分别添加热镀锌渣(含锌54.78wt%)和铝,分别通过独立的加热系统将热镀锌渣升温至900℃和铝升温至800℃熔融成液体将密封管道入口处进行液封;将金属锌置于气相物料出料池1中,采用独立的加热系统加热至500℃熔融成锌液将密封管道入口处进行液封;

步骤2、将真空炉7抽真空至真空度为0pa,进料池Ⅰ2和进料池Ⅱ3中的物料金属液将从密封管道进入到真空炉7中,控制真空炉7中的物料金属液低于连接收渣池6的密封管道出渣口,采用独立的加热系统对真空炉7进行加热至750℃,加热过程中产生的锌蒸气从顶部的密封管道进入到气相物料出料池1中,通过向进料池Ⅰ2、进料池Ⅱ3中持续的加入相应的物料和添加剂实现真空连续作业,等连续作业完成后反应残液从进料池Ⅰ2或进料池Ⅱ3中流出。其中连续真空蒸馏设备首次作业时,进料池Ⅰ2中的热镀锌渣加入热镀锌渣总质量50%的铝;后续作业过程中仅只需在进料池Ⅰ2中加入热镀锌渣。

经本实施例真空冶炼在气相物料出料池1中得到99.03wt%的金属锌。

实施例4

如图1所示,该处理锌锡粉的连续真空蒸馏设备,包括进出料系统、真空蒸馏系统和加热系统,进出料系统包括气相物料出料池1、进料池Ⅰ2、进料池Ⅱ3、收渣池6和滤渣挡板,真空蒸馏系统包括真空炉7,真空炉7顶部通过密封管道连接气相物料出料池1,真空炉7底部分别依次通过密封管道连接进料池Ⅰ2、进料池Ⅱ3,真空炉7下部的一侧通过密封管道连接的封闭收渣池6,真空炉7内部且水平位置位于连接封闭收渣池6的密封管道出渣口处设有滤渣挡板,气相物料出料池1、进料池Ⅰ2、进料池Ⅱ3、真空炉7上均设有独立的加热系统,气相物料出料池1、进料池Ⅰ2、进料池Ⅱ3与密封管道连接处分别有相对应的物料熔融液进行液封。

其中真空炉7包括抽真空设备和真空测量设备;加热系统采用感应加热;真空炉7内部设有滤渣挡板Ⅰ4和滤渣挡板Ⅱ5。

该处理锌锡粉的连续真空蒸馏设备的应用方法,其具体步骤如下:

步骤1、将进料池Ⅰ2、进料池Ⅱ3分别添加锌锡粉(含锌40.43wt%)和锡,分别通过独立的加热系统将热镀锌渣升温至700℃和铝升温至300℃熔融成液体将密封管道入口处进行液封;将金属锌置于气相物料出料池1中,采用独立的加热系统加热至450℃熔融成锌液将密封管道入口处进行液封;

步骤2、将真空炉7抽真空至真空度为0pa,进料池Ⅰ2和进料池Ⅱ3中的物料金属液将从密封管道进入到真空炉7中,控制真空炉7中的物料金属液低于连接收渣池6的密封管道出渣口,采用独立的加热系统对真空炉7进行加热至650℃,加热过程中产生的锌蒸气从顶部的密封管道进入到气相物料出料池1中,通过向进料池Ⅰ2、进料池Ⅱ3中持续的加入相应的物料和添加剂实现真空连续作业,等连续作业完成后反应残液从进料池Ⅰ2或进料池Ⅱ3中流出。其中连续真空蒸馏设备首次作业时,进料池Ⅰ2中的锌锡粉加入锌锡粉总质量30%的锡;后续作业过程中仅只需在进料池Ⅰ2中加入锌锡粉。

经本实施例真空冶炼在气相物料出料池1中得到99.45wt%的金属锌。

实施例5

如图1所示,该处理锌锡粉的连续真空蒸馏设备,包括进出料系统、真空蒸馏系统和加热系统,进出料系统包括气相物料出料池1、进料池Ⅰ2、进料池Ⅱ3、收渣池6和滤渣挡板,真空蒸馏系统包括真空炉7,真空炉7顶部通过密封管道连接气相物料出料池1,真空炉7底部分别依次通过密封管道连接进料池Ⅰ2、进料池Ⅱ3,真空炉7下部的一侧通过密封管道连接的封闭收渣池6,真空炉7内部且水平位置位于连接封闭收渣池6的密封管道出渣口处设有滤渣挡板,气相物料出料池1、进料池Ⅰ2、进料池Ⅱ3、真空炉7上均设有独立的加热系统,气相物料出料池1、进料池Ⅰ2、进料池Ⅱ3与密封管道连接处分别有相对应的物料熔融液进行液封。

其中真空炉7包括抽真空设备和真空测量设备;加热系统采用电阻加热;真空炉7内部设有滤渣挡板Ⅰ4和滤渣挡板Ⅱ5。

该处理锌锡粉的连续真空蒸馏设备的应用方法,其具体步骤如下:

步骤1、将进料池Ⅰ2、进料池Ⅱ3分别添加锌锡粉(含锌48.92wt%)和锡,分别通过独立的加热系统将热镀锌渣升温至800℃和铝升温至350℃熔融成液体将密封管道入口处进行液封;将金属锌置于气相物料出料池1中,采用独立的加热系统加热至480℃熔融成锌液将密封管道入口处进行液封;

步骤2、将真空炉7抽真空至真空度为50pa,进料池Ⅰ2和进料池Ⅱ3中的物料金属液将从密封管道进入到真空炉7中,控制真空炉7中的物料金属液低于连接收渣池6的密封管道出渣口,采用独立的加热系统对真空炉7进行加热至700℃,加热过程中产生的锌蒸气从顶部的密封管道进入到气相物料出料池1中,通过向进料池Ⅰ2、进料池Ⅱ3中持续的加入相应的物料和添加剂实现真空连续作业,等连续作业完成后反应残液从进料池Ⅰ2或进料池Ⅱ3中流出。其中连续真空蒸馏设备首次作业时,进料池Ⅰ2中的锌锡粉加入锌锡粉总质量40%的锡;后续作业过程中仅只需在进料池Ⅰ2中加入锌锡粉。

经本实施例真空冶炼在气相物料出料池1中得到99.67wt%的金属锌。

实施例6

如图1所示,该处理锌锡粉的连续真空蒸馏设备,包括进出料系统、真空蒸馏系统和加热系统,进出料系统包括气相物料出料池1、进料池Ⅰ2、进料池Ⅱ3、收渣池6和滤渣挡板,真空蒸馏系统包括真空炉7,真空炉7顶部通过密封管道连接气相物料出料池1,真空炉7底部分别依次通过密封管道连接进料池Ⅰ2、进料池Ⅱ3,真空炉7下部的一侧通过密封管道连接的封闭收渣池6,真空炉7内部且水平位置位于连接封闭收渣池6的密封管道出渣口处设有滤渣挡板,气相物料出料池1、进料池Ⅰ2、进料池Ⅱ3、真空炉7上均设有独立的加热系统,气相物料出料池1、进料池Ⅰ2、进料池Ⅱ3与密封管道连接处分别有相对应的物料熔融液进行液封。

其中真空炉7包括抽真空设备和真空测量设备;加热系统采用电阻加热;真空炉7内部设有滤渣挡板Ⅰ4和滤渣挡板Ⅱ5。

该处理锌锡粉的连续真空蒸馏设备的应用方法,其具体步骤如下:

步骤1、将进料池Ⅰ2、进料池Ⅱ3分别添加锌锡粉(含锌53.56wt%)和锡,分别通过独立的加热系统将热镀锌渣升温至900℃和铝升温至400℃熔融成液体将密封管道入口处进行液封;将金属锌置于气相物料出料池1中,采用独立的加热系统加热至500℃熔融成锌液将密封管道入口处进行液封;

步骤2、将真空炉7抽真空至真空度为100pa,进料池Ⅰ2和进料池Ⅱ3中的物料金属液将从密封管道进入到真空炉7中,控制真空炉7中的物料金属液低于连接收渣池6的密封管道出渣口,采用独立的加热系统对真空炉7进行加热至750℃,加热过程中产生的锌蒸气从顶部的密封管道进入到气相物料出料池1中,通过向进料池Ⅰ2、进料池Ⅱ3中持续的加入相应的物料和添加剂实现真空连续作业,等连续作业完成后反应残液从进料池Ⅰ2或进料池Ⅱ3中流出。其中连续真空蒸馏设备首次作业时,进料池Ⅰ2中的锌锡粉加入锌锡粉总质量50%的锡;后续作业过程中仅只需在进料池Ⅰ2中加入锌锡粉。

经本实施例真空冶炼在气相物料出料池1中得到99.23wt%的金属锌。

以上结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明,但是本实用新型并不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

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