一种氧化锌提纯炉的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种氧化锌提纯炉，属于高温还原反应的工业生产设备领域，尤其是通过煤气燃烧形成还原性气氛、还原反应区与氧化反应区分离、风口剧烈氧化反应的氧化锌提纯炉。
【背景技术】
[0002]目前，国内大多数生产氧化锌的企业，采用间接法，即以锌锭为原料，经加热使其升华气化，再与空气中的氧反应生成氧化锌，冷却后落入收集装置中，从而得到工业产品氧化锌。
[0003]然而，在工业生产和生活中，常存在一些废锌杂料。这些废锌杂料来源复杂、含锌范围宽。比如，钢铁件热镀锌时产生锌渣、锌灰、带土锌颗粒；一些废镀锌件不能再使用而进入废料；镀锌件加工时切去的边角；还有冶锌工业产生的废渣、少量锌矿料；以及钢铁生产中产生的富含锌的烟尘等。这些废锌杂料中常常包含有尘土、石块、钢铁件等，锌含量往往偏低，由于不便利用，常堆积在角落，在风吹雨打下造成周围环境的恶化。因此，利用废锌杂料中的宝贵锌资源，不仅可以实现资源的再生利用，降低生产成本，提高经济效益，而且还可以美化环境，增加社会效益。
[0004]在生产上，对于含锌高的废料，常采用重熔技术使锌回收；一些单一来源的稳定锌含量的废料，可以采用化学法提取。但是对于零散回收来的、含锌范围变化大的混合型废锌杂料，在工业生产上再生利用，存在一定的难度。
[0005]针对这样的废锌杂料，采用回转窑进行一级蒸馏，使废锌杂料中的纯锌直接升华、氧化锌经碳还原后升华，随后气态金属锌氧化并在冷却装置中形成固体氧化锌颗粒，就可除去废锌杂杂料中的尘土、石头、钢铁等成分，得到含氧化锌70%—80%的粗氧化锌。
[0006]现有技术存在的问题是粗氧化锌和焦碳粉需先制成球团，球团集中进入还原区，粗氧化锌原的还原反应不均匀，热气流不稳定，影响氧化反应后氧化锌按颗粒大小分级收集；采用室式氧化技术，氧化反应不剧烈，氧化锌颗粒较大。
[0007]本实用新型通过煤气燃烧形成还原气氛，采用连续提供粗氧化锌和焦碳粉组成的混合料，还原反应均匀、连续；采用异地风口氧化技术，氧化反应剧烈，形成的氧化锌颗粒细小。
[0008]本实用新型提纯氧化锌的工艺是，将焦煤粉破碎成小于40目的细粉料，并与粗氧化锌按一定比例进行混合，放入高温螺旋给料反应器的料斗中，均匀送入炉膛8，并在炉膛8内分散开来；在还原性气氛中，氧化锌被还原成金属态锌，且升华成气态；还原反应如下:
[0009]C+02 = CO2 ? ；
[0010]C02+C = 2CO ? ；
[0011]ZnO+CO = Zn(g) ? +CO2 ? ；
[0012]Zn0.Fe203+C0 = ZnO+2FeO+ CO2 个。
[0013]当温度在1050°C以上时(常采用1100°C —1300°C )，上述反应得以迅速进行；同时氧化铁被还原为金属铁，更进一步促进了氧化锌的还原:
[0014]ZnO+ Fe == FeO+ Zn(g) ?。
[0015]气态锌上升进入烟道7，到达通风氧化口 6时，与空气中的氧发生剧烈的氧化反应，形成极为细小的颗粒状氧化锌。氧化锌在斗式冷却收集装置中冷却，并按颗粒大小进入不同的收集斗中，实现按颗粒大小分级。
【发明内容】
[0016]本实用新型要解决的技术问题是通过火法工艺，借助还原-升华-氧化过程，完成粗氧化锌的提纯和颗粒细化。为此，本实用新型提供了一种氧化锌提纯炉，包括炉底(1)、炉门(2)、保温层(3)、耐火层(4)、烟道出口(5)、通风氧化口(6)、烟道(7)、炉膛(8)、碳化焰(9)、煤气烧嘴(10)、安装孔(11);所述炉底(I)系用耐火泥将耐火砖平铺在地面上形成；在炉底(I)的上面，用耐火泥和耐火砖砌成炉膛(8);再向上，耐火砖在砌墙时逐渐向内收缩尺寸，最终与烟道(7)尺寸一致，形成圆台形；再向上，耐火砖在砌墙时逐渐转弯，形成水平结构的烟道(7);在烟道转平后3000-5000mm处的侧面，开有与大气相通的通风氧化口
(6);耐火砖作为耐火层(4)，在其外面砌有保温砖，作为保温层(3);在炉膛(8)侧面的底部保温层、耐火层上，开有安装孔(11)，孔径大小与高温螺旋给料反应器的外径一致；在安装孔(11)的上方200—500 mm处，穿过保温层、耐火层安装有煤气烧嘴(10);在安装孔(11)的对面安装有炉门(2)。
[0017]所述炉膛(8)系耐火泥和耐火砖砌成的内径300—1000mm、高400—1000 mm的圆筒形结构；耐火泥和耐火砖材质需能长时间经受1150°C -1250°C高温和煤气烧嘴(10)喷出的碳化焰(9)形成的还原气氛。
[0018]本实用新型与现有技术相比，具有如下显著的优点:本实用新型结构简单，以煤气燃烧形成还原性气氛并维持高温，远离还原区的烟道上开设通风氧化口，实现了还原反应与氧化反应的有效分离，且风口氧化技术使氧化反应剧烈，氧化锌颗粒变得极为细小。
【附图说明】
[0019]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0020]图1为本实用新型的结构示意图；其中:1、炉底，2、炉门，3、保温层，4、耐火层，5、烟道出口，6、通风氧化口，7、烟道，8、炉膛，9、碳化焰，10、煤气烧嘴，11、安装孔。
【具体实施方式】
[0021]参见附图1可知，本实用新型具体涉及一种氧化锌提纯炉，适用于粗氧化锌的提纯，该氧化锌提纯炉主要包括炉底1、炉门2、保温层3、耐火层4、烟道出口 5、通风氧化口 6、烟道7、炉膛8、碳化焰9、煤气烧嘴10、安装孔11。其中，炉底1、炉门2、保温层3、耐火层4形成圆柱形炉膛8，并向上形成圆锥、过渡为烟道7。在炉膛的侧面，安装有煤气烧嘴10，喷出碳化焰9，使炉膛8呈还原性气氛，并维持1150°C -1250°C。安装孔11用于穿入高温螺旋给料反应器，能使粗氧化锌粉料和焦煤粉组成的原料连续送入炉膛8，并在高温螺旋给料反应器前端还原反应形成金属锌，进而升华成气态锌，随气流上升进入烟道7。烟道7上开有与大气相通的、可控的通风氧化口 6，能实现气态锌的剧烈氧化反应，形成高纯度氧化锌微粒，随热气流经烟道出口 5进入冷却收集装置。
[0022]本实用新型工作过程为：给煤气烧嘴10通入煤气、空气，点燃，调节煤气和助燃空气的流量比例，形成碳化火焰9，并使炉膛8内的温度维持在1150°C —1250°C ;在高温螺旋给料反应器的料斗中装入粗氧化锌和细焦碳粉的混合料，开启高温螺旋给料反应器的电机，向炉膛8连续供料。粗氧化锌和细焦碳粉的混合料在高温螺旋给料反应器的前端分散开来，与炉内还原性气氛接触，使氧化锌产生还原反应，生成金属锌，进而升华成气态锌，随热气流上升进入烟道7 ;烟道7内的气态锌，经过通风氧化口 6时，与大气中的氧产生剧烈的氧化反应，形成氧化锌微粒。氧化锌微粒随热气流进入斗式冷却收集装置中冷却，按颗粒大小不同，进入不同的收集斗中，实现按颗粒分级；在抽风机抽力下，尾气排出斗式冷却收集装置，进入水雾除尘器，将固体微粒拦截下来，并将纯净废气排到大气中；每天开启设备前，打开炉门1，把粗氧化锌还原后剩余的极少量的残余废料清除到炉外。
[0023]本实用新型可以在实现氧化锌纯度提高的同时，细化氧化锌颗粒。
【主权项】
1.一种氧化锌提纯炉，其特征是，包括炉底(1)、炉门(2)、保温层(3)、耐火层(4)、烟道出口(5)、通风氧化口(6)、烟道(7)、炉膛(8)、碳化焰(9)、煤气烧嘴(10)、安装孔(11)；所述炉底(I)系用耐火泥将耐火砖平铺在地面上形成；在炉底(I)的上面，用耐火泥和耐火砖砌成炉膛(8);再向上，耐火砖在砌墙时逐渐向内收缩尺寸，最终与烟道(7)尺寸一致，形成圆台形；再向上，耐火砖在砌墙时逐渐转弯，形成水平结构的烟道(7);在烟道转平后3000—5000mm处的侧面，开有与大气相通的通风氧化口(6);耐火砖作为耐火层(4)，在其外面砌有保温砖，作为保温层(3);在炉膛(8)侧面的底部保温层、耐火层上，开有安装孔(11)，孔径大小与高温螺旋给料反应器的外径一致；在安装孔(11)的上方200-500 mm处，穿过保温层、耐火层安装有煤气烧嘴(10);在安装孔(11)的对面安装有炉门(2)。
2.根据权利要求1所述的一种氧化锌提纯炉，其特征是，所述炉膛(8)系耐火泥和耐火砖砌成的内径300—1000mm、高400—1000 mm的圆筒形结构。
【专利摘要】本实用新型涉及一种氧化锌提纯炉，包括炉底、炉门、保温层、耐火层、烟道出口、通风氧化口、烟道、炉膛、碳化焰、煤气烧嘴、安装孔；所述炉底、炉门、保温层、耐火层形成圆柱形炉膛，向上形成圆锥、过渡为烟道；所述炉膛的侧面，安装有煤气烧嘴，通过控制煤气与空气的比例，实现碳化焰，使炉膛呈还原性气氛、维持1150℃--1250℃；所述安装孔用于穿入高温螺旋给料反应器，能连续提供粗氧化锌和焦碳粉混合料，并在其前端还原成金属锌，升华成气态锌，上升进入烟道；烟道上开有可控的通风氧化口，能实现气态锌的剧烈氧化反应。本实用新型以煤气做热源，还原反应与氧化反应分离，氧化反应剧烈，形成的高纯度氧化锌颗粒极细小。
【IPC分类】C01G9-03
【公开号】CN204324915
【申请号】CN201420711580
【发明人】刘群山
【申请人】河北科技大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年11月25日