专利名称：炼锌电炉及其工艺的制作方法
技术领域：
本发明是一种炼锌电炉及其工艺，属于冶金设备及工艺的技术领域。
现行的工业炼锌方法有火法炼锌、湿法炼锌两种方法，火法炼锌分为平罐、鼓风炉、竖罐炼锌等方法，它们均采用含氧化锌的物料(如焙砂等)加焦炭作还原剂，在密闭炉内高温条件下进行还原熔炼，平罐炼锌由于其冶炼工艺落后、环境污染严重目前已被淘汰；竖罐炼锌采用间接加热方式，因而设备庞大、燃料利用率低，同时又需消耗大量昂贵的碳化硅材料；鼓风炉炼锌渣含锌量高(一般渣含锌在5～7％范围内，经常高达8～9％)资源利用率低，资源浪费严重；湿法炼锌目前是最为广泛采用的炼锌工艺，其冶炼回收率高、环境污染小，但是湿法炼锌同样也存在着工艺流程很长、工序复杂、投资大等问题。
本发明的目的在于提供一种炼锌电炉及其工艺，它是将经混合过的含氧化锌的物料、焦炭、熔剂等加入特制的电炉内，利用电能加热锌物料蒸馏出锌蒸气，并通过冷凝器冷凝锌蒸气生产粗锌产品的设备和工艺，在不适于采用大规模冶炼工艺的情况下，电炉炼锌工艺是不可多得的好工艺，其具有流程短、工艺设备简单、易于实现机械化和自动化，并且电炉还有体积小、占地少、热效率高、投资省、无污染、金属回收率高、原料适应性强等优点；特别值得说的是利用本技术可以将现有的铁合金电炉进行技术改造用来炼锌，这样一方面能够节约设备投资的费用，另一方面能够将被国家已经明令停产的中、小型冶炼铁合金设备盘活使用。
本发明是这样构成的一种炼锌设备，它由电炉本体(1)和一冷凝器(3)、二冷凝器(2)构成，电炉本体(1)由炉体(4)，炉顶(5)构成，在炉体(4)上设置有气出口(6)和渣口(7)、下渣孔(8)，炉体(4)上安装有炉顶(5)，炉顶(5)上设置有电极孔(9)和加料口(10)，电极(11)安装在电极孔(9)中，加料装置(12)安装在加料口(10)上，炉体(4)由炉底(14)、炉膛(15)构成，炉底(14)、炉膛(15)、炉顶(5)均有一层耐火材料(16)，炉膛(15)的直径尺寸控制在Φ3000-10000mm，炉体(4)底部到渣口(7)的中心线高度控制在500-1500mm，电极孔(9)的极心圆尺寸控制在Φ800-2500mm，加料口(10)的加料极心圆尺寸控制在Φ800-3500mm，二冷凝器(2)是将洗涤塔(18)、第一水力喷射器(19)、第二水力喷射器(28)、空塔(20)、烟囱(21)组合而成的，一冷凝器(3)是由倾斜部(22)、水平部(23)、锌液池(24)、冷凝器(25)连接成的，一冷凝器(3)与二冷凝器(2)之间用方箱(26)和管道(27)连接，炉顶(5)上设置有三个电极孔(9)和三个加料口(10)，炉体(4)上设置有人孔(17)，可以利用本发明提供的这种产品结构形式将现有的冶炼铁合金的电炉进行改造，即在没有炉顶的炉体上加上炉顶，再利用已有技术连接上一冷凝器(3)、二冷凝器(2)，这样就可以将其改造成为炼锌炉；这种利用电炉炼锌的工艺，将锌物料、焦炭、熔剂按一定比例混合后加入电炉本体(1)中，利用电能对其进行加热，使锌物料在高温下被还原成锌蒸气、通过气出口(6)分别进入一冷凝器(3)、二冷凝器(2)进行常规处理，从而得到金属锌；以重量计算将锌物料、焦炭、熔剂按锌物料∶焦炭∶熔剂＝100∶14-30∶2-5的比例混合后加入电炉本体(1)中，熔剂为氧化钙或硅石。
附
图1是本发明的结构示意图，附图2是本发明中炉体(4)的结构示意图，附图3是本发明中炉体(4)的结构示意俯视图。
本发明与现有技术相比，具有工艺流程短、工艺设备简单、易于实现机械化和自动化、电炉体积小、占地少、热效率高、投资省、无污染、金属回收率高、原料适应性强等优点。电炉炼锌电耗＜4500Kwh、直收率＞85％、回收率＞95％、渣含锌＜2％，同时其工艺对环境污染污染小，无工业废水的排放，电炉渣可用作水泥添加剂或铺路使用，烟气排放的各项指标可达国家大气污染物排放标准；各项技术经济指标均达到国内先进水平，利用本技术可以将现有的铁合金电炉进行技术改造用来炼锌，这样一方面能够节约设备投资的费用，另一方面能够将被国家已经明令停产的中、小型冶炼铁合金设备盘活使用。
本发明的实施例1炼锌电炉它由电炉本体(1)和一冷凝器(3)、二冷凝器(2)构成，电炉本体(1)由炉体(4)，炉顶(5)构成，在炉体(4)上设置有气出口(6)和渣口(7)、下渣孔(8)，炉体(4)上安装有炉顶(5)，炉顶(5)上设置有3个电极孔(9)和3个加料口(10)，石墨电极(11)安装在电极孔(9)中，加料装置(12)安装在加料口(10)上，炉体(4)由炉底(14)、炉膛(15)构成，炉底(14)、炉膛(15)、炉顶(5)均有一层耐火材料(16)，炉膛(15)的直径尺寸Φ5000mm，炉体(4)底部到渣口(7)的中心线高度1000mm，电极孔(9)的极心圆尺寸控制在Φ800mm，加料口(10)的加料极心圆尺寸1000mm，二冷凝器(2)是按照现有技术将洗涤塔(18)、第一水力喷射器(19)、第二水力喷射器(28)、空塔(20)、烟囱(21)组合而成的，一冷凝器(3)也是按照现有技术由倾斜部(22)、水平部(23)、锌液池(24)、冷凝器(25)连接成的，一冷凝器(3)与二冷凝器(2)之间用方箱(26)和管道(27)连接，炉体(4)上设置有人孔(17)，将锌物料550金属吨、焦炭180吨、熔剂18吨混合后加入料斗(12)，经加料螺旋装置加入电炉本体(1)，通过变压器将高压电降至低压，由铜排、短网经石墨电极(11)将电能输入炉内，通过电阻及电弧两种方式将电能转化为热能加热物料，使锌物料在高温下被还原成锌蒸气进入炉气，炉气经炉气出口(6)、倾斜部(22)、水平部(23)，在水平部(23)被转入冷凝器(25)扬起的锌液池(24)中的低温锌雨冷凝为锌液，经浇铸得到锌锭490吨；冷凝后的炉气依次进入方箱(26)、直管(27)、洗涤塔(18)、第一水力喷射器(19)、空塔(20)、第二水力喷射器(28)洗涤除尘后经烟囱(21)排空，洗涤水进入沉淀池沉淀，上清液返回循环使用，沉淀泥即兰粉经脱水干燥返回配料或制粒干燥直接入电炉熔炼，由于经除尘器大量的高压水洗涤，从烟囱排放的废气中尘和其它有害元素甚微，排放废气可达到国家大气污染物排放标准。
本发明的实施例2炼锌电炉，它由电炉本体(1)和一冷凝器(3)、二冷凝器(2)构成，电炉本体(1)由炉体(4)，炉顶(5)构成，在炉体(4)上设置有气出口(6)和渣口(7)、下渣孔(8)，炉体(4)上安装有炉顶(5)，炉顶(5)上设置有2个电极孔(9)和2个加料口(10)，金属电极(11)安装在电极孔(9)中，加料装置(12)安装在加料口(10)上，炉体(4)由炉底(14)、炉膛(15)构成，炉底(14)、炉膛(15)、炉顶(5)均浇铸有一层耐火材料(16)，炉膛(15)的直径尺寸Φ10000mm，炉体(4)底部到渣口(7)的中心线高度1500mm，电极孔(9)的极心圆尺寸Φ2500mm，加料口(10)的加料极心圆尺寸Φ3500mm，将按比例配好的原料放入电炉本体(1)，炉用变压器二次电压控制在100-170V、二次侧电流在40-70A，炉渣碱度控制在0.85～1.2，在密闭电炉内1350-1550℃高温下进行激烈的还原反应，使锌呈蒸气进入炉气，通过一、二冷凝器冷凝后得到粗锌产品，在本实施例中所使用的电炉为用现有技术中用于冶炼铁合金的电炉依照本发明提供的设备改造而成，即在没有炉顶的炉体上加上炉顶，再利用已有技术连接上一冷凝器(3)、二冷凝器(2)，这样就可以将其改造成为炼锌炉。
权利要求
1.一种炼锌电炉，其特征在于它由电炉本体(1)和一冷凝器(3)、二冷凝器(2)构成，电炉本体(1)由炉体(4)，炉顶(5)构成，在炉体(4)上设置有气出口(6)和渣口(7)、下渣孔(8)，炉体(4)上安装有炉顶(5)，炉顶(5)上设置有电极孔(9)和加料口(10)，电极(11)安装在电极孔(9)中，加料装置(12)安装在加料口(10)上。
2.按照权利要求1所述的这种炼锌电炉，其特征在于炉体(4)由炉底(14)、炉膛(15)构成，炉底(14)、炉膛(15)、炉顶(5)均有一层耐火材料(16)，炉膛(15)的直径尺寸控制在Φ3000-10000mm，炉体(4)底部到渣口(7)的中心线高度控制在500-1500mm，电极孔(9)的极心圆尺寸控制在Φ800-2500mm，加料口(10)的加料极心圆尺寸控制在Φ800-3500mm，二冷凝器(2)是将洗涤塔(18)、第一水力喷射器(19)、第二水力喷射器(28)、空塔(20)、烟囱(21)组合而成的，一冷凝器(3)是由倾斜部(22)、水平部(23)、锌液池(24)、冷凝器(25)连接成的，一冷凝器(3)与二冷凝器(2)之间用方箱(26)和管道(27)连接。
3.按照权利要求1、2所述的这种炼锌电炉，其特征在于炉顶(5)上设置有三个电极孔(9)和三个加料口(10)，炉体(4)上设置有人孔(17)。
4.按照权利要求1、2或3所述的这种炼锌电炉，其特征在于利用现有的冶炼铁合金的电炉进行改造，即在没有炉顶的炉体上加上炉顶，再利用已有技术连接上一冷凝器(3)、二冷凝器(2)，这样就可以将其改造成为炼锌炉。
5.一种利用电炉炼锌的工艺，其特征在于将锌物料、焦炭、熔剂按一定比例混合后加入电炉本体(4)中，利用电能对其进行加热，使锌物料在高温下被还原成锌蒸气、通过气出口(6)分别进入一冷凝器(3)、二冷凝器(2)进行常规处理，从而得到金属锌。
6.按照权利要求5所述的这种利用电炉炼锌的工艺，其特征在于以重量计算将锌物料、焦炭、熔剂按锌物料∶焦炭∶熔剂＝100∶14-30∶2-5的比例混合后加入电炉本体(1)中，熔剂为氧化钙或硅石。
全文摘要
本发明是一种炼锌电炉及其工艺,它是将锌物料放入电炉体中,在电能转化成热能的作用下反应,利用现有的回收设备、方法得到金属锌,本发明与现有技术相比,具有工艺流程短、工艺设备简单、易于实现机械化和自动化、电炉体积小、占地少、热效率高、投资省、无污染、金属回收率高、原料适应性强等优点,电炉炼锌电耗< 4500Kwh、直收率> 85%、回收率> 95%、渣含锌< 2%,同时其工艺对环境污染污染小,利用本技术可以将现有的铁合金电炉进行技术改造用来炼锌,这样一方面能够节约设备投资的费用,另一方面能够将被国家已经明令停产的中、小型冶炼铁合金设备盘活使用。
文档编号C22B19/04GK1274014SQ0011289
公开日2000年11月22日 申请日期2000年4月27日 优先权日2000年4月27日
发明者伍震宇, 袁湘, 帅群芳, 张瑜, 王翔, 陈俊, 张元超, 樊张帆 申请人:贵州省冶金设计研究院