专利名称：用回转窑生产99%以上等级氧化锌新工艺和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及冶金领域，具体而言，本发明涉及一种用回转窑生产99％以上等级氧化锌新工艺和装置。
目前，直接法生产氧化锌的方法普遍采用维氏炉法(也称美国法)和回转窑生产法。虽然维氏炉既可生产95％以下氧化锌，也可生产99％以上等级氧化锌，但维氏炉单炉日产量低。日产在8吨左右，且锌回收率≤90％。而回转窑虽然单窑日产量大，产量高达20吨以上，锌回收率也比维氏炉法高，达到95％以上，但是采用常规法生产，含锌物料与无烟粉煤只是简单混合后进料，由于机械飞扬，大量烟尘进入产品中，严重影响产品的主品位、白度和盐酸不溶物，所以现有技术中使用回转窑只能生产95％以下氧化锌或用于铟锗等有价金属富集和综合回收，而无法生产99％以上等级氧化锌。
本发明的目的就是提供一种用回转窑生产99％以上等级氧化锌新工艺；本发明的另一目的是提供了一种用回转窑生产99％以上等级氧化锌的装置。
附图I是一种用回转窑生产99％以上等级氧化锌的装置，其中，1是回转窑，2是下料管，3是沉降室，4是氧化室，5是氧化孔，6是清理门，7是聚尘室；8是清理门，9是烟巷，10是冷却管，11是冷却料斗，12是布袋室，13是风机，14是烟囱。
下面结合附图I进一步说明本发明的方法。在回转窑1挥发过程中，被处理的含锌物料与还原剂(焦粉或无烟粉煤)按Zn∶C＝1∶(1.0～1.5)重量比混合后，装入略有倾斜的管状回转窑1内，当窑体转动时炉料翻动，于是料中金属氧化锌物ZnO遂与还原碳接触并被还原，在窑内温度高达1273-1523k，被还原出来的金属蒸发进入气相，在气相中被氧化成氧化锌，但在炉料翻动的过程中，炉料中的烟尘也混入气相，形成炉气，当炉气通过沉降室3，大部份烟尘被沉降下来，剩余的烟尘和生成的氧化锌在风机13引风下进入表冷系统10和布袋室12，冷凝后被捕集，成为氧化锌产品。但是，在现有技术的方法中，由于烟尘太多，得到的氧化锌的品位不高，达不到95％以上。而本发明是在原料成份同维氏炉生产99％以上等级氧化锌原料相同(即含锌物料杂质含量Pb+Cd+S+Cu+As+Cl等＜1％，Zn≥60％，无烟粒煤、粉煤或焦粉要求固定碳≥60％，挥发份＜15％，灰分＜30％，硫＜3.0％)或更低的情况下，通过改进生产工艺和操作，用回转窑生产出合格的99％以上等级氧化锌。具体改进为①控制回转窑1转速表值300-1000，控制无烟小颗粒煤或焦粉小颗粒φ为1mm-50mm，入炉水份为5-15％，从而有效地减少了机械飞扬；②为减少系统堵塞，每8小时为一个出粉周期使氧化锌产品随重力分布更均匀；③设计大容量的沉降室3，使炉气中烟尘充分沉降，在回转窑1与冷却管10之间，增加了氧化室4，聚尘室7和烟巷9，在氧化过程中补充了氧气，使锌蒸汽氧化更充分，增加的聚尘室7(内部可以设有或者没有隔墙)可以使烟尘和氧化铅和氧化镉等杂质进一步沉降，并在负压或微负压情况下操作，使氧化锌产品随重力分布更为合理，即尽量得到较多品质好的产品，从而能保证产品的主品位、白度和比表面积更大，同时也降低了盐酸不溶物；④把原料和无烟粉煤、石灰或粘土按CaO3～10％或粘土10～20％，含碳10～30％，含锌为8～43％的要求配比混合，水份为3～15％，通过造粒制作团粒，直径φ为1～60mm；⑤或者把含锌物料粒径≤10mm与粒径1mm-50mm的无烟粒煤或焦粉混合，其中要求Zn≥8％，含碳≥10％，水份3-15％。通过以上等几个方面的发明从而使回转窑能生产出符合国家标准的99％以上等级氧化锌。
因此，本发明提供了一种用回转窑生产99％以上等级氧化锌的方法，该方法包括如下步骤a.将粒径φ＜10mm的含锌高温焙砂(其中Zn≥60％，Pb+Cd+S+Cu+As+Cl＜1％)和粒径φ＜15mm的无烟粉煤或焦粉(其中要求固定碳≥60％，挥发份＜15％，灰份＜30％，硫＜3.0％)与石灰或粘土混合均匀，在保证水份在5-15％条件下造粒，以制备得到直径为约1mm-60mm的团粒，团粒中含锌8-43％，含碳15-30％，含CaO3-10％或含粘土5-20％，然后凉干至团粒水份3-15％；b.将步骤a中的团粒与粒径为1mm-50mm无烟粒煤或焦粒，按每1000kg团粒加100-500kg无烟粒煤或焦粒比例(即团粒与无烟粒煤或焦粒重量比例为1∶0.1-0.5)混合投料加入本发明附图I装置的回转窑中；c.控制窑温为1273-1523K，回转窑转速表值为300-1000；d.按照常规操作，调节布袋风机风压和风量，生产得到高等级氧化锌。
本发明的方法也可以通过下列方式进行a’.将粒径φ＜10mm的含锌高温焙砂(其中Zn≥60％，Pb+Cd+S+Cu+As+Cl＜1％)和粒径φ为1-50mm的无烟粉煤或焦粉(其中要求固定碳≥60％，挥发份＜15％，灰份＜30％，硫＜3.0％)混合均匀，以制备得到含锌≥8％，含碳＞10％，水份3-15％的入窑物料；b’.将步骤a’中的物料加入本发明附图I装置的回转窑中；c’.控制窑温为1273-1523K，回转窑转速表值为300-1000；d’.按照常规操作，调节布袋风机风压和风量，生产得到高等级氧化锌。
另外，本发明还提供了一种用回转窑生产99％以上等级氧化锌的装置，该装置主要由回转窑1，下料管2，沉降室3，氧化室4，氧化孔5，清理门6，聚尘室7，清理门8，烟巷9，冷却管10，冷却料斗11，布袋室12，风机13和烟囱14组成，其特征在于使用大容量的沉降室3，在回转窑1与冷却管10之间，增加了氧化室4，聚尘室7和烟巷9，其中聚尘室7内设有隔墙，隔墙可以有1-3层，这样使得炉气呈“S”型流动，从而使烟尘和氧化铅和氧化镉等杂质进一步沉降，或者聚尘室7内不设隔墙，由于聚尘室7空间大，使得烟气流速减缓，从而也使烟尘和氧化铅和氧化镉等杂质进一步沉降。
与现有技术中的方法和装置相比，本发明的工艺和装置具有如下优点1.与维氏炉相比，本发明使用改进的回转窑生产装置，其单窑日产量大，锌回收率高，产品比表面积大，从而降低生产成本，并且可以随时调整产量；2.与维氏炉法生产99％以上等级氧化锌相比，工人进料劳动强度和操作环境温度都大大降低，且易实现自动化生产；3.与常规的回转窑生产方法相比，本发明通过调节投入的物料规格和比例，并且对常规的回转窑进行了改进，使用了大容量的沉降室3，在回转窑1与冷却管10之间，增加了氧化室4，聚尘室7和烟巷9，在氧化过程中补充了氧气，使锌蒸汽氧化更充分，并在负压或微负压情况下操作，使氧化锌产品随重力分布更为合理，即尽量得到较多品质好的产品，从而能保证产品的主品位、白度和比表面积更大，同时也降低了盐酸不溶物，将原来只能生产95％等级氧化锌的回转窑生产装置改进为可以生产99％以上等级氧化锌的装置。
下面用实施例进一步说明本发明的方法。应该理解的是这些实施例仅仅是用于进一步说明本发明的实施方案，而不是用于限制本发明。在本发明的实质上对本发明进行的各种改进都属于本发明的保护范围。除非另有说明，本发明中的百分数都是重量百分数。
实例1生产99％以上等级氧化锌将粒径φ＜6mm的含锌高温焙砂(其中Zn≥60％，Pb+Cd+S+Cu+As+Cl＜1％)和粒径φ＜10mm的无烟粉煤(其中要求固定碳≥60％，挥发份＜15％，灰份＜30％，硫＜3.0％)与石灰(水泡后要浆)按含碳为15-30％，含锌为18-40％和含CaO为3-6％的理论值计算配比后混匀，并控制水份在5-12％条件下造粒，制成φ为1mm-60mm的团粒，晾干至水份为5-12％，按团粒与无烟小颗粒或焦粉小颗粒重量比例为1∶0.15-0.5，通过下料管2进入回转窑1，转窑表值为300-1000转，窑内温度为1273-1573k，根据实际情况对鼓风量、布袋风机13的风压和风量进行调整，即可生产99％以上等级氧化锌。
实例2生产99％以上等级氧化锌将粒径φ＜5mm的含锌高温焙砂(其中Zn≥60％，Pb+Cd+S+Cu+As+Cl＜1％)和粒径φ为1mm-20mm的无烟粉煤(其中要求固定碳≥60％，挥发份＜15％，灰份＜30％，硫＜3.0％)按照Zn∶C＝1∶(1.0-1.5)重量比混合均匀，并要求入窑物料水份为6-15％，含碳＞15％，含Zn＞15％，通过下料管2将物料加入回转窑1，回转窑转速表值为300-800转，转窑内温度为1273-1573k时，根据实际情况对鼓风量、布袋风机13的风压和风量进行调整，即可生产99％以上等级氧化锌。
权利要求
1.一种用回转窑生产99％以上等级氧化锌的方法，包括如下步骤a.将粒径φ＜10mm的含锌高温焙砂和粒径φ＜15mm的无烟粉煤或焦粉与石灰或粘土混合均匀，其中，高温焙砂中含Zn≥60％，Pb、Cd、S、Cu、As和Cl杂质含量之和＜1％，无烟粉煤或焦粉中要求固定碳≥60％，挥发份＜15％，灰份＜30％和硫＜3.0％；在保证水份在5-15％条件下造粒，以制备得到直径为约1mm-60mm的团粒，团粒中含锌8-43％，含碳15-30％，含CaO 3-10％或含粘土5-20％，然后凉干至团粒水份3-15％；b.将步骤a中的团粒与粒径为1mm-50mm无烟粒煤或焦粒，按团粒与无烟粒煤或焦粒重量比例为1∶0.1-0.5的比例混合投料加入附图I装置的回转窑中；c.控制窑温为1273-1523K，回转窑转速表值为300-1000；d.按照常规操作，调节布袋风机风压和风量，生产得到高等级氧化锌。
2.根据权利要求1的方法，其中，步骤a中的团粒中含锌18-40％，含碳15-30％，含CaO3-6％，然后凉干至团粒水份5-12％。
3.根据权利要求1或2的方法，其中步骤b中团粒与无烟粒煤或焦粒重量比例为1∶0.15-0.5。
4.根据权利要求1的方法，其中氧化锌的出粉周期是8小时。
5.一种用回转窑生产99％以上等级氧化锌的方法，包括如下步骤a’.将粒径φ＜10mm的含锌高温焙砂和粒径φ为1-50mm的无烟粉煤或焦粉混合均匀，其中，高温焙砂中含Zn≥60％，Pb、Cd、S、Cu、As和Cl杂质含量之和＜1％，无烟粉煤或焦粉中要求固定碳≥60％，挥发份＜15％，灰份＜30％和硫＜3.0％，以制备得到含锌≥8％，含碳＞10％，水份3-15％的入窑物料；b’.将步骤a’中的物料加入附图I装置的回转窑中；c’.控制窑温为1273-1523K，回转窑转速表值为300-1000；d’.按照常规操作，调节布袋风机风压和风量，生产得到高等级氧化锌。
6.根据权利要求5的方法，其中步骤a’中加入回转窑的物料中锌与碳的重量比是1∶1.0-1.5。
7.根据权利要求5的方法，其中氧化锌的出粉周期是8小时。
8.一种用回转窑生产99％以上等级氧化锌的装置，该装置主要由回转窑(1)，下料管(2)，沉降室(3)，氧化室(4)，氧化孔(5)，清理门(6)，聚尘室(7)，清理门(8)，烟巷(9)，冷却管(10)，冷却料斗(11)，布袋室(12)，风机(13)和烟囱(14)组成，其特征在于使用大容量的沉降室(3)，在回转窑(1)与冷却管(10)之间，增加了氧化室(4)，聚尘室(7)和烟巷(9)。
9.根据权利要求8的装置，其中聚尘室(7)内设有隔墙。
10.根据权利要求9的装置，其中聚尘室(7)内设有1-3层隔墙。
全文摘要
本发明涉及一种用回转窑生产99％以上等级氧化锌新工艺和装置，通过调节投入的物料规格和比例，并且对常规的回转窑进行了改进，生产得到99％以上等级的氧化锌；本发明的装置主要由回转窑(1)，下料管(2)，沉降室(3)，氧化室(4)，氧化孔(5)，清理门(6)，聚尘室(7)，清理门(8)，烟巷(9)，冷却管(10)，冷却料斗(11)，布袋室(12)，风机(13)和烟囱(14)组成，其中使用大容量的沉降室(3)，在回转窑(1)与冷却管(10)之间，增加了氧化室(4)，聚尘室(7)和烟巷(9)。
文档编号C22B19/38GK1502711SQ02149028
公开日2004年6月9日 申请日期2002年11月20日 优先权日2002年11月20日
发明者沈奕林, 覃荣生, 易鉴荣, 刘青松, 何明德, 王玉旺, 袁凤琳 申请人:柳州有色冶炼股份有限公司