专利名称：高富氧炼锌法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用富氧火法冶炼出锌、铁、铅的冶炼方法，尤其是能用焙烧后的氧化锌矿石和原生的氧化铅锌矿直接并一次就能冶炼出精锌，并能一次性生产出精锌粉，同时还能冶炼出铁和粗铅、镉等，有色和黑色金属的冶炼方法。
目前公知炼锌技术有几百年历史了，炼锌的方法分为火法炼锌和湿法炼锌两种。火法炼锌按所采主要设备不同，又分为平罐炼锌、竖罐炼锌、鼓风炉炼锌和电炉炼锌等。按目前世界上火法炼锌种类之中，鼓风炉炼锌法的技术较为先进，它冶炼速度快、产量高，根据中南矿冶学院、长沙有色冶金设计院、北京有色冶金设计院和冶金工业部情报标准研究所等提供的技术资料。由冶金工业出版社发行如下鼓风炉炼锌法，实际上是鼓风炉熔炼铅锌烧结矿，同时得到锌和铅。它是火法炼锌技术的新成就。1950年在英国阿旺茅斯厂试生产以来，现在在许多国家和地区出现了这种鼓风炉。最大的炉子风口区面积达28平方米，年生产锌达12万吨。
鼓风炉炼锌主要由烧结焙烧、烧结块还原熔炼和锌蒸气冷凝三个过程组成。
1、烧结焙烧 主要是使硫化锌和硫化铅转变成氧化锌和氧化铅，并烧结成块以适应于鼓风炉熔炼。烧结是在带式烧结机上进行(与炼铅烧结机一样)。
2、熔炼 鼓风炉炼锌的设备联接如附图4所示。所用鼓风炉与普通炼铅鼓风炉相似。但炉顶是密封的，所以通称为密闭鼓风炉。为了防止空气从炉顶漏入(漏入空气会使锌蒸气再氧化)，加料装置采用与炼铁高炉类似的双钟加料器。
与竖罐炼锌一样，加入的炉料必须预热，被预热到700℃以上的烧结块和焦炭加入炉内后在炉内高温区进行氧化锌和氧化铅的还原。铅沸点高(1525℃)，还原出来便成液体铅，还原出来的锌呈蒸气与炉气混在一起，从炉子上部进入冷凝器中冷凝成液体金属锌。液体铅则沉积在炉子的底部(炉缸)，炉渣也聚积到炉子底部，这种粗铅和炉渣均定期放出。为了使炉内获得足够高的温度，鼓入的空气需预热到700℃以上。
3、锌蒸气的冷凝从鼓风炉出来的炉气一般含锌蒸气不高(仅约6％)，含一氧化碳达20％以上，而含二氧化碳则大于10％。由于二氧化碳浓度大，锌蒸气就有被二氧化碳氧化成氧化锌的危险。为了避免这种坏情况的出现，必须采取下述措施(1)使出炉气体温度保持在1000℃以上。为此在炉子上部也通入预热空气，使炉气中部分一氧化碳燃烧以提高炉气温度；(2)用液体铅来冷凝锌蒸气。这种冷凝器叫做铅雨冷凝器，它是用转子将铅液扬起成细滴(称铅雨)，使锌蒸气迅速冷凝成液体锌，并溶入液体铅中。将这种含锌的铅液从冷凝器中放出，冷却到450℃后，溶解在铅中的锌便有一部分析出来，并因其比重不同又分成两层，上层是锌，放出铸成锌锭，下层为铅，用铅泵打入冷凝器中，重新使用。铅雨冷凝器的采用是促进鼓风炉炼锌扩大使用的一个关键因素。
密闭鼓风炉冶炼方法的主要优点是能处理难选的铅锌硫化矿或氧化矿，同时产出铅和锌，产量大，热效率高和单位金属产量投资较低等。但事物总是一分为二的。鼓风炉目前存在的问题有操作条件要求严格；烧结块，焦炭必须预热；烧结块中含铅不能太高和所产锌须进一步精炼。
国外普遍使用的17.2m2炼锌鼓风炉的有关数据如下
本发明的目的是设计出一种冶炼锌的方法，用它来克服目前火法炼锌方法和技术中存在的难题空气要先预热到700以上才能入炉冶炼。并且还要用液体铅雨作冷凝液等，用烧焙机烧结矿石，污染大，冶炼出来的锌还是粗锌，并还要送到精炼厂去精炼。高富氧冶炼锌法在火法炼锌技术与工艺流程中作了重大创新所用富氧气体在常温下进炉冶炼，不要液铅作冷凝液，而用水和空气作间接冷凝液、气，并且在火法炼锌的技术领域中，开创了一次性从矿石冶炼出精锌，同时生产出锌精粉、粗铅、铁的冶炼新方法、新技术。
本发明技术方案1.用鼓风炉冶炼还原金属是鼓风炉鼓入炉腔中的气态富氧，把原料中的碳燃烧氧化，释放出高热量(、)，把炉腔里的矿石中的金属被迫升温到1300-1500℃，炉腔中的高温碳和碳形成的一氧化碳，在高温下与氧化金属产生还原反应，生成液态金属铅、铁(、)()等，还原后生成的气态金属，如锌、镉(、)等，液态金属由炉底金属出口放出，炉渣由渣池出口放出。气态金属伙同出炉气体灰尘抽到电热炉内。
2.用电热炉把炉中的二氧化碳还原成一氧化碳，电炉包括电弧炉、电热炉、电频炉，电频炉又分为2频炉和高频炉，电热炉的发热元件不同又分为碳化硅发热件电炉和电阻丝电炉，这些电炉都是把电能转换为热能的装置，加入电炉中的焦碳利用电能转换成的热能，把焦碳升温并保持在1000-1200℃之间，在出炉气中的二氧化碳气体穿过赤热的焦碳层，充分还原成一氧化碳()，使出炉气中的二氧化碳低于0.01％以下。电炉内的气态物质和灰尘被抽风机抽到与电炉上方相连接的烟锌道口后倒置式1#铅冷凝器内。
3.用1#铅冷凝器(控温950℃——910℃)把出炉气中小量铅蒸气冷凝成液态铅时放出，用2#锌冷凝器(控温850℃——800℃)锌蒸气冷却成液态锌流入积锌池内，定期放出铸成锌锭，这样就一次性冶炼出精锌了。
4.积锌池是用来积锌并利用池下的调温电炉加热池内的液态锌、在800-830℃之间加以保持，使流经积锌池内的镉充分蒸发出去，与出炉气中的灰尘一并抽到3#镉水冷凝器内。
5.3#水冷凝器利用水作间接冷凝液，把镉蒸气冷却得到镉，收集积镉池内，定期放出加以收集。出炉气中的灰尘与一氧化碳被抽到除尘器中。
6.除尘器专门用于收集灰尘，把灰尘层积下来后加以收集，其他气体并被抽风机抽入抽风机内。
7.抽风机的功能是利用电能抽吸电炉中出炉气体和灰尘，出炉气在被以上设备处理后抽到抽风机再经排烟管和电动排烟阀门送到气体洗涤场。
8.气体洗涤场，把出炉气洗涤后收集一氧化碳加以利用。
9.气体洗涤场把出炉气中的CO灰尘洗去后，进入气体干燥器，对CO进行干燥，在无水份的状态下，装入煤气柜。
10.煤气柜经输气管被抽入空压机内压缩到4——6P大气压下，由喷气口喷出，把液态锌罐流出的液态锌喷压射成粉状的锌粉，密闭存在锌粉柜中。把精锌粉装罐出厂。
11.余下的煤气被抽风机抽入除尘器除尘。除下的细锌粉被收集利用。
12.抽风机抽入的煤气吹入布袋除尘器，由除尘把更细的锌粉收集起来利用。煤气再次被收集利用。
本发明的密闭式炼锌炉其中包括鼓风炉、电热炉、烟锌道，1#、2#、3#冷凝器，积铅池、积锌池、调温电炉、积镉池、烟尘处理器、抽风机、排烟管、阀门。鼓风鼓下面是进风口和进风管，再下是出渣口、工频电炉、出铁口、大积铅池和出铅口、可移动的鼓风炉底。鼓风炉上面两旁有两个加料斗，加料斗上有盖，中有阀门。电热炉盖上有两个加碳斗，以是有盖和阀门。电热炉内有石墨碳做的两个正、负电极下部与鼓风炉出炉孔之相有耐火炉桥，它把电热炉内的碳和鼓风炉内的炉料格开成两份。并形成独立的两大整体。但是电热炉和鼓风炉的外壳都是用钢板制作，鼓风炉由操作平台的支柱上的支架支撑起的使炉底能自由移动，这样鼓风炉停火时才能放出炉内的炉料，炉底和炉身速接处是密闭的状态下工作的。制氧操作系统把空气中的氧气提纯到80-99％。以上在4-5个大气压下由输氧气管道输入风口鼓入鼓风炉。在鼓风炉、电热炉，1#、2#、3#冷凝器都安有高温温度计。
本发明高纯氧炼锌炉其中包括鼓风炉、电热炉、烟锌通道口、1#冷凝器、积铅池、2#冷凝器积锌池、积锌池调温电炉、3#冷凝器积镉池、烟尘处理器、抽风机、排烟管和排烟管阀门，其中电热炉设置在鼓风炉上，并通过其炉底的出炉气孔与鼓风炉炉腔相通；烟锌通道口的一端与电热炉的炉盖定位连接，另一端与置于其下的倒置式1#冷凝器相连通；积锌池设置在倒置式2#冷凝器的下方，并与之定位连接；积锌池调温电炉置于积锌池的底部；3#水冷凝器经烟道管与积锌池相连；积镉池设置在3#水冷凝器的下方；烟尘处理器与3#水冷凝器的上端相连通；抽风机与烟尘处理器的顶部相连；排烟管和出路气口相连接，经排烟管阀门把抽风机抽出的出炉气体送到气体洗涤场，洗涤后加以收集利用。如果要生产锌粉工作原理是，积锌池内的液态锌放入液锌罐内再经输锌管控量流到煤气压缩机的喷气口，在高压气流射击冲成粉状的锌粉，在密闭的锌粉柜中收集包装出厂。
本发明工作原理、主设备的功能如下电热炉、电频炉，它有电热炉变压器和配电开关，并用导线连接。主体是鼓风炉，鼓风炉处用钢板卷成圆同式，内有耐火砖砌成的圆同型炉芯，炉芯里是原料……矿石，碳，氧气热化学反应对各种金属还原反应的场地，氧气和碳先进行氧化反应()释放出高温热能(1300℃——1500℃)使炉芯中的矿石被迫升温到(1300℃——1400℃)，这样矿石中所含的各种氧化金属被碳和一氧化碳在高温下不定期原成金属。如()()()()()()()()，溶济和矿石中的干石高温下溶化成液态炉渣，从炉的出渣口排出，高于还原温度的金属，如铁、铅、铜等成液态流入鼓风炉下的出铁口、出铅口和出黄渣口流出，因本炉是高富氧冶炼，矿石中的铁被还原成金属铁(炭口铁、溶点1170℃)流下炉，如鼓风炉底温度降温时我们就开起电频炉，把电能转变成热能把铁熔化成液态铁定时放出。铅从炉最底层的出铅口放出。沸点低于还原温度的锌、镉成气态伙同出炉气体CO、小量CO2灰尘等从鼓风炉的出炉气孔一同流入电热炉内，耐火砖炉桥把电热炉和鼓风炉成两份，电热炉内的正负电极中的电流通过电热炉内的焦碳层，因焦碳是不良导体电阻大，电流通过时就发出热能把炭层升温成1000℃——1200℃的赤热碳层，鼓风炉出炉气中少量的CO2被碳原素完全还原成(CO)。加碳斗从电热炉顶密闭式加入电热炉内，鼓风炉上的加料斗同样是密闭式把炉料加入鼓风炉内。出炉气中无二氧化碳状态下被抽风机抽入到1#铅冷凝器内降温到950℃——910℃，这时出炉气中少量铅蒸气被冷却的液体铅入出。出炉依次抽入2#锌冷凝器(降温到850℃——800℃)冷却成液态锌流积锌池，定时放成锌锭。出炉气以依次被抽入3#水冷凝器降温到700℃以上，镉被积镉池定期收集。出炉抽到除尘器，除尘后被抽风机送到气体洗涤场洗涤后，出炉的高度煤气加以收集应用，如果要生产锌粉，从洗涤场17收集一部份煤气进入气体干燥器40，输入煤气柜中，再从柜中抽出并压缩成4——6大气压的高压煤气，经输气管喷出把液体锌罐41喷射成粉状，密闭存放在锌粉柜42中包装出厂。
纯氧冶炼锌法的炼锌实际操作技术与工艺流程如下从鼓风炉料斗6加入木材后生火，等火较大后，再加入一定数量的焦碳，起动制氧机、鼓入少量的氧并逐渐增加氧量，等焦碳火焰较大后，炉子预热到一定程度，继续向炉内加入焦碳，约装鼓风炉腔的1/3后，开动电热炉开关，把焦碳放入电热炉内，再连续不断地经料斗6向炉内加入原料是经焙烧过的矿石粉碎成(30-50的规格大小)和焦碳粉碎成(60-80)规格大小，按5∶3混合原料装入料斗6入鼓风炉内。启动其它两台制氧机4，这时逐渐加大鼓风量。并且同时启动抽风机11，向外排出烟气，过一段时间从料斗6，就可以得知炉料已加满。再向碳斗5加入一定数量的焦碳。从鼓风炉中上部的高温温度计32上，反映出鼓风炉腔内温度不断上升，当温度上升到1000℃时，启动操作控制台18，上的电热炉开关，使电热炉的电极开始放电，并逐渐加大，同时相对加大制氧机的鼓氧量，直到鼓风炉的高温温度计13上显示到1400℃后，保持鼓风量，相对加大电热炉内的电极的电流量，直到电热炉的高温温度计32，在显示到1100℃-1200℃后，保持放电量。这时高富氧冶炼锌法，已进入正常运行状态，过一段时间就开始出锌、出铅、出铁。
在连续作业过程当中，按下列方法进行(焙烧后的矿石是粉末，用20％的粘接液、20％的碳末、1％的草未、经搅拌后用煤球机打成Φ60的料球，经烧结炉烧红到700℃后再进炉冶炼)，原料装入料斗6，然后把料斗盖23盖好后，再打开加料阀门22，原料就进入了鼓风炉内，关好料斗阀门22后再加下次料，这样就能与外面密闭了。按以上加料程序和方法，向碳斗加的焦碳也是经预热炉预热到700℃左右加入电炉中，用于补充还原二氧化碳时消耗的碳达到减轻石墨碳砖损耗。原料在被冶炼过程中减少并向下沉降。在重力作用下，原料就源源不断地加入炉中。电炉在运行时产生高温，制氧机鼓入炉腔内的氧气，与炉中的焦碳燃烧，起氧化反应(和)放出大量热能来。鼓风炉内温度高达1400℃-1500℃。矿石在被迫受热的情况下，不断升温能得到1300℃-1400℃。
二氧化碳在通过赤热的碳层时，再次被还原成一氧化碳()矿石里的氧化锌、氧化铁、氧化铅等，都能很快在鼓风炉腹内被一氧化碳、碳还原成原成金属锌和铅、铁来。()、()、()、()、()在这时金属锌就很快呈锌蒸气，向炉上方飞去。(因为锌的沸点温度是906℃)金属铁铅呈液体铁铅，在重力的作用下流到工频炉内和炉底铅池18里，但以有极少量铅挥发成蒸气冲向炉的上方。密闭式炼锌炉在运行过程中，制氧机40制出的含氧量为80％-99.5％的富氧输入进气管30，再进入鼓风炉内，这样提高炉温，减少了用碳量，减少了进气中的氮气含量，这样冶炼过程中，炉内的热能损失减少了电炉的电极，在鼓风炉的出炉气口上放电产生热能(高温达1100℃-1200℃)。这时和加入炉中的碳，能在高温下，和二氧化碳气体产生还原反应()。所以电炉上方，出炉气中的二氧化碳含量小于0.01％。这样确保了锌蒸气在冷凝过程中不会被氧化。电热炉上方出炉气中的锌、镉、铅蒸气，和其它气体、灰尘、在强制式抽风机16作用下，源源不断经1#冷凝器流过，1#冷凝器能把出炉气降至950℃-910℃之间，铅蒸气冷却成液体锌，铅流入积铅池内。2#冷凝器8能把出炉气降温到850 800℃，锌蒸敢冷却成液态锌，流入积锌池11内，积锌池底调温电炉13能把液态锌温在(800℃-830℃由温度计32来监控)。并加以保持。这样镉蒸气被充分蒸发到3#水冷凝器9，经冷却得到镉，收集到积镉池12，定时放出并加以收集。积锌池放出的是精锌液。(锌含量为99.9％-99.99％)铸成精锌锭变成产品。烟尘被除尘器14，收集起来，少量的氧化锌可等返回炉再炼。铁被出铁口30放出来。炉底铅池28的铅定期放出，铸成粗铅锭。炉渣从出渣孔31定期放出，用水碎法变成细炉渣送水泥厂。
高富氧炼锌炉的控制原理电热炉部分的温度发热量由控制台18控制电压，和电流的升降，来达到最佳温度(电热炉上方温度1100℃-1200℃)，这样确保二氧化碳充分，还原成一氧化碳。鼓风炉部分的温度控制，通过控制制氧机4的风量，和出风管阀，控制鼓入鼓风炉的风量与原料中的焦碳比，来确保鼓风炉腹中的温度为1400℃-1500℃，这样才能确保氧化锌、氧化铅充分还原成金属锌、金属铁铅。强制式抽风系统，通过控制抽风机16、和氧化铁排气管阀门的出气量，来得到控制，锌蒸气到2#冷凝器8最佳量的参数。控制3#冷凝器9的出水量，来确保铝蒸气充分冷却。控制调温电炉13的温度确保积锌池11内的镉蒸气充分蒸发到3#冷凝器9、冷却成镉到积镉池12内，定期放出。生产锌粉从洗涤场17收集一部份煤气进入气体干燥器35进行干燥，再输入煤气柜39中保存，空压机入40，从柜中抽出并压缩成4_6大气压的高压煤气，经输气管喷出把液锌罐41中液锌喷射成锌粉密存放在锌粉柜42中，包装出厂.
能建成富氧密闭式冶炼锌炉的科学原理一、鼓风炉冶炼还原出各种金属有很好的效果，鼓风炉的炉温一般般都能得到1500℃——1700℃，其耐火材料以没有问题，它的热导最好，因为在炉腹内，都是直接升温。用富氧冶炼可节约20％的用碳量，并还能增加15％——20％冶炼出金属量。并起出炉气中CO含量为98.5％——99.5％。出炉锌蒸气一般为13％——15％，并因CO含量高矿石中的FeO以被还原成液态铁冶炼出来(见附图)。
二、因出炉出中无CO2，所以在本发明中的1#冷凝器冷却就能得到少量铅，2#冷凝器控温在850℃——800℃冷却，确保得到高品位99.9％——99.99％的精锌。
锌沸点在906℃，在800℃以上镉不能冷却在锌量，因镉沸点768℃，3#水凝器冷却在700℃以下，镉被冷却加以收集。
三、电热炉内的赤热焦碳层高1000℃所炉气中的CO2约100％还原成CO，因纯氧冶炼出炉气中CO2含量很少，电热炉用电量和功率都较小。
四、本发明用原料成型机可把无烟作还原剂并能用矿石接合的很好，又有一定空穴，所以还原反应快又好，原料前预热炉到700℃以上，在进炉冶炼，料中草未被烧掉，留下许多微孔，增大料球表面积，这样提高冶炼速度，增加产量，降低能耗。
五、本发明在鼓风炉下加有工频电热炉，能把流入鼓风炉底的金属铁熔成液态铁定时放出。
因本发明中积锌池中是800℃高温的液态锌，本发明出炉煤气是高含量煤气，它和锌不起化学反应，用它作喷射气是最好的气体，只要加装压缩机和锌粉柜(密闭式)就能一次性制出精锌粉末。
由于采取了以上技术方案，与背景技术相比达到以下有益效果1、富氧冶炼锌法与背景技术电热炉、平罐炉、竖罐炉的产量较低相比，能达到多快的结果。多小型密闭式炼锌炉日产精锌35-45吨，粗铅6-10吨；快冶炼速度快——从用焙烧后的矿石进炉冶炼，两个多小时就能炼出精锌锭来。
2、富氧冶炼锌法与背景技术“ISP”炼锌相比，能达到好、省。好氧气式炼锌炉一次性能冶炼出锌含量为99.9％-99.99％精锌。省密闭式炼锌炉冶炼时，不用烧结成块、空气不用预热升温到700℃才进炉冶炼，这样是又省时又省工。省料上，矿石中的锌、铁、铅含量的回收率分别是96％以上至98％以上。
3、富氧冶炼锌法与背景技术相比，操作条件简便，不用铅泵和铅液作冷凝液，密闭式炼锌炉结合国情，使炼锌炉更中、小型化。
4、富氧冶炼锌法与背景技术相比，利用电能和积锌池一次性炼出精锌来，改变了火法炼锌技术领域中，不能一次性炼出精锌来，比背景技术节约了时间和能源。
背景技术：
只能先炼出粗锌，铸成锌锭后再送精炼厂进行精炼。
5、富氧冶炼锌法的炉气中的二氧化碳还原成一氧化碳，使出炉气中的二氧化碳含量低于0.01％以下，确保锌蒸气冷却时不会再次被氧化成氧化锌。
6、富氧冶炼锌法与背景技术相比，矿石不要烧结系统，空气不要预热系统，铅雨冷凝系统，减化工艺，减少设备，降低工程总投资。用精焙沙矿作源料，富氧冶炼锌法改变了背景技术火法炼锌时污染重，艰冶理的老大难问题，本炉排放量极小，本技术火法炼锌技术中对环保和出了重大贡献。
所以，利用自生的煤气加上压缩机和密闭式锌粉柜，就能一次性生产出精锌粉，背景技术中没有那种能一次性生产出精锌粉来。
本高富氧密闭式冶炼锌炉，主体是电热炉在上，炉底有孔，鼓风炉在下，炉上有帽，炉下有电频炉和制氧系统等，有机结合而成。详细部份由说明书示图所诉。本发明从制氧机进气与外接通，中间加料，加碳都是密闭式条件下进行，全炉各部份都在密闭情况下运行，全炉还有的材料运输系统和启重系统，矿石焙烧系统，原料成型系统、给排水系统未能详述。
应用材料和设备建成密闭式炼锌炉是实现该炉的最好方式。
全图纯氧冶炼锌法是电热炉在上，炉底有孔，鼓风炉在下，炉下还有工频炉，有机结合的炼锌炉。电热炉的外围和顶部和鼓风炉的外围是用钢板焊接而成，顶部电热炉盖，电炉盖下砌有耐火砖，鼓风炉的外围再用钢板二个装料斗6是用钢板卷至而成(Φ800)由加料盖23和料斗阀门22。二个料斗与鼓风炉的连接是用电焊连接，作为该炉的检查孔，碳斗5是用钢管(Φ600)制作。钢管焊接在电炉盖上，有碳斗盖和碳斗阀门，直通到电热炉内的电极腔。电热炉1由变压器19，控制屏18，用电缆33连接。二个烟锌道口是用钢接而成，用石墨碳砖沿电热炉底砌成圆形砌体，用耐火砖隔开，中是鼓风炉上端出炉孔(Φ980)所组成。鼓风炉炉腔(Φ1180)用耐火砖砌作成的耐火层。外是钢板，下有二个出渣孔31交替使用，下有工频炉，再下是铅池28一个，一个出铅口29。鼓风系统由制氧机4、进风管34、进风管阀门22所组成，分布在鼓风炉的下面。二套排烟系统和冷凝器系统，由烟锌气道口、倒置式1#冷凝器，不锈钢管平方面积与烟锌道口平方面积相等。2#冷凝器积锌池15用不锈钢制作而成。每个池能装液体锌0.8T。积锌池下面有调温电炉13。积锌池11的四周有保温层，池内外有出锌口和温度计32，3#水冷凝器9连接积隔池12，二个与配套的烟尘处理器14、抽风机16等组成，外有排烟管二根和排烟管阀门22二个。电热炉顶部和鼓风炉中上部各安一支高温温度计32、抽风机16、排烟管、排烟管阀门22二个把排出的烟气中的一氧化碳，输送出去作焙烧矿石的燃料。要生产锌粉，从洗涤场17收集一部份煤气柜39中保存，空压机入40，从柜中抽出并压缩成4——6大气压的高压煤气，经输气管喷出到液锌罐41中，液锌喷射成锌粉密存放在锌粉柜42中包装出厂。本炉各部位连接方式是用焊接或螺栓连接。电器部分开关和温度计显示器都安装在操作控屏18上加以上材料和设备构成了富氧冶炼锌炉。全炉除鼓风系统的进气部分，和烟道系统的出气部分，与外界相通外，全炉各部份都在密闭情况下运行。全炉的材料运输系统和启重系统、与矿石焙烧系统、和原材料成型系统，供、排水系统、供电系统、环保处理系统、预热烧结炉、气体洗涤场不直接属于发明。所以在此不多加说明。
高富氧冶炼锌炉共分大、中、小三种型号大型炼炉年产锌量6万吨以上，中型炼炉年产锌量3万吨以上。小型冶炼炉，年产锌量1万吨以上。
以上是本发明优选实例。利用高富氧密闭式炼锌炉这个原理建成的，用鼓风炉冶炼还原出金属，把出炉气体输送到各种炉内，用多种能源把碳加热到高温来还原二氧化碳和一氧化碳后冷却得到锌、镉的方法，同时炉底冶炼出铁、铅、同时一次性生产出锌精粉的工艺技术的冶炼炉。不管炉子容积大小与各种形态的变型炉都属于本发明保护范围内。
图1高富氧炼锌炉全2生产锌精粉全图 图4图3二氧化碳与金属还原座标图 英国ISP炼锌炉全图1、电热炉 2、鼓风炉 3、工频炉 4、制氧系统5、碳斗 6、料斗 7、1#冷凝器 8、2#冷凝器9、3#水冷凝器 10、铅池11、积锌池12、积镉池13、调温电炉 14、除尘器 15、积尘池16、抽风机17、气体洗涤场18、控制屏 19、电炉变压器20、工频变压器21、电热炉桥 22、阀门23、盖24、工作平台25、支柱 26、炉体支架27、移动炉底 28、大铅池29、出铅口30、出铁口 31、出渣口32、高温温度计33、导线 34、进氧管 35、水塔 36、石墨正负电极37、导水管38、气体干燥器39、煤气柜 40、气体压缩机41、液态锌罐 42、锌粉柜 43、除尘器44、抽风机45、布袋除尘器46、锌粉装料口
权利要求
1.一种高富氧密闭鼓风炉炼锌法其特征用高富氧、碳、电能、矿石原料，一次性冶炼出精锌、生铁、粗铅、炉渣、精锌粉的冶炼方法。用热能、碳原素把冶炼炉的出炉气体中二氧化碳还原成一氧化碳，冶炼出金属的方法。特征在于包括步骤为，用鼓风炉冶炼还原金属是鼓风炉鼓入炉腔中的气态富氧，把原料中的碳燃烧氧化，释放出高热量、，把炉腔里制成团的氧化铅锌矿被迫升温到1300℃-1500℃，炉腔中的高温碳和碳形成的一氧化碳，在高温下与氧化金属产生还原反应，生成液态金属铅、铁、，，还原后生成的气态金属，如锌、镉、，液态金属由炉底金属出放出，炉渣由渣池出口放出，气态金属同出炉气体灰尘抽到电热炉内，
2.权利要求1所述高富氧冶炼锌法，特征是气态金属、二氧化碳、一氧化碳、粉尘出炉气流中少量CO2入电热炉内，出炉气中的二氧化碳，被碳原素近完全的还原一氧化碳，在抽风机(16)的作用下，气态金属、出炉气体、灰尘经烟锌道抽到1#冷凝器(7)控温冷却液态金属铅、出炉气流入2#冷凝器控温冷凝，成液态锌流入积锌池(11)内，锌定期放出收集。镉蒸气伙同出炉气体抽到3#冷凝器(9)内，3#水冷凝器把镉蒸气冷却成镉到积镉池(12)内，定期放出收集，出炉气、灰尘抽到除尘器(14)中，除尘器层积灰尘后，定期放出收集，出炉气进入抽风机(16)后经排烟管送到气体洗涤场，
3.权利要求1所述高富氧冶炼锌法，其特征在于是用电炉还原出炉中的二氧化碳，电炉包括电弧炉、电频炉、电热炉，电频炉又分为功频炉和高频炉，电热炉的发热元件不同又分为碳化硅发热件电炉和电阻丝电炉，这些电炉都是把电能转换为热能的装置，加入电炉中的焦碳利用电能转换成的热能，把焦碳升温并保持在1000-1200℃之间，在出炉气中的二氧化碳气体穿过赤热的焦碳层，充分还原成一氧化碳，使出炉气中的二氧化碳低于0.01％以下，电炉内的气态物质和灰尘被抽风机抽到与电炉上方相连接的烟锌道口进入1#、2#冷凝器3#水冷凝器内，
4.权利要求1所述高富氧冶炼锌法，其特征在于是积锌池(11)是用来积锌并利用池下的调温电炉加热池内的液态锌到800-830℃之间加以保持，使积锌池(11)内的镉充分蒸发出去，与出炉气中的灰尘一并抽到3#水冷凝器(8)内，
5.权利要求1所述高富氧冶炼锌法，其特征在于是抽风机(16)的功能是利用电能抽吸电热炉中出炉气体和灰尘，出炉气在被以上设备处理后抽到再经除尘器除尘(14)，除尘后被送到气体洗涤场洗涤(17)，
6.权利要求1所述高富氧冶炼锌法，其特征在于是洗涤场洗涤出来的煤气送入气体干燥剂(38)内干燥，干燥后输入煤气柜(39)内装存应用，
7.权利要求1所述高富氧冶炼锌法，其特征在于是气体压缩机(40)把煤气从煤气柜(39)中吸出压缩成高压煤气，把液锌罐(41)中液态锌喷射成锌粉到密闭式锌粉柜(42)中存放并罐装出厂，
8.权利要求1所述高富氧冶炼锌法，其特征在于是锌粉柜(42)中锌粉定期放出，煤气由抽风机(44)抽入除尘器(43)中除尘，再送入布袋除尘器(45)除尘后，煤气才收集再次利用。
全文摘要
一种能一次性冶炼出精锌、生铁、粗铅和锌、精粉的火法冶炼法与配套的治炼炉，克服了背景技术中许多不足之处，它是电热炉在上，鼓风炉居中，工频炉在下以制氧机等主体部件组成炼锌炉，小部件有冷凝器积锌池、铅池、液态锌罐、锌粉柜、布袋除尘器等所组成高富氧冶炼锌炉，还付有原料成型系统，预热系统，供电系统，从排水系统，起重运输系统等所组成的炼锌炉。
文档编号C21B13/14GK1644720SQ20041002170
公开日2005年7月27日 申请日期2004年1月19日 优先权日2004年1月19日
发明者赖成章 申请人:赖成章