一种含锌粉尘中有价金属的提取装置

文档序号:37396915发布日期:2024-03-25 18:38阅读:64来源:国知局

本技术涉及钢铁厂含锌粉尘回收,具体是一种含锌粉尘中有价金属的提取装置。


背景技术:

1、据统计,钢铁工业固体废弃物的产量约占钢铁产量的10%,中国每年钢铁生产企业排放固体废弃物超过8000万吨,但这些固体废弃物的综合利用率一直较低。

2、其中,含锌粉尘含铁量高,同时含有多种有价金属,具有很高的潜在利用价值。根据生产工序不同,含锌粉尘可以分为原料厂粉尘、电炉灰除尘灰、高炉瓦斯灰、烧结粉尘、炼钢除尘灰等几类。目前对含锌粉尘的处理是先回收其中的有价金属然后再重新返回炼铁系统利用。

3、专利号cn201110444928.5和cn201210369145.x提出了一种利用回转窑设备提锌的火法工艺,通过将煤、含锌废料和高炉瓦斯灰(泥)混合配料还原得到锌粉。但是,该工艺的氧化锌粉收得率低,工艺流程繁琐,不能达到富含单质金属的目的。专利号201410330341.5提出了一种竖炉设备火法还原锌元素的方法,该方法将含铁锌粉尘、黏结剂和煤粉混合制球。然而,该工艺流程由于依靠锌蒸汽自身逸散收集锌粉,锌蒸汽扩散速率较慢,导致金属收集率较低。专利号cn209210897 u提出利用真空蓄热炉提锌的工艺,含锌粉尘由真空碳热还原工艺将锌还原蒸发,获得较高的回收率,但由于还原需要真空条件,设备运行条件较为严苛,而且还原锌蒸汽会在向外扩散的过程中冷凝,造成顶端溢流情况,存在安全隐患。

4、综上所述,设计一种高效、稳定、环保的钢铁厂烟尘中有价金属回收装置,对于提高钢铁厂废弃物资源化利用效率,实现绿色低碳生产具有积极意义。


技术实现思路

1、本实用新型提供了一种钢铁厂含锌粉尘中有价金属的提取装置,目的在于采用煤气空气双喷吹系统,通过设置空气蓄热系统和煤气喷吹系统,在对管式炉加热的同时通过煤气做载气,将锌蒸汽裹挟至冷凝器,增强了锌蒸汽从炉内挥发的速率,提升有价金属收得率。

2、本实用新型提供了一种含锌粉尘中有价金属的提取装置,用于回收钢铁厂含锌粉尘中的有价金属,包括:蓄热式加热炉、管式炉、蓄热室、煤气供气设备、冷凝器以及抽风机,其中:

3、蓄热式加热炉,内部设有蓄热室,所述蓄热室与蓄热罐连通;

4、管式炉,设在蓄热室内部,且管式炉的内部加有钢铁厂含锌粉尘,管式炉的顶部设有气体输出端,管式炉的底部设有与煤气供气设备相连通的煤气输入端,用于作为煤气中的还原组分与送入管式炉内部的钢铁厂含锌粉尘发生气固耦合还原反应的场所;

5、冷凝器,输入端与管式炉的顶部气体输出端连接,输出端通过管路与抽风机的气体输入端连通,用于将抽风机抽吸引流送至冷凝器内的易挥发气态锌蒸汽进行冷凝。

6、优选地,所述蓄热室包括第一蓄热室和第二蓄热室,所述第一蓄热室和第二蓄热室均与蓄热罐连通,所述第一蓄热室设在第二蓄热室的上方,且第一蓄热室和第二蓄热室均为环形结构,所述管式炉设在第一蓄热室和第二蓄热室的内部。

7、优选地,所述抽风机的输出端连接有气体储存罐,用于将反应所产生的富含co的气体送入气体储存罐实现运行稳压。

8、优选地,所述气体储存罐的输出端与蓄热室连通,用于将富含co的气体送入蓄热室再次被燃烧利用。

9、优选地,所述蓄热室通过管路还连接有废气排放塔,用于将蓄热室燃烧再利用后的气体送入废气排放塔排放。

10、优选地,所述管式炉的煤气输入端与气体输出端的开口均为圆形,且圆心均位于管式炉的竖直中心线上,开口半径为管式炉半径的1/7~1/5。

11、优选地,所述管式炉的顶部气体输出端通过管路与冷凝器的输入端连接,该管路内设有过滤网,用于将气体烟气中的粉尘去除。

12、优选地,所述过滤网的直径与冷凝器中的冷凝室入口直径相同,用于对管式炉送入冷凝室中的烟尘进行全面过滤。

13、优选地,当冷凝器设在管式炉外部时,所述过滤网的竖直中心线与水平夹角为90°,当冷凝器设在管式炉内部时,所述过滤网竖直中心线与水平夹角为70°~80°。

14、优选地,所述管式炉的底部倾斜连通有用于输送管式炉化学反应产物金属化球团的输送管,所述输送管的高端与管式炉内腔连通,所述输送管的低端由蓄热式加热炉穿出,其穿出端与位于蓄热式加热炉外部的金属化球团收集桶连通。

15、与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:

16、本实用新型从钢铁厂含锌粉尘提取有价金属的装置采用煤气空气双喷吹系统,分别设置空气蓄热系统煤气喷吹系统以及和相关的排烟系统,正常工作时,空气先由蓄热罐喷吹至蓄热室内,点燃蓄热室中的燃料,产生大量热量,开始还原管式炉内的原料,由于蓄热室为环形,热量分布较均匀。

17、煤气供气设备中的煤气储存罐内的煤气由鼓风机自管式炉的底部喷吹至管式炉内,一方面由抽风机的作用自下而上将管式炉烟气中的易挥发的气态金属气体引流至冷凝器内,改善管式炉(管式炉的物料还原区)内的动力学条件,加强锌蒸汽的挥发速度;另一方面,煤气中的还原气组分还可充当部分还原剂,与管式炉内的还原剂共同还原原料中的氧化物,实现气固耦合还原的作用。烟气由煤气引流至冷凝器时,冷凝器入口处的过滤网将烟尘过滤掉,气态金属在冷凝器内冷凝为固态金属,实现易挥发的有价金属回收。实现引流和还原后的煤气中大部分还是co气体,由抽风机送入环形蓄热室内再次燃烧利用,废气在另一侧排放。其中,用于喷吹的煤气可以为高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气等钢铁厂工序产生的还原气。

18、通过本实用新型的装置能够很好的对钢铁厂含锌粉尘中的有价金属进行回收,并且本实用新型的装置适合各种燃料,损耗低,应用还原气喷吹技术,气固耦合还原加强还原效果、并使还原装置内气体扩散动力学条件增强、同时对引流后的煤气再次燃烧利用,显著提升有价金属收得率。



技术特征:

1.一种含锌粉尘中有价金属的提取装置,其特征在于,包括:蓄热式加热炉(1)、管式炉(2)、蓄热室、煤气供气设备、冷凝器(4)以及抽风机(5),其中:

2.根据权利要求1所述的一种含锌粉尘中有价金属的提取装置,其特征在于,所述蓄热室包括第一蓄热室(6.1)和第二蓄热室(6.2),所述第一蓄热室(6.1)和第二蓄热室(6.2)均与蓄热罐连通,所述第一蓄热室(6.1)设在第二蓄热室(6.2)的上方,且第一蓄热室(6.1)和第二蓄热室(6.2)均为环形结构,所述管式炉(2)设在第一蓄热室(6.1)和第二蓄热室(6.2)的内部。

3.根据权利要求1所述的一种含锌粉尘中有价金属的提取装置,其特征在于,所述抽风机(5)的输出端连接有气体储存罐(9),用于将反应所产生的富含co的气体送入气体储存罐(9)实现运行稳压。

4.根据权利要求3所述的一种含锌粉尘中有价金属的提取装置,其特征在于,所述气体储存罐(9)的输出端与蓄热室连通,用于将富含co的气体送入蓄热室再次被燃烧利用。

5.根据权利要求4所述的一种含锌粉尘中有价金属的提取装置,其特征在于,所述蓄热室通过管路还连接有废气排放塔(7),用于将蓄热室燃烧再利用后的气体送入废气排放塔(7)排放。

6.根据权利要求1所述的一种含锌粉尘中有价金属的提取装置,其特征在于,所述管式炉(2)的煤气输入端与气体输出端的开口均为圆形,且圆心均位于管式炉(2)的竖直中心线上,开口半径为管式炉(2)半径的1/7~1/5。

7.根据权利要求1所述的一种含锌粉尘中有价金属的提取装置,其特征在于,所述管式炉(2)的顶部气体输出端通过管路与冷凝器(4)的输入端连接,该管路内设有过滤网(3),用于将气体烟气中的粉尘去除。

8.根据权利要求7所述的一种含锌粉尘中有价金属的提取装置,其特征在于,所述过滤网(3)的直径与冷凝器(4)中的冷凝室(4.1)入口直径相同,用于对管式炉(2)送入冷凝室(4.1)中的烟尘进行全面过滤。

9.根据权利要求7所述的一种含锌粉尘中有价金属的提取装置,其特征在于,当冷凝器(4)设在管式炉(2)外部时,所述过滤网(3)的竖直中心线与水平夹角为90°,当冷凝器(4)设在管式炉(2)内部时,所述过滤网(3)竖直中心线与水平夹角为70°~80°。

10.根据权利要求2所述的一种含锌粉尘中有价金属的提取装置,其特征在于,所述管式炉(2)的底部倾斜连通有用于输送管式炉(2)化学反应产物金属化球团的输送管,所述输送管的高端与管式炉(2)内腔连通,所述输送管的低端由蓄热式加热炉(1)穿出,其穿出端与位于蓄热式加热炉(1)外部的金属化球团收集桶(8)连通。


技术总结
本技术公开了一种含锌粉尘中有价金属的提取装置,包括蓄热式加热炉,内部设有蓄热室,蓄热室与蓄热罐连通;管式炉设在蓄热室内部,且管式炉的内部加有钢铁厂含锌粉尘,管式炉的顶部设有气体输出端,管式炉的底部设有与煤气供气设备相连通的煤气输入端,用于作为煤气中的还原组分与钢铁厂含锌粉尘发生气固耦合还原反应的场所;冷凝器输入端与管式炉的顶部气体输出端连接,输出端通过管路与抽风机的气体输入端连通,用于将抽风机抽吸引流送至冷凝器内的易挥发气态锌蒸汽进行冷凝。本技术采用煤气空气双喷吹系统,在对管式炉加热的同时通过煤气做载气,将锌蒸汽裹挟至冷凝器,增强了锌蒸汽从炉内挥发的速率,提升有价金属收得率。

技术研发人员:张朝晖,马少卜,马红周,李新涛
受保护的技术使用者:西安建筑科技大学
技术研发日:20230731
技术公布日:2024/3/24
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