专利名称：反射炉真空气相法制超细锌粉装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种用反射炉真空气相法生产超细金属锌粉的装置属金属锌粉制造设备领域。
金属锌粉的主要生产方法有雾化法和气相凝集法。雾化法是通压缩空气或惰性气体射流作用于液体锌金属，使其雾化、冷却为固态锌粉未。这类装置的优点是生产能力大，但超细粉比例较低(仅为10－20％)，粉粒的球形度难以控制，锌粉化学纯度直接受原料品级和雾化气体介质所限制。气相凝集法是使锌金属蒸发，将锌蒸气引入冷凝器急速冷却成固态粉未。国内现行锌粉生产设施，主要是用反射炉间接供热将锌锭熔化、蒸发，并将锌蒸气导入冷凝器中冷却得到锌粉。这类装置存在蒸发温度高、能耗高、锌粉总产出率和超细粉比例低，锌粉中金属锌含量低、杂质含量直接受原料条件影响。日本专利昭和42－1743提出在锌精馏铅塔上引出部份锌蒸气导入备有氮气循环装置的冷凝器中冷却为锌粉。其缺点是不能直接产出超细锌粉，生产条件受精馏锌的生产工艺约速束。中国专利85201473则是在上述基础上的改进，即取消了锌精馏铅塔的回流段，并使锌粉凝器与备有氮气循环保护的分级捕集系统相联接，形成锌粉生产的独立体系。能同时产出普通锌粉和超细锌粉。但其超细粉比例仅为30－40％，锌粉的化学纯度难以稳定在高级锌粉所要求的质量指标范围内。
本实用新型的目的在于提供一种能适应反射炉真空气相凝集法新工艺生产超细锌粉的装置。其具有用粗锌为原料、燃煤(或燃油、气)供热，常压熔析，真空精馏，真空条件下冷凝、分级锌粉等特点。能产出化学纯度高和超细粉比例高的锌粉，具有金属收得率和生产率高、能耗低等优点。
下面将结合附图及附图所示的实施例，对本实用新型的内容作进一步描述，但发明内容不限于附图所示。
图1为本实用新型的结构示意图。
本实用新型是通过下列设备组成的(详见附图)在反射炉或其它形式加热炉(1)炉膛内设置有熔析釜(3)、蒸发室(5)及联通(3)、(5)的液封进料管(4)；蒸发室(5)的出口直接与炉外的主冷凝器(6)相联通，而多台付冷凝器(8)又分别与主冷凝器(6)直接或间接相联通。各台冷凝器下部的储粉斗(10)及一台付冷凝器通过管道阀门与过滤器(13)联通。过滤器(13)则直接与真空泵(14)、氮气源(15)通过管道与阀相联通。
本实用新型的特征在于置于反射炉或其它形式加热炉(1)炉膛后部的熔析釜(3)由熔化、熔析区和液封区两部分组成，加入的粗锌(2)在熔化、熔析区受热熔化分层，锌中的部分铅铁杂质，在此区域内沉积脱涂。上层锌液溢入液封区。蒸发室(5)的进料管(4)直接插入液封区液面下。当投入锌锭(2)到熔化区时，液封区液面上升，则锌液将通过进料管(4)被吸入蒸发室(5)直到液封区液面回落到与蒸发室真空度相对应的位置。
本实用新型的特征还在于设置于炉膛中部的蒸发室(5)出口，与炉外的主冷凝器(6)直接相联，共同处于真空状态。其真空度通过与冷凝器，过滤器(13)相联的真空泵运转，按工艺要求加以控制。蒸发室(5)内设有多层蒸发盘，通过熔析釜(3)经液封进料管(4)加入蒸发室的锌液，被分配到各层盘上，受热而蒸发。控制真空度使锌液的沸点降到铅、铁等杂质基本不蒸发的温度，形成精馏条件，产出纯度高的锌蒸气则不断进入冷凝器(6)、(8)冷却为锌粉。
本实用新型的特征还在于冷凝器由外形尺寸各不相同的一台主冷凝器(6)和多台(1～10台)付冷凝器(8)组成。冷凝器为夹壁水冷结构，器内空间设置有数量不等(1－100个)的垂直悬挂夹套水冷结构的管群(7)，用以强化冷却。锌蒸气进入冷凝器发生膨胀并与冷凝器壁面碰撞进行能量交换，被迅速冷却形成固态粉粒沉降，同时蒸气压消失，使冷凝器内与蒸发室内的锌蒸气压处于不平衡态，蒸发室内产生的蒸气能连续不断进入冷凝器形成锌粉。尽管真空条件下，锌蒸气分子在冷凝形成固态粉粒前相互碰撞融接长的几率要比常压下小得多，但距蒸发室(5)出口较近的主冷凝器(6)中，锌蒸气分子密度较高，平均自由程较短，其产出的锌粉中就含有部分较粗的粉粒，反之距离较远的付冷凝器(8)产出的锌粉则全部是超细粉。主付冷凝器的组合则具有粉粒分级功能。各冷凝器下部由上层储粉斗(9)和下层储粉斗(10)构成，用以接纳冷却后重力沉降下的锌粉。一定生产周期内，下部储粉斗已积存了一定数量的锌粉时，关闭上下斗间的密封阀(11)，由氮气源(15)经过滤器(13)和相联的管道阀门向下斗充氮气，使其内部压力与外界压力平衡，此时则可开启下斗底部卸粉阀(12)产出锌粉。然后关闭卸粉阀(12)和氮气源(15)，启动真空泵(14)，将下储粉斗(10)的真空度抽到与冷凝器内一致，开启密封阀(11)，接纳锌粉。如此往复，形成锌的蒸发和冷凝为连续生产过程，锌液的补加和锌粉的产出为一周期生产过程。
实施例按上述实用新型装置，日处理4吨粗锌(品位93.7％)，锌粉总产出率为＞95％，其中超细粉石产量80－85％，冶炼金属回收率＞97％。每吨锌粉的煤耗＜0.5吨，氮气消耗3－4m2。锌粉的化学成份为Zn＞99％，Zn°＞96.3％，Pb＜0.05％。Cd＜0.01％，Fe＜0.001％。
本装置采用粗锌为原料，煤(或油、气)为燃料，可生产粒度为400目的超细锌粉，具有金属收得率和生产率高，能耗低的优点，产品可用于高级油漆的生产原料。
权利要求1.一种反射炉真空气相法制超细锌粉装置，由反射炉或其它形式加热炉(1)、熔析釜(3)、液封进料管(4)、蒸发室(5)、冷凝器(6、8)、真空泵(14)和氮气源设备所构成，其特征在于a)熔析釜(3)内分为熔化、熔析区和液封区两部分组成，液封进料管(4)直接插入液封区液面下并与蒸发室(5)相联通，蒸发室(5)的出口直接与冷凝器(6)相联通，共同处于真空状态，蒸发室内有多层蒸发盘，b)主冷凝器(6)与1～10台付冷凝器(8)相联通，各冷凝器内设置有1-100根垂直悬持夹套水冷管群(7)，各冷凝器下部由上层储粉斗(9)、下层储粉斗(10)、密封阀(11)和卸粉阀(12)构成。
2.如权利要求1所述的反射炉真空气相法制超细锌粉装置，其特征在于真空泵(14)、氮气源(15)通过过滤器(13)和管道阀门与各冷凝器相联通。
3.如权利要求1或2所述的反射炉真空气相法制超细锌粉装置，其特征在于熔析釜(3)、蒸发室(5)和联通(3、5)的液封进料管(4)被设置于加热炉(1)炉膛内。
专利摘要本实用新型是一种能满足反射炉真空气相法制超细锌粉工艺要求的生产装置，它是由反射炉或其它形式加热炉、熔析釜、液封进料管、蒸发室、具有分级功能的冷凝器组、真空泵、氮气源等组成的系统。以粗锌为原料，能产出化学纯度高的超细锌粉，具有能耗低、生产率高等优点。
文档编号B22F9/12GK2097049SQ91216310
公开日1992年2月26日 申请日期1991年6月13日 优先权日1991年6月13日
发明者魏绍武 申请人:魏绍武