从含锌废渣中提炼锌的方法及其设备的制作方法

专利名称：从含锌废渣中提炼锌的方法及其设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种金属的提炼领域，具体地说涉及一种从含锌废渣中提炼锌的方法和设备。
目前工业含锌废渣中的锌没有加以充分回收利用，例如国内几大生产集装箱的厂家在用富锌底漆对集装箱进行喷涂时，会有大量的废漆渣落在地上。这种废漆渣的主要成分为单质锌、微量氧化锌和碳的高分子，其中含锌量可高达60-70％左右。过去全部按工业废渣弃掉，每年可达五千余吨之多，实属惊人的浪费，且污染环境。
目前有少数人用土法(即横罐炉)将此工业废渣提炼锌锭，但回收率只能达到65％左右，使锌资源没有得到充分回收利用，也未解决污染环境的问题，而且已是国家明文规定禁止使用的方法；有的大型冶炼厂也利用这种废渣炼锌，由于诸如烧结、蒸馏二步法，在其烧结过程中废渣中大量为单质锌变成氧化锌跑掉，影响原料球的质量，大大降低锌的回收率，或者使用电解锌工艺，则需增加煅烧设备，且锌的回收率也不高等原因，至今还没有一种既能使废渣中的锌得以充分回收利用，又符合国家环保部门要求的提炼方法及其设备。
本发明的目的在于解决现有技术中的问题而提供一种从含锌废渣中提炼锌的方法。
本发明的另一个目的在于提供一种实现所述方法的设备。
实现本发明的第一个目的，在于将现有技术中烧结、蒸馏分两步进行的方法改进成烧结与蒸馏同步进行。
本发明的提炼锌的方法，包括含锌原料球的制备、烧结、蒸馏、排渣和加料，烧结和蒸馏是在烧结蒸馏炉内均匀配置的竖直抖罐中同步进行的，此时竖直料罐中装满制备好的含锌原料球，用燃煤对烧结蒸馏炉逐渐加温至1300℃，使竖直料罐中由下到上自然形成的各个区域内的所述原料球依次进行氧化还原反应、固体锌气化、锌气液化、烧结和预热，其中锌气液化后的锌液流出铸成锌锭；排渣和加料在开炉后每隔2小时在1300℃下同步进行，直到检修烧结蒸馏炉为止。
实现本发明的另一个目的在于，将现有技术中的二个炉子合并为一个烧结蒸馏炉，将横卧料罐改进为竖直料罐。
本发明的提炼锌的设备，包括炉子1、料罐2和除尘系统，其中炉子1分为上、下两部分，上部具有放置料罐2的腔室，下部具有炉镗3、炉条4、燃料入口5、中央上火口6、两侧下火口7和下料渣道8；料罐2为由碳化硅制成的横截面为椭圆形的若干竖罐，它们均匀地直立于炉子1上部的腔室内，每个料罐2均由伸出炉外的上部和置于炉内的下部构成，其上部的顶部为具有上料口9的锥体10，该锥体的以下部分周面上具有一与其内相通的外伸蓄锌液部分11，其下部的罐底与炉子1下部的下料渣道8相通；所述除尘系统包括依次连接的主吸尘管12、旋风除尘器13、吸尘管14、引风机15、排尘管16和布袋回收器17，主吸尘管12上具有置于料罐2外伸蓄锌液部分11上方的吸尘帽18，外伸蓄锌液部分11侧面有排尘口19，下部有一溢流口20。
本设备中的炉子1和料罐2，即是本方法中所说的烧结蒸馏炉和竖直料罐。
本发明的方法和设备的优点在于1、实现了在烧结和蒸馏同步进行下锌的提炼，其中含锌原料球几乎无氧化损失，因此工业含锌废漆渣中锌的回收率可达95％以上；2、由于本设备采用均匀地直立炉内的、由碳化硅制成的横截面为椭圆形的竖直料罐，其导热性能好、受热均匀，在温度发生急剧变化时，竖直料罐不会出现炸裂，因此其使用寿命由现有技术的1个月提高到16个月；3、本设备具有较完善的除尘系统，因此符合国家的环保要求。
下面结合附图对本发明的方法和设备的最佳实施例进行详细描述。


图1是本发明提炼锌的设备的最佳实施例的正视图。
图2是图1所示实施例的俯视图。
图3是图2 A-A处的剖视图。
图4是图1所示实施例中1个料罐部分的放大剖视图。
本发明提炼锌的方法包括含锌原料球的制备、烧结、蒸馏、排渣和加料，其中含锌原料球的制备是以富锌废漆渣为原料，将其进行闭封式球磨粉碎，并同时加入占富锌废漆渣重量17％的焦粉，混合制成原料球后在120℃下进行低温烘干，保温直至原料球中的水分蒸发，使其机械强度得到提高。烧结和蒸馏以及排渣和加料是在本发明提炼锌的设备中实现的。
参见图1至图4，本发明提炼锌的设备包括炉子1、22个均匀地直立在炉子1腔室内的料罐2和由依次连接的主吸尘管12、旋风除尘器13、吸尘管14、引风机15、排尘管16和布袋回收器17构成的除尘系统。炉子1分为上、下两部分，上部为腔室、下部具有炉镗3、炉条4、燃料入口5、中央上火口6、两侧下火口7和下料渣道8。22个竖直料罐2由碳化硅材质制成，其横截面为椭圆形，且均由伸出炉外的上部和置于炉内的下部构成。其上部的顶部为具有上料口9的锥体10，该锥体的以下部分周面上具有一个与其内相通的外伸蓄锌液部分11；其下部的罐底与炉子1下部的下料渣道8相通。主吸尘管12上具有22个置于22个料罐2外伸蓄锌液部分11上方的吸尘帽18。外伸蓄锌液部分11的侧面有一排尘口19，下部有一溢流口20。
使用图1至图4所示的提炼锌的设备时，将按上述方法制备的原料球装满所述的22个竖直料罐2，然后从炉子1下部的燃料入口5装入燃煤，将炉子逐步加温至1300℃，竖直料罐2下部内的原料球进行氧化还原反应()，而料罐2上部内的原料球由下到上被气化、液化、烧结和预热。其中氧化还原反应是在竖直料罐2从其底部起算约2米高度的区域内进行的，锌气的温度为1300℃；固体锌气化是在氧化还原反应区以上约0.4米高度的热交换区域内进行的，是由所述1300℃的锌气上升使该区域内的固体锌转换成的1000℃的锌气；锌气液化是由所述1000℃的锌气进入竖直料罐2周面上外伸蓄锌液部分11，自然冷却到800℃-500℃变成的锌液；烧结是在热交换区域以上约0.3米高度的区域内进行的，其中的所述原料球被热交换区域的700℃余热加以烧结；预热是在烧结区域以上约0.3米高度的区域内进行的，其中所述的原料球被烧结区的余热预热到300℃-700℃。排渣和加料是在开炉后每隔2个小时从下料渣道8的清渣口排除废渣，并同时从竖直料罐2的上料口9加满制备好的原料球直到检修炉子1为止。
用本方法提炼锌的过程中排除的微量氧化锌、粉尘和二氧化碳经由本设备具有的除尘系统，即依次连接的主吸尘管12、旋风除尘器13、吸尘管14、引风机15、排尘管16和布袋回收器17以及主吸尘管上的吸风帽18，加以排放和回收。
如果建造四个上述的炉子，1个竖直料罐24小时提炼锌的锌液可生产160公斤锌锭，四个炉子每天可生产14吨锌锭，全年按300个工作日计算，则可生产4200吨1号锌锭。该设备不与国有大型企业争资源，可将废料变为有工业利用价值的锌，且不污染环境。
权利要求
1.一种提炼锌的方法，包括含锌原料球的制备、烧结、蒸馏、排渣和加料，其特征在于烧结和蒸馏是在烧结蒸馏炉内均匀配置的竖直料罐中同步进行的，此时竖直料罐中装满制备好的含锌原料球，用燃煤对烧结蒸馏炉逐渐加温至1300℃，使竖直料罐中由下到上自然形成的各个区域内的所述原料球依次进行氧化还原反应、固体锌气化、锌气液化、烧结和预热，其中锌气液化后的锌液流出铸成锌锭；排渣和加料在开炉后每隔2小时在1300℃下同步进行，直到检修烧结蒸馏炉为止。
2.根据权利要求1提炼锌的方法，其特征在于含锌原料球的制备是将含锌工业废渣原料进行封闭式球磨粉碎，并同时加入占所述原料重量15-20％的焦粉，混合制成原料球后在100℃～150℃下进行低温烘干，保温直至原料球中的水分蒸发，使其机械强度得到提高。
3.根据权利要求2提炼锌的方法，其特征在于所述含锌工业废渣原料为富锌废漆渣原料。
4.根据权利要求3提炼锌的方法，其特征在于氧化还原反应是在竖直料罐从其底部起算约2米高度的区域内进行的，锌气的温度为1300℃；固体锌气化是在氧化还原反应区以上约0.4米高度的热交换区域内进行的，是由所述1300℃的锌气上升使该区域内的固体锌转换成的1000℃的锌气；锌气液化是由所述1000℃的锌气进入竖直料罐周面上外伸蓄锌液部分，自然冷却到800℃-500℃变成的锌液；烧结是在热交换区域以上约0.3米高度的区域内进行的，其中的所述原料球被热交换区域的700℃余热加以烧结；预热是在烧结区域以上约0.3米高度的区域内进行的，其中所述的原料球被烧结区的余热预热到300℃-700℃。
5.根据权利要求1至4中任意一项提炼锌的方法，其特征在于该方法过程中排出的粉尘和二氧化碳经除尘系统排放和回收。
6.一种提炼锌的设备，包括炉子1、料罐2，其特征在于还包括除尘系统，其中炉子1分为上、下两部分，上部具有放置料罐2的腔室，下部具有炉镗3、炉条4、燃料入口5、中央上火口6、两侧下火口7和下料渣道8；料罐2为由碳化硅制成的横截面为椭圆形的若干竖罐，它们均匀地直立于炉子1上部的腔室内，每个料罐2均由伸出炉外的上部和置于炉内的下部构成，其上部的顶部为具有上料口9的锥体10，该锥体的以下部分周面上具有一与其内相通的外伸蓄锌液部分11，其下部的罐底与炉子1下部的下料渣道8相通；所述除尘系统包括依次连接的主吸尘管12、旋风除尘器13、吸尘管14、引风机15、排尘管16和布袋回收器17，主吸尘管12上具有置于料罐2外伸蓄锌液部分11上方的吸尘帽18，外伸蓄锌液部分11侧面有排尘口19，下部有一溢流口20。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于所述料罐2为22个，它们排成四行，中间两行各为等距的6个料罐，靠外的两行各为等距的5个料罐，且置于中间两行的等距之中，所述吸尘帽18也为22个。
全文摘要
本发明涉及提炼锌的方法及设备。其方法包括含锌原料球的制备、烧结和蒸馏的同步进行以及排渣和加料的同步进行;其设备包括上部为腔室下部为炉膛的炉子1、均匀地直立在炉子1内的料罐2和由依次连接的主吸尘管、旋风除尘器、吸尘管、引风机、排尘管和布袋回收器构成的除尘系统。竖直料罐2由碳化硅制成,其横截面为椭圆形,并由伸出炉外的上部和置于炉内的下部构成。本设备以富锌废漆渣为原料时锌回收率高达95%以上,且使用寿命长。
文档编号C22B7/04GK1243167SQ98103329
公开日2000年2月2日 申请日期1998年7月28日 优先权日1998年7月28日
发明者金云龙, 史宝龙 申请人:金云龙, 史宝龙