專利名稱：用熱鍍鋅渣直接制備高純度鋅制品的蒸餾爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及冶金設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種能夠去除熱鍍鋅渣中金屬鐵、鉛、鋁等雜質(zhì)制備得到高純度鋅制品的蒸餾爐。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)外高純度鋅制品的制備方法主要是蒸餾冷凝法，鋅蒸餾的裝置主要有臥式鋅蒸餾爐和塔式鋅蒸餾爐。臥式鋅蒸餾爐投資小、見效快、安全可靠，但其除雜能力有限，產(chǎn)品中往往鉛含量超標(biāo)，限制了其應(yīng)用；塔式鋅蒸餾爐雖然除雜效果好，但對(duì)原料的要求很高，含鐵高的原料入爐后降低爐體壽命，增加生產(chǎn)成本。熱鍍鋅渣來(lái)源廣泛,且含鋅量高,在鋅資源日趨緊缺的今天對(duì)其開發(fā)利用很有價(jià)值，而目前的鋅蒸餾爐無(wú)法滿足用熱鍍鋅渣直 接制備高純度鋅制品的要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型實(shí)施方式提供一種用熱鍍鋅渣直接制備高純度鋅制品的蒸餾爐，可以解決傳統(tǒng)臥式鋅蒸餾爐和塔式鋅精餾爐的缺點(diǎn)，可以直接利用熱鍍鋅渣、硬鋅等高鐵含鋅物料為原料，既能高效去除高沸點(diǎn)雜質(zhì)金屬鐵、鉛、鋁等，又能保證爐體壽命適合穩(wěn)定的工業(yè)生產(chǎn)。為解決上述問題本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案如下本實(shí)用新型實(shí)施方式提供一種用熱鍍鋅渣直接制備高純度鋅制品的蒸餾爐，該蒸餾爐內(nèi)依次設(shè)有熔化段、蒸發(fā)段和精餾段，熔化段和蒸發(fā)段水平設(shè)置，精餾段豎直設(shè)置；其中，熔化段一端設(shè)有原料入口，熔化段另一端與蒸發(fā)段連通，蒸發(fā)段的出口通過(guò)連接通道與精餾段內(nèi)設(shè)置的碳化硅塔盤的入口連通；精餾段內(nèi)的碳化硅塔盤的出口通過(guò)鋅蒸氣導(dǎo)管與爐體外部的冷凝器連通。由上述提供的技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的蒸餾爐，通過(guò)在爐體內(nèi)設(shè)置熔化段、蒸發(fā)段和精餾段三段處理空間，并使熔化段和蒸發(fā)段水平設(shè)置，精餾段豎直設(shè)置，兼?zhèn)淞伺P式鋅蒸餾爐和塔式鋅蒸餾爐的優(yōu)勢(shì)，由熔化段、蒸發(fā)段先對(duì)熱鍍鋅渣或硬鋅等高鐵含鋅物料進(jìn)行處理，初步去除高沸點(diǎn)雜質(zhì)金屬鐵、鉛、鋁等，再通過(guò)精餾段的連續(xù)分餾作用得到高純度鋅蒸氣，最后由鋅蒸氣導(dǎo)管引入冷凝器內(nèi)冷卻形成高純度鋅粉或鋅錠。該蒸餾爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以直接利用熱鍍鋅渣、硬鋅等高鐵含鋅物料為原料制備高純度鋅制品，既能高效去除高沸點(diǎn)雜質(zhì)金屬鐵、鉛、鋁等，又能保證爐體壽命適合穩(wěn)定的工業(yè)生產(chǎn)。

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它結(jié)構(gòu)圖。[0008]圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的蒸餾爐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖中各標(biāo)對(duì)應(yīng)的名稱為1.原料入口 ；2.熔化段；3.鋅封；4.溢流壩；5.蒸發(fā)段；6.弧形隔板；7.連接通道；8.清理孔；9.碳化硅塔盤；10.精餾段；11.爐墻；12.鋅蒸氣導(dǎo)管；13.冷凝器；14. 一次空氣入口 ；15. —次空氣通道；16. 二次空氣預(yù)熱管；17.煙氣出口一 ;18.燃料進(jìn)口一 ；19.燃料進(jìn)口二 ；20. —次空氣調(diào)節(jié)拉板；21.煙氣出口二 ；22.熔化段火道；23.蒸發(fā)段火道；24.爐殼；25.支柱。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒尽?shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。下面對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。本實(shí)用新型實(shí)施例一種用熱鍍鋅渣直接制備高純度鋅制品的蒸餾爐，可以采用發(fā)生爐煤氣、水煤氣、焦?fàn)t煤氣等氣體燃料，采用熱鍍鋅渣、硬鋅等含鋅物料為原料直接制備高純度鋅制品，如圖I所示，爐體內(nèi)依次設(shè)有熔化段、蒸發(fā)段和精餾段，熔化段和蒸發(fā)段水平設(shè)置，精餾段豎直設(shè)置；其中，熔化段一端設(shè)有原料入口，熔化段另一端與蒸發(fā)段連通，蒸發(fā)段的出口通過(guò)連接通道與精餾段內(nèi)設(shè)置的碳化硅塔盤的入口連通，蒸發(fā)段的出口連接碳化硅塔盤的入口的連接通道可以是管狀通道；精餾段內(nèi)的碳化硅塔盤的出口通過(guò)鋅蒸氣導(dǎo)管與爐體外部的冷凝器連通。上述蒸餾爐的精餾段的碳化硅塔盤是一組碳化硅質(zhì)的塔盤，該組塔盤以回流盤為主，塔盤底部與蒸發(fā)段通過(guò)管狀通道相連，頂部與冷凝器通過(guò)鋅蒸氣導(dǎo)管相通。精餾段的外部爐墻可由輕質(zhì)耐火材料構(gòu)筑而成。上述蒸餾爐中，在熔化段與蒸發(fā)段之間設(shè)有鋅封，熔化段通過(guò)鋅封底部的通道與蒸發(fā)段連通。在生產(chǎn)過(guò)程中，鋅液高于鋅封底部，將熔化段內(nèi)空氣與蒸發(fā)段內(nèi)鋅蒸氣隔絕，并可有效阻擋熔化段中的浮渣進(jìn)入蒸發(fā)段。上述蒸餾爐的熔化段包括熔化池、熔化段火道、隔板、煙氣出口二和燃料進(jìn)口-* ;熔化池設(shè)置在底部，熔化池一端設(shè)置原料入口，熔化池另一端與蒸發(fā)段連通，熔化段火道設(shè)置在熔化池上方，熔化池與熔化段火道之間設(shè)置隔板；隔板可采用碳化硅材質(zhì)的弧形隔板。熔化段火道上方的爐體上設(shè)有與熔化段火道連通的煙氣出口二和燃料進(jìn)口二。上述蒸餾爐中，所述熔化段火道與所述蒸發(fā)段的一次空氣通道連通，連通口處設(shè)有一次空氣調(diào)節(jié)拉板，可以控制空氣的供入量。這樣熔化段內(nèi)通過(guò)架設(shè)弧形隔板，弧形隔板上方是熔化段火道，側(cè)面供入的氣體燃料與空氣混合燃燒后所產(chǎn)的煙氣流經(jīng)該通道后排出爐體，可將熱源和物料隔開，形成隔焰加熱。上述蒸餾爐的蒸發(fā)段包括蒸發(fā)池、蒸發(fā)段火道、隔板、一次空氣入口、一次空氣通道、煙氣出口一和燃料進(jìn)口一 ；[0021]蒸發(fā)池設(shè)置在底部，蒸發(fā)池一端與熔化段的出口連通，蒸發(fā)池另一端與精餾段連通，蒸發(fā)段火道設(shè)置在蒸發(fā)池上方，熔化池與熔化段火道之間設(shè)置隔板；隔板可采用碳化硅材質(zhì)的弧形隔板。蒸發(fā)段火道上方設(shè)有一次空氣通道，一次空氣通道與爐體上的一次空氣入口連通；蒸發(fā)段火道上方的爐體上設(shè)有燃料進(jìn)口一。蒸發(fā)段火道分上下兩層，下層為直流通道，上層為返流通道，上層的返流通道與煙氣出口一相連，返流部分內(nèi)設(shè)有二次空氣預(yù)熱管，二次空氣預(yù)熱管與精餾段的爐墻內(nèi)部空間連通。 蒸發(fā)段內(nèi)也通過(guò)架設(shè)弧形隔板，將熱源和物料隔開，形成隔焰加熱。弧形隔板上方是蒸發(fā)段火道，側(cè)面供入的氣體燃料與空氣混合燃燒后所產(chǎn)的煙氣直流入直流通道后進(jìn)入返流通道返流去加熱空氣預(yù)熱管中的二次空氣，然后排出爐體進(jìn)入外部設(shè)備換熱器。蒸發(fā)段頂部布置有一次空氣入口和一次空氣通道，預(yù)熱后的一次空氣流經(jīng)該通道進(jìn)入爐內(nèi)與燃料混合燃燒。所述一次空氣通道連接熔化段火道和蒸發(fā)段火道的通道開口處分別設(shè)有一次空氣調(diào)節(jié)拉板，可以分別控制向熔化段火道和蒸發(fā)段火道的空氣供入量。上述蒸餾爐中，所述精餾段的爐體外墻可采用輕質(zhì)耐火材料構(gòu)筑而成。蒸發(fā)段和精餾段的底部爐體上均設(shè)有清理孔，可以定期清理底渣。上述蒸餾爐中，所述隔板采用碳化硅材質(zhì)的弧形隔板。上述蒸餾爐中，熔化段和蒸發(fā)段的爐體外包有鋼質(zhì)爐殼；各火道、通道由耐火材料砲筑而成，外包隔熱材料，可以減小熱損失，提聞熱效率。上述蒸餾爐中，兩個(gè)煙氣出口處都設(shè)有控制煙氣流量的閘板。上述蒸餾爐中，鋅蒸氣導(dǎo)管和二次空氣預(yù)熱管可以是碳化硅管。本實(shí)用新型的蒸餾爐可以克服傳統(tǒng)臥式鋅蒸餾爐和塔式鋅精餾爐各自的缺點(diǎn)，能直接利用熱鍍鋅渣、硬鋅等高鐵含鋅物料為原料，制備高純度的鋅制品，既能高效去除高沸點(diǎn)雜質(zhì)金屬鐵、鉛、鋁等，又能保證爐體壽命適合穩(wěn)定的工業(yè)生產(chǎn)，是利于大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的蒸餾爐。原料熱鍍鋅渣和硬鋅中主要雜質(zhì)金屬質(zhì)量含量分別為鐵0. I 5%、鉛0.01 0. 5%、鋁 0. 01 2%。本實(shí)用新型蒸餾爐所用原料為熱鍍鋅渣和硬鋅，原料中主要雜質(zhì)金屬質(zhì)量含量分別為鐵0. I 5%、鉛0. 01 0. 5%、鋁0. 01 2% ;制備鋅制品時(shí)，熱鍍鋅渣和硬鋅自原料入口 I加入熔化段2中，熔化后的金屬鋅液流經(jīng)鋅封3下部的通道，通過(guò)溢流壩4進(jìn)入蒸發(fā)段5，在上方弧形隔板6的加熱作用下成為鋅蒸氣，同時(shí)去除高沸點(diǎn)雜質(zhì)鐵、鋁等和大部分的鉛，然后流經(jīng)連接通道7進(jìn)入精餾段10內(nèi)的塔盤9中，經(jīng)過(guò)精餾后的高純鋅蒸氣通過(guò)鋅蒸氣導(dǎo)管12進(jìn)入冷凝器13，在冷卻作用下產(chǎn)出高純度鋅粉或鋅錠，鋅粉產(chǎn)品中總鋅含量術(shù)98%，金屬鋅含量術(shù)96%，雜質(zhì)含量為鐵氺0. 02%、鉛氺0. 01%、鋁氺0. 01% ;鋅錠產(chǎn)品中鋅含量術(shù)99. 99%，鉛氺0. 005%、鎘> 0. 003%、鐵> 0. 003% o用本實(shí)用新型的蒸餾爐以熱鍍鋅渣為原料直接制備高純度鋅制品的具體過(guò)程如下(I)塊狀原料由原料入口進(jìn)入熔化段底池內(nèi)，并在上方火道的隔焰加熱作用下熔化為液體，控制熔化段內(nèi)溫度為500 650°C，液體表面的浮渣和鋁鐵合金層通過(guò)原料入口
定期清出；(2)液鋅經(jīng)過(guò)鋅封下方的通道，翻過(guò)溢流壩流入蒸發(fā)段；(3)蒸發(fā)段內(nèi)液鋅在上方火道的隔焰加熱作用下蒸發(fā)形成鋅蒸氣，控制蒸發(fā)段內(nèi) 溫度為900 1050°C，使鐵、鉛、鋁等高沸點(diǎn)雜質(zhì)留在蒸發(fā)段并定期排出，鋅蒸氣形成一定壓力后由連接通道進(jìn)入精餾段的塔盤底部；(4)鋅蒸氣在塔盤內(nèi)從下向上行進(jìn)，上升過(guò)程中與流下的鋅液不斷洗滌和換熱，通過(guò)連續(xù)的分餾作用達(dá)到很高的純度，再由鋅蒸氣導(dǎo)管引入冷凝器內(nèi)冷卻形成高純度鋅粉或鋅錠，少量含有高沸點(diǎn)雜質(zhì)的鋅液流下經(jīng)連接通道返回蒸發(fā)段；(5)精餾段內(nèi)溫度控制在880 950°C，溫度的調(diào)節(jié)可以通過(guò)精餾段爐墻上孔洞的開合來(lái)完成。本實(shí)用新型的蒸餾爐將臥置的熔化段和蒸發(fā)段，與豎直設(shè)置的精餾段緊密結(jié)合為一個(gè)整體，集合了臥式鋅蒸餾爐和塔式鋅蒸餾爐的優(yōu)點(diǎn)，不但能有效去除高沸點(diǎn)雜質(zhì)鐵、鉛、鋁等，而且適合處理熱鍍鋅渣、硬鋅等高鐵含鋅物料，還能保證穩(wěn)定生產(chǎn)四個(gè)月以上。以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種用熱鍍鋅渣直接制備高純度鋅制品的蒸餾爐，其特征在于，該蒸餾爐內(nèi)依次設(shè)有熔化段、蒸發(fā)段和精餾段，熔化段和蒸發(fā)段水平設(shè)置，精餾段豎直設(shè)置；其中，熔化段一端設(shè)有原料入ロ，熔化段另一端與蒸發(fā)段連通，蒸發(fā)段的出口通過(guò)連接通道與精餾段內(nèi)設(shè)置的碳化硅塔盤的入口連通；精餾段內(nèi)的碳化硅塔盤的出ロ通過(guò)鋅蒸氣導(dǎo)管與爐體外部的冷凝器連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蒸餾爐，其特征在于，所述熔化段與蒸發(fā)段之間設(shè)有鋅封，熔化段通過(guò)鋅封底部的通道與蒸發(fā)段連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蒸餾爐，其特征在于，所述熔化段包括 熔化池、熔化段火道、隔板、煙氣出ロニ和燃料進(jìn)ロニ ； 熔化池設(shè)置在底部，熔化池一端設(shè)置原料入ロ，熔化池另一端與蒸發(fā)段連通，熔化段火道設(shè)置在熔化池上方，熔化池與熔化段火道之間設(shè)置隔板； 熔化段火道上方的爐體上設(shè)有與熔化段火道連通的煙氣出口ニ和燃料進(jìn)ロニ。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蒸餾爐，其特征在于，所述蒸發(fā)段包括 蒸發(fā)池、蒸發(fā)段火道、隔板、一次空氣入ロ、一次空氣通道、煙氣出ロ 一和燃料進(jìn)ロ 一 ；蒸發(fā)池設(shè)置在底部，蒸發(fā)池一端與熔化段的出口連通，蒸發(fā)池另一端與精餾段連通，蒸發(fā)段火道設(shè)置在蒸發(fā)池上方，蒸發(fā)池與蒸發(fā)段火道之間設(shè)置隔板； 蒸發(fā)段火道分上下兩層，下層為直流通道，上層為返流通道，上層返流通道與煙氣出口ー相連; 蒸發(fā)段火道上方設(shè)有一次空氣通道，一次空氣通道與蒸發(fā)段火道和熔化段火道分別連通，連通ロ分別設(shè)有一次空氣調(diào)節(jié)拉板； 蒸發(fā)段火道上方的爐體上設(shè)有燃料進(jìn)ロ 一。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蒸餾爐，其特征在于，所述蒸發(fā)段火道的返流通道中設(shè)有ニ次空氣預(yù)熱管；二次空氣預(yù)熱管與精餾段的爐墻內(nèi)部空間連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蒸餾爐，其特征在于，所述精餾段的爐體外墻采用輕質(zhì)耐火材料構(gòu)筑而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蒸餾爐，其特征在于，所述蒸發(fā)段和精餾段的底部爐體上均設(shè)有清理孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的蒸餾爐，其特征在于，所述隔板采用碳化硅材質(zhì)的弧形隔板。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用熱鍍鋅渣直接制備高純度鋅制品的蒸餾爐，屬有色冶金行業(yè)的鋅制品制備裝置。蒸餾爐依次設(shè)有熔化段、蒸發(fā)段和精餾段，熔化段和蒸發(fā)段水平設(shè)置，精餾段豎直設(shè)置；其中，熔化段一端設(shè)有原料入口，熔化段另一端與蒸發(fā)段連通，蒸發(fā)段的出口通過(guò)連接通道與精餾段內(nèi)設(shè)置的碳化硅塔盤的入口連通；精餾段內(nèi)的碳化硅塔盤的出口通過(guò)鋅蒸氣導(dǎo)管與爐體外部的冷凝器連通。本實(shí)用新型集合了臥式鋅蒸餾爐和塔式鋅蒸餾爐的優(yōu)點(diǎn)，適合處理熱鍍鋅渣、硬鋅等高鐵含鋅物料，而且能夠保證一定的使用壽命，適合工業(yè)化生產(chǎn)高純度鋅粉和鋅錠。
文檔編號(hào)C22B19/30GK202415654SQ20112057355
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者劉葵, 郭梁, 魯立華 申請(qǐng)人:北京北礦鋅業(yè)有限責(zé)任公司