一種立式氧化鋅冶煉爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及窯爐技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種立式氧化鋅冶煉爐。
【背景技術(shù)】
[0002]直接法冶煉氧化鋅一般使用臥式或者立式冶煉爐，后者又稱筒式冶煉爐。由于立式冶煉爐在許多技術(shù)問題上尚未得到解決，如對燃燒層和還原層的溫度的調(diào)控、對燃料團(tuán)礦中揮發(fā)物(主要為碳?xì)浠衔?的事前清除、及對進(jìn)料、排渣、出產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行的技術(shù)處理等，因此目前我國直接法生產(chǎn)氧化鋅所使用的冶煉爐以臥式層燃手燒爐為主。使用此爐生產(chǎn)氧化鋅是1938年從美國新澤西鋅業(yè)公司引進(jìn)的維切利爾法并加以改進(jìn)，其運(yùn)行方法通常包括以下幾個(gè)階段:1)在爐床上加底煤，包括無煙煤或焦煤，利用爐膛內(nèi)的余熱引燃；2)投入氧化鋅團(tuán)礦，預(yù)熱排放廢氣(碳?xì)浠衔?；3)氧化鋅的生產(chǎn)和收集；4)清除冶煉后的爐渣。氧化鋅的生產(chǎn)和收集都是周期性、間斷式的，不能連續(xù)穩(wěn)定不間斷地進(jìn)行。從而阻礙了氧化鋅生產(chǎn)效率的提高。
[0003]市場上需要一種能夠連續(xù)運(yùn)行，直接從氧化鋅團(tuán)礦中提煉出氧化鋅的冶煉設(shè)備和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，提供一種立式氧化鋅冶煉爐，解決以上技術(shù)問題。
[0005]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0006]—種立式氧化鋅冶煉爐，包括冶煉爐本體，其特征在于，所述冶煉爐本體包括一直立筒式結(jié)構(gòu)的主爐體，所述主爐體在頂部設(shè)有用于輸入氧化鋅團(tuán)礦的進(jìn)料口、底部設(shè)有用于將冶煉過程中產(chǎn)生的廢渣排出主爐體的排渣口；
[0007]所述主爐體內(nèi)設(shè)有一第一管板組，所述第一管板組由上下兩塊間隔一定距離設(shè)置于主爐體內(nèi)的管板組成，兩塊管板水平橫置于主爐體內(nèi)后將主爐體內(nèi)部腔室分隔成上中下三個(gè)獨(dú)立腔室，其中，上層管板的上方為上部腔室，下層管板的下方為下部腔室，兩塊管板之間為中部腔室，兩塊管板通過豎直設(shè)置的落料管連接，所述落料管聯(lián)通上部腔室和下部腔室，氧化鋅團(tuán)礦從進(jìn)料口被送入上部腔室內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱，以便除去團(tuán)礦中所含的低熔點(diǎn)金屬渣滓和揮發(fā)物，被預(yù)熱后的氧化鋅團(tuán)礦再經(jīng)由落料管落入下部腔室進(jìn)行充分反應(yīng)后被還原成鋅蒸汽；
[0008]中部腔室的側(cè)壁和下部腔室的側(cè)壁均設(shè)有便于鋅蒸汽出入的排氣口，兩個(gè)所述排氣口均聯(lián)通一第一旁室，下部腔室內(nèi)由氧化鋅團(tuán)礦反應(yīng)后被還原生成的鋅蒸汽自下部腔室的排氣口排出，經(jīng)過第一旁室后從中部腔室的排氣口排入中部腔室內(nèi)，中部腔室的側(cè)壁上還設(shè)有便于外部空氣進(jìn)入的外部空氣入口，所述外部空氣入口位于中部腔室排氣口的正上方，便于鋅蒸汽進(jìn)入中部腔室時(shí)與外部空氣入口處排入的空氣接觸后發(fā)生氧化反應(yīng)，從而生成氧化鋅，氧化反應(yīng)中放出的熱量用于加熱穿插于中部腔室內(nèi)的落料管，便于對落料管內(nèi)下落的物料進(jìn)行預(yù)熱，即是說，氧化鋅團(tuán)礦在上部腔室中預(yù)熱后，還會在落料管內(nèi)進(jìn)行再次加熱；
[0009]所述中部腔室內(nèi)位于排氣口對向側(cè)的側(cè)壁上設(shè)有出料口，用于將其內(nèi)由氧化反應(yīng)生成的氧化鋅輸出。
[0010]所述落料管設(shè)有至少兩根，至少兩根所述落料管相互間隔一定距離豎直地設(shè)置于中部腔室內(nèi)，任一落料管的上端開口聯(lián)通上部腔室、下端開口聯(lián)通下部腔室。
[0011]所述第一旁室的頂部向上開口后聯(lián)通所述中部腔室側(cè)壁的排氣口，第一旁室的頂部還設(shè)有一用于將進(jìn)入其內(nèi)的鋅蒸汽急速冷卻后變成液態(tài)鋅的急冷裝置，所述急冷裝置采用一噴淋液態(tài)鉛后在第一旁室內(nèi)制造鉛雨的噴淋式急冷裝置，其位于第一旁室頂部開口的一側(cè)，第一旁室底部設(shè)有一用于收集急速冷卻后生成的液態(tài)鋅的鋅錠池，所述鋅錠池內(nèi)預(yù)先盛有液態(tài)鉛，鋅錠池的一側(cè)設(shè)有通往外部的溢流口，用于收集液態(tài)鋅，所述液態(tài)鉛配合所述鋅錠池形成一液封結(jié)構(gòu)，即冷卻后的液態(tài)鋅落入鋅錠池內(nèi)，由于鋅的密度小于鉛的密度，因此液態(tài)鋅最終浮于鋅錠池內(nèi)的液態(tài)鉛的上層后其液位面高于溢流口，使得構(gòu)成一液封結(jié)構(gòu)，避免第一旁室內(nèi)未冷卻的鋅蒸汽從溢流口逃逸出第一旁室，液態(tài)鋅在溢流口溢出后冷卻后形成鋅錠。
[0012]所述出料口對外聯(lián)通一第二旁室，所述第二旁室用于收集排出的氧化鋅后對其進(jìn)行冷卻，以便制得氧化鋅粉；
[0013]所述第二旁室內(nèi)設(shè)有第二管板組，所述第二管板組由上下兩塊間隔一定距離設(shè)置于第二旁室內(nèi)部腔室中的管板組成，第二旁室的內(nèi)部腔室被第二管板組分隔成上中下三部分腔室，所述第二管板組的兩塊管板由一空氣輸入管道連接，所述空氣輸入管道聯(lián)通所述第二旁室的上部腔室和下部腔室，所述第二旁室的下部腔室的底部設(shè)有進(jìn)氣口，用于輸入新鮮空氣或者純氧；
[0014]所述第二旁室的上部腔室內(nèi)設(shè)有一熱空氣輸出管道，用于將加熱后的熱空氣輸出到第二旁室的外部，所述熱空氣輸出管道的上端連接第二旁室的上層管板后聯(lián)通上部腔室、下端穿過下層管板和下部腔室的底部后與外界聯(lián)通；
[0015]所述第二旁室的中部腔室通過所述主爐體中部腔室的出料口聯(lián)通主爐體的中部腔室，所述第二旁室的中部腔室的側(cè)壁上設(shè)有另一出料口，所述另一出料口位于第二旁室與主爐體聯(lián)通處的對向的第二旁室的側(cè)壁上，便于對外輸出冷卻后的氧化鋅產(chǎn)品。
[0016]本發(fā)明工作過程中，主爐體生成的氧化鋅被送入第二旁室的中部腔室，在流向第二旁室內(nèi)的另一出料口的過程中與空氣輸入管道的外壁進(jìn)行熱交換，將其內(nèi)流通的新鮮空氣加熱，從而帶走自身的熱量，氧化鋅逐漸冷卻后從另一出料口輸出，進(jìn)入余熱鍋爐進(jìn)行進(jìn)一步冷卻后被收集。
[0017]第二旁室內(nèi)的所述空氣輸入管道至少設(shè)有兩根。
[0018]所述主爐體的下部腔室內(nèi)設(shè)有一溫度調(diào)控裝置，用于調(diào)節(jié)主爐體下部腔室的反應(yīng)溫度，使氧化鋅團(tuán)礦反應(yīng)更充分，防止因反應(yīng)溫度過高或者過低而導(dǎo)致影響工況，當(dāng)燃燒溫度超過灰熔點(diǎn)時(shí)會破壞爐內(nèi)工況而影響氧化鋅的直收率；
[0019]所述溫度調(diào)控裝置包括一熱空氣輸入管道，所述熱空氣輸入管道的一端伸入所述主爐體的下部腔室內(nèi)、另一端設(shè)有用于連接外部熱空氣源的外聯(lián)接頭。
[0020]所述熱空氣輸入管道上的外聯(lián)接頭連接第二旁室的所述熱空氣輸出管道，以便將氧化鋅冷卻過程中被加熱的熱空氣的熱能再利用到氧化鋅的還原過程中，加速氧化鋅團(tuán)礦的反應(yīng)。
[0021]所述外聯(lián)接頭為三通結(jié)構(gòu)的接頭，其上設(shè)有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，輸出端連接所述熱空氣輸入管道，一個(gè)輸入端連接第二旁室的所述熱空氣輸出管道，另一個(gè)輸入端連接外部熱蒸汽源，以便通過輸送熱蒸汽來控制輸入到主爐體下部腔室內(nèi)的熱空氣溫度，防止其超過灰熔點(diǎn)而破壞主爐體下部腔室的工況，影響產(chǎn)品的直收率。
[0022]第二旁室的所述熱空氣輸出管道上設(shè)有一加熱裝置，優(yōu)選電加熱的加熱裝置，用于將未達(dá)到預(yù)計(jì)溫度的熱空氣再加熱，防止其溫度過低而影響氧化鋅的冶