CN103627890A - 锌精矿磁化焙烧流程设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锌精矿磁化焙烧流程设备。为了解决现有的锌精矿原料难以实现锌铁有效分离的问题，所述锌精矿磁化焙烧流程设备包括螺旋输送机、电炉、焙烧窑和穿过所述电炉的加热窑；该螺旋输送机的出料口与加热窑相连，所述加热窑的出料口与通过中间连接仓与焙烧窑的进料口相连；所述加热窑的进料端设有窑头密封箱，所述焙烧窑的出料端设有窑尾密封箱；所述焙烧窑的出料端连接有混合气管；所述螺旋输送机、窑头密封箱、加热窑、电炉、中间连接仓、焙烧窑以及窑尾密封箱均装在操作平台上。本发明实现了锌铁有效分离，从而提高了锌的提取率。

Description

锌精矿磁化焙烧流程设备

技术领域

本发明涉及炼锌原料制备设备领域，具体为一种提高锌原料焙烧过程铁的磁化效果的设备。 

背景技术

金属锌广泛用于航天、汽车、船舶、钢铁、机械、建筑、电子及日用工业等行业。据资料所载，2006年世界锌资源我国储量居世界首位，因此，对锌冶炼方法的研究是一个非常重要的课题。

锌矿石按其所含的矿物种类的不同，可分为硫化矿和氧化矿两大类。其中以硫化矿最多，且单一的硫化矿极少，多数的与其他金属硫化矿伴生而形成多金属矿。这些矿物除含有主要矿物铜、铅、锌外，还含有金、银、砷、锑、铟等多种有价金属，是国家重要的经济资源。

现代炼锌方法分为火法炼锌和湿法炼锌两大类，传统的湿法炼锌实际上是火法与湿法的联合流程。因此，硫化矿的焙烧是从锌精矿中提炼金属锌的第一个冶炼过程。焙烧——浸出——电解——熔铸是硫化锌精矿——金属锌锭的主要提炼流程。

硫化铁是锌精矿中常有的成分，焙烧硫化锌精矿的过程中，含铁元素的化合物在一定温度以上，两种化合物的反应过程容易形成铁酸锌。在炼锌工艺的后续湿法浸出流程中时，由于铁酸锌不溶于稀硫酸而残留在浸出渣中难以提出锌元素继而造成锌的损失。根据国内外的工业实践表明，传统湿法炼锌工艺要求精矿含铁不能太高，就是由于含铁的化合物的生成严重影响锌的浸出效率指标。即使采用高温高酸浸出及新型的除铁工艺等措施，仍将使得工艺流程复杂和不可避免地造成锌的损失。

因此对锌精矿的冶炼过程的研究课题之一，就是对硫精矿焙烧作业中铁酸锌分解过程的物料与气氛的指标控制，研究出一套新的工艺方法，使得锌焙砂中铁酸锌逐步分解为氧化锌和磁性四氧化三铁，再采用磁选工艺来满足铁锌分离的要求，以达到锌铁有效分离的目标。 

发明内容

为了克服现有的锌精矿难以实现锌铁有效分离的不足，本发明旨在提供一种锌精矿磁化焙烧流程设备，采用该流程设备在特定还原气氛条件下可实现锌铁有效分离，从而提高锌的提取率。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种锌精矿磁化焙烧流程设备，包括螺旋输送机、电炉、焙烧窑和穿过所述电炉的加热窑；该螺旋输送机的出料口与加热窑相连，所述加热窑的出料口与通过中间连接仓与焙烧窑的进料口相连；所述加热窑的进料端设有窑头密封箱，所述焙烧窑的出料端设有窑尾密封箱；所述焙烧窑的出料端连接有混合气管；所述螺旋输送机、窑头密封箱、加热窑、电炉、中间连接仓、焙烧窑以及窑尾密封箱均装在操作平台上。

以下为本发明的进一步改进的技术方案：

为了实现操作平台的倾斜角度，所述操作平台为倾斜角度可调的可调式支架平台。

进一步地，所述加热窑包括传动装置、挡托轮装置、托轮装置和穿过所述电炉的筒体；所述筒体上装有检测元件和用于安装检测元件的供电滑线装置。

进一步地，所述焙烧窑包括窑体、传动装置、挡托轮装置和托轮装置；所述焙烧窑的窑体上装有检测元件和用于安装检测元件的供电滑线装置。

为了使窑炉中的物料与气氛充分接触，所述焙烧窑的窑腔内设有抄板，该抄板的类型可以不同；更进一步地，所述抄板的前段为螺旋型抄板，后段为直线型抄板，由此，物料经螺旋抄板快速带入窑炉内，经过直线型抄板带动，随筒体回转而提高位置再自由散落，增加物料与气氛的接触面积。

进一步地，所述供电滑线装置包括通过托架装在操作平台上的导电滑环，设在导电滑环上的多个连接卡子，在所述导电滑环内侧设有滑环夹固装置，所述托架与导电滑环之间设有接电装置，在该接电装置上装有绝缘子。

为了方便安装加热窑，所述电炉由上下两部分组成，在上下两部分之间具有供加热窑通过的中空通道；为了便于加热窑旋转，所述电炉与加热窑外壁之间具有间隙；所述电炉上设有多个独立加热单元区，各独立加热单元区分别装有检测其温度的测温仪表。

为了实现操作平台倾斜角度的调节，所述操作平台包括钢架平台，该钢架平台下端面的一侧铰接在安装面上，该钢架平台下端面的另一侧通过千斤顶装置装在安装面上。作为一种具体的结构形式，所述钢架平台下端面的一侧与一铰点销轴相连，该铰点销轴与一铰点底座相连；所述千斤顶装置包括千斤顶双耳支座，连接在千斤顶双耳支座下端的液压千斤顶，该液压千斤顶的下端通过千斤顶铰支座装在千斤顶支座上；所述千斤顶支座上装有限位底座，该限位底座通过限位支座与所述钢架平台相连。

藉由上述结构，本发明由单管螺旋输送机、电加热窑、中间连结仓、磁化焙烧窑和可调式钢架平台等主要设备构成。其中电加热窑和磁化焙烧窑均放置在可调的钢架平台上，通过液压千斤顶的顶起与回缩，留出空隙塞入特制的不同安装倾角要求的角度规（亦称垫块），为了防止回转窑安装平台在调节角度是可能造成的不平行或倾斜，特设置了限位支架来约束钢架平台运动角度空间范围。

试验生产原料为外购常温锌焙砂，采用人工定量（或定时）给螺旋输送机加料，通过插入电加热窑内的螺旋输送机，自动向电加热窑按特定处理量均匀、连续地供给物料；电加热窑采用类同回转窑的筒体结构，回转窑头部设置有螺旋抄板，接受物料后，由螺旋抄板随筒体转动而很快带离回转窑头部而避免返料现象发生。回转窑的筒体从安装在支架平台上的外置座式电炉中心穿过，利用电炉内部布置的硅碳棒发热元件给金属筒体外壳加热，使得筒内物料随金属筒体的温度升高而间接得到加温，再由筒体上的测温元件反馈筒内物料的升温参数，由工业以太网通讯方式和PLC（或DCS）控制，有序控制温升参数直至达到磁化焙烧的温度要求而得以维持，采用电加热窑来模拟沸腾炉处理锌精矿成热焙砂的工况。电加热窑出料端排入上层中间仓，再通过中间连接仓下层仓的下料溜管插入磁化焙烧窑的头部，实现连续给磁化焙烧窑均匀供料，磁化焙烧窑头部同样也设置有螺旋式抄板，物料进入磁化焙烧窑内，由螺旋抄板随筒体转动而很快带离回转窑头部而避免返料现象发生，离开螺旋抄板后的物料，再通过筒体内部所设置其它抄板，随着焙烧窑的转动而被扬起。在磁化窑排料端的窑尾密封箱上由外向焙烧窑筒体内插入煤气发生炉来的一氧化碳、二氧化碳以及氧气的混合气体管道，其混合气体气流方向与焙烧窑的物料流动形成逆向运动。随着焙烧窑的转动而被抄板扬起的物料，在密闭的筒体内与气体分子相遇，并且在特定的温度和时间要求下停留而得到充分接触，连续进行其磁化焙烧的反应过程，实现锌精矿铁锌化合物成分的改变，再经过后续的酸浸——磁选工艺，达到锌铁分离的目的。

本设备是为国家十二五规划863项目“锌清洁冶炼关键技术”实验后所采用的磁化焙烧工艺流程而做的半工业化扩大试验的专门设计。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明为回转窑提供特定的工况模式来完成半工业化扩大试验生产条件，继而摸索总结其不同角度、转速、料量、物料流速、停留时间、焙烧气氛和气流量的特定工况下的工艺参数结论数据，实现了锌铁的有效分离，提高了锌的提取率，并给将来扩大工业化生产提供依据。

 

以下结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。

附图说明

图1是本发明一种实施例的结构原理图；

图2是图1中电加热窑的结构示意图；

图3是图1中磁化焙烧窑的结构示意图；

图4是本发明所述窑体供电滑环装置的结构示意图；

图5是图4的左视图；

图6是本发明所述可调式支架平台的铰支座的局部剖视图；

图7是本发明所述可调式支架平台的顶升支座的局部剖视图。

在图中

1-螺旋输送机；   2-窑头密封箱；   3-加热窑；   4-电炉； 5-中间连接仓；

6-焙烧窑；   7-窑尾密封箱；  8-混合气管；  9-操作平台； 10-挡托轮装置；

11-传动装置； 12-筒体； 15-供电滑线装置；   16-托轮装置； 17-测温仪表；

18-连接卡子一；19-连接卡子二；  20-导电滑环；21-滑环夹固装置；22-托架；

23-接电装置；  24-绝缘子；  25-铰点销轴； 26-铰点底座；27-限位底座；

28-限位支架；  29-千斤顶双耳支座； 30-液压千斤顶； 31-千斤顶铰支座；

32-钢架平台；  33-千斤顶支座。

具体实施方式

一种锌精矿磁化焙烧流程设备，如图1所示，包括螺旋输送机1、窑头密封箱2、加热窑3、电炉4、中间连接仓5、焙烧窑6、窑尾密封箱7、混合气管8和操作平台9等几大部分。所述螺旋输送机1的出料口与加热窑3相连，穿过所述电炉4的加热窑3的出料口与通过中间连接仓5与焙烧窑6的进料口相连；所述加热窑3的进料端设有窑头密封箱2，所述焙烧窑6的出料端设有窑尾密封箱7；所述电炉4与加热窑3外壁之间具有间隙，供加热窑3旋转；所述焙烧窑6的出料端连接有混合气管8；所述螺旋输送机1、窑头密封箱2、加热窑3、电炉4、中间连接仓5、焙烧窑6以及窑尾密封箱7均装在操作平台9上。所述操作平台9为可调支架平台。

如图2和3所示，电加热窑包括回转窑的挡托轮装置10、传动装置11、筒体12、电炉4、可调支架平台9、回转窑体上所有检测元件所需的供电滑线装置15，托轮装置16和测温仪表17。为了方便安装加热窑，所述电炉4由上下两部分组成，在上下两部分之间具有供加热窑3通过的中空通道，所述电炉4上设置多个独立加热单元区，并分别装有检测其各自温度的测温仪表17。

如图4和5所示，所述供电滑线装置15包括连接卡子一18、连接卡子二19、导电滑环20、滑环夹固装置21、托架22、接电装置23和绝缘子24。其中导电滑环20通过托架23装在操作平台9上，导电滑环20设有连接卡子一18和连接卡子二19，在所述导电滑环20内侧设有滑环夹固装置21，所述托架23与导电滑环20之间设有接电装置23，在该接电装置23上装有绝缘子24。

如图6和7所示，所述可调式支架平台包括钢架平台32，以及设置在钢架平台32下侧面的铰支座和顶升支座。如图6所示，可调式支架平台的铰支座包括钢架平台32、铰点销轴25、铰点底座26，如图7所示，可调式支架平台的顶升支座包括钢架平台32、千斤顶支座33、限位底座27、限位支架28、千斤顶双耳支座29、液压千斤顶30、千斤顶铰支座31。所述钢架平台32一端铰点销轴25安装铰点底座26，其另一端通过液压千斤顶30安装有千斤顶支座31和千斤顶双耳支座29铰轴相接，两端的支座将承受回转窑所有部件安装基础的钢架平台32形成简支梁结构，通过外界人工对液压千斤顶30的油缸气囊箱踏板动作形式，使得千斤顶的活塞伸出或回缩动作，从而带动钢架平台32按铰支点作回转运动，进而形成回转窑安装布置的水平或不同倾斜度。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (10)

1. 一种锌精矿磁化焙烧流程设备，其特征在于，包括螺旋输送机（1）、电炉（4）、焙烧窑（6）和穿过所述电炉（4）的加热窑（3）；该螺旋输送机（1）的出料口与加热窑（3）相连，所述加热窑（3）的出料口与通过中间连接仓（5）与焙烧窑（6）的进料口相连；所述加热窑（3）的进料端设有窑头密封箱（2），所述焙烧窑（6）的出料端设有窑尾密封箱（7）；所述焙烧窑（6）的出料端连接有混合气管（8）；所述螺旋输送机（1）、窑头密封箱（2）、加热窑（3）、电炉（4）、中间连接仓（5）、焙烧窑（6）以及窑尾密封箱（7）均装在操作平台（9）上。

2. 根据权利要求1所述的锌精矿磁化焙烧流程设备，其特征在于，所述操作平台（9）为倾斜角度可调的可调式支架平台。

3. 根据权利要求1所述的锌精矿磁化焙烧流程设备，其特征在于，所述加热窑（3）包括传动装置（11）、挡托轮装置（10）、托轮装置（16）和穿过所述电炉（4）的筒体（12）；所述筒体（12）上装有检测元件和用于安装检测元件的供电滑线装置（15）。

4. 根据权利要求1所述的锌精矿磁化焙烧流程设备，其特征在于，所述焙烧窑（6）包括窑体、传动装置（11）、挡托轮装置（10）和托轮装置（16）；所述焙烧窑（6）的窑体上装有检测元件和用于安装检测元件的供电滑线装置（15）。

5. 根据权利要求1或4所述的锌精矿磁化焙烧流程设备，其特征在于，所述焙烧窑（6）的窑腔内设有抄板。

6. 根据权利要求5所述的锌精矿磁化焙烧流程设备，其特征在于，所述抄板为前段为螺旋型抄板，后段为直条型抄板。

7. 根据权利要求3或4所述的锌精矿磁化焙烧流程设备，其特征在于，所述供电滑线装置（15）包括通过托架（23）装在操作平台（9）上的导电滑环（20），设在导电滑环（20）上的多个连接卡子，在所述导电滑环（20）内侧设有滑环夹固装置（21），所述托架（23）与导电滑环（20）之间设有接电装置（23），在该接电装置（23）上装有绝缘子（24）。

8. 根据权利要求1所述的锌精矿磁化焙烧流程设备，其特征在于，所述操作平台（9）包括钢架平台（32），该钢架平台（32）下端面的一侧铰接在安装面上，该钢架平台（32）下端面的另一侧通过千斤顶装置装在安装面上。

9. 根据权利要求8所述的锌精矿磁化焙烧流程设备，其特征在于，所述钢架平台（32）下端面的一侧与一铰点销轴（25）相连，该铰点销轴（25）与一铰点底座（26）相连；所述千斤顶装置包括千斤顶双耳支座（29），连接在千斤顶双耳支座（29）下端的液压千斤顶（30），该液压千斤顶（30）的下端通过千斤顶铰支座（31）装在千斤顶支座（33）上；所述千斤顶支座（33）上装有限位底座（27），该限位底座（27）通过限位支座（28）与所述钢架平台（32）相连。

10. 根据权利要求1或6所述的锌精矿磁化焙烧流程设备，其特征在于，所述电炉（4）由上下两部分组成，在上下两部分之间具有供加热窑（3）通过的中空通道；所述电炉（4）与加热窑（3）外壁之间具有间隙；所述电炉（4）上设有多个独立加热单元区，各独立加热单元区分别装有检测其温度的测温仪表（17）。

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