CN1055396A - 热镀锌渣真空蒸馏提锌方法 - Google Patents

Abstract

热镀锌渣的真空蒸馏提锌方法是一种有色金属 的精炼方法。

本发明在一卧式、圆筒形真空炉内实现、炉内分 蒸发区和冷凝区固体进料和出渣，液体出金属。间断 操作、发热体为三组板状星形联接的石墨电极在蒸发 区的上部加热。控制炉温700-1000℃，真空度133.3 ×10至133.3×10¹帕。蒸馏产品据原料含杂质而 定，可以得1、2号锌。

Description

就目前世界锌消费而言，约有40%左右的锌用于镀锌，热镀锌工艺每年产出大量的镀锌渣。此渣如作为锌冶炼厂的原料返回冶炼过程无论从工艺上还是从经济上来讲都不合理。

在《Metals  Abstvacts》VoL.20.1987（5）42-0823文献中报到了从热镀锌过程的副产品中回收锌的方法，这是一件用湿法及火法冶金相结合的方法，以较低的能量燃料及原材料消耗，从热镀锌过程的副产品中以金属氧化物、硫化物及硫酸盐的形式提高锌的品位。

在《Metals  Abstvacts》Vol.14.1981（5）42-0576文献中则报导了连续涂镀过程中锌合金的回收方法，在连续涂镀生产线上，从镀层表面的上层废渣中回收涂渡合格锌的方法，其设备是由前、后、侧壁以及一个后门斜向前门的炉床构成的炼渣治金炉，在冶金炉的前门与炉床相结合处至少有一个开口以便冶金炉中的融熔锌合金能够在炉渣中其它海绵状态废渣形成时能顺利通过，该炉操作温度为460-850℃。

而在CN86103797A的专利申请说明书中公开的SKF钢铁有限公司的名为锌蒸气的冷凝的文献中介绍的是一种从气体中冷凝出锌蒸气的方法是一种使气体和冷却金属相接触来冷凝锌蒸气，产生一种基本上粘连在一起的冷却金属的薄膜，该薄膜基本上覆盖住使含锌蒸气气体通过的整个横截面;气体通过上述薄膜;使组合混合物至少在一个步骤中膨胀;完成充分的混合;其后使混合物加速达到冷却金属熔池的表面上，从而分离气体中存在的任何金属微粒或液滴。

在本申请人CN87209402U名称为“内热式多级连续蒸馏真空炉”的专利中则是记载了一种立式真空炉，其主要由蒸发盘、冷凝器以及电柱组成，电柱安装在炉子的中心位置通过石墨底坐与水冷电极相接，为炉体的发热元件，数个蒸发盘穿过电柱垂直叠堆在电柱周围，冷凝器是石墨制成的圆筒，几个冷凝器与电柱成同心圆位置安放，罩住蒸发盘，蒸发过程自上而下在流动中进行。

本发明则是用一卧式真空炉，固体进料及出渣，液体出金属，原料中的易挥发组份在蒸发区充分蒸馏提纯后在冷凝区冷凝成液体纯金属放出，达到精炼及回收率高减少污染的目的。

本发明的技术内容分两部份叙述。

一、工艺流程及技术条件：采用一卧式真空炉，设备连接图如说明书附图2所示，原料间断地以块状形态称量加入真空炉的炉膛小车内;密封炉子、开泵试抽、漏气率不超过20帕。米³/秒;当真空度达到预定真空度时，通电升温，保持升温速度均匀;打开各部位的冷却水，防止炉子过热或过冷;到予定温度后恒温;达到预定恒温时间后切断加热电源，及时向炉内充入惰性气体，至常压;出料，此时应注意出料温度不得低于锌的熔点，以防锌液凝固;清除炉膛内的残留物;称量产品及残渣并分析化验。

控制炉内技术条件：1，炉温700-1000℃，2、真空度133.3×10～133.3×10^-1帕;3、蒸馏时间3-7小时;4、作业周期12小时。

炉内技术条件的控制，因处理物料的不同而不同，根据具体情况而定。

二、本发明所用的设备是自己设计研究的卧式真空炉，其组成及结构如说明书附图2所示，其主要由前炉门（9），耐火炉顶（10），炉顶保温层（11），真空度测孔（12）、热电偶插孔（13）、石墨电极（14）、冷却夹套（15）、冷却水通道（16）抽气管（17）、冷凝室（18）、金属熔池（19）、后炉门（20）、出金属工作门（21）、出金属口（22）、炉膛小车（23）、料池（24）组成。该炉子呈卧式布置，间断操作，原料呈固体（块状）入炉，蒸馏出的纯金属以液态放出，发热体为板状石墨电极，该电极布置在上部（炉上部加热）。

真空炉由蒸收区Ⅰ和冷凝区Ⅱ两部份构成，炉体呈卧式、园筒型、外壳用钢板制成，炉体长经比最佳值为2～3，两端设有前后炉门，在后炉门上设一个出金属工作门，以方便出金属产品之用。蒸发区的上半部内衬耐火砖，为加热区下半部放置炉膛小车、车内用耐火砖砌成料池，料池上方空间设置三组板状石墨发热体，呈星形联接。冷凝区用耐火砖砌成一个园筒型空腔一端留通道与蒸发区相连，上半部钢壳做成夹套通水冷却，调节冷凝区的散热。冷凝区尾部下设出金属口，上设抽气口。各部耐火砖均为粘土砖或加一层碱藻土保温砖，用灰浆砌筑。蒸发区和冷凝区各设热偶测温点一个和测压点一个。炉内压力或真空度采用压力计或真空计测量，整个真空系统中炉门及各处开孔均采用密封装置密封，并注意凡温度较高处的密封装置均设水套通水冷却（如炉门和电极安装孔等处），抽气管道上设一过滤器，两级过滤，以防杂物抽入真空泵内。

真空炉本体与抽气系统、供电系统、测量控制系统和进出料系统配套运转。

该真空炉处理的物料除热镀锌渣外，还可用于蒸馏提纯合金，冶金炉渣或矿石中呈单质状态存在的易挥发组份。化学成份可在全组成范围内变化。

与现有的真空炉的工艺及设备结构相比本设备具有以下优点：

1、对原料的适应性较广，可提纯杂锌、废锌合金锌渣或矿石中呈单质状态存在的某一易挥发组份，化学成份可在全组成范围内变化;

2、工艺流程短，设备结构紧凑，易于控制，炉子热效率高，生产成本低;

3、生产过程无污染，易实现机械化及自动控制;

4、金属回收率高

图1为真空炉主视图，9-前炉门，10-耐火炉顶，11-炉顶保温层，12-真空度测孔，13-热电偶插孔，14-石墨电极，15-冷却夹套，16-冷却水通道，17-抽气管，18-冷凝室，19-金属熔池，20-后炉门，21-出金属工作门，22-出金属口，23-炉膛小车，24-料池。

图2为设备联接图，1-仪表柜，2-调压器，3-真空泵，4-过滤器，5-真空炉，6-锌锭模，7-过渡车架，8-压力计。

实施例，采用武汉钢铁公司提供的热镀锌渣，其化学成份如下：Zn，93.1%，Fe，3.02%，Al，1.24%，Pb，0.51%，Si，0.045%，Mg，0.011%，Sn，0.020%，Ca，0.09，Cu，0.01。

该热镀锌渣为正方立体块形，上底边长130毫米，下底170毫米，高120毫米，每锭约重13.5公斤，每锭上有一约重0.15公斤拨模用铁片，每次加料420公斤，约32锭。

变压器装机容量150KW，两台2X-30真空泵交替使用，用一台麦式真空计，两个U型水银压力计分别测量炉膛，冷凝区的真空度，炉子电耗用电度表直接测量，用4支热电偶分别测量炉膛、隔、冷凝区底部的温度，炉子钢壳内衬保温砖、耐火砖、炉子采用电阻加热器加热、抽气管道上的过滤器内有纱线和滤布两级过滤。

操作顺序如下：

1、称量物料加入炉膛小车;

2、密封炉子、开泵若真空度下沉超过20帕.米³/秒则表示漏气率过大，需进行调整;

3、真空度达到133.3×10帕通电升温;

4、打开各部位冷却水，防止炉子过热或过冷;

5、达700-900℃温度时保持恒温约10小时;

6、切断加热电源及时向炉内充入惰性气体;

7、出料，此时应注意出料温度不得低于420℃（锌的熔点）以防锌液凝固;

8、清除炉膛内的残留物，准备下一次进料;

9、称量产品及残渣，并取样分析化验;

取得如下的技术经济指标：锌的产出率大于75%，锌的直收率＞80%，电耗约为1.5度/公斤，产品为1、2号锌（与原料含杂质有关）。

Claims (6)

1、一种热镀锌渣的真空蒸馏提锌方法，其特征在于蒸馏在一卧式真空炉中进行，控制蒸馏温度为700-1000℃，真空度为133.3×10～133.3×10^-1帕。

2、一种卧式圆筒形真空炉，其特征在于炉子本体主要由前炉门（9）、耐火炉顶（10）、炉顶保温层（11）、真空度测孔（12）、热电偶插孔（13）、石墨电极（14）、冷却水套（15）冷却水通道（16）、抽气管（17）、冷凝室（18）、金属熔池（19）、后炉门（20）、出金属工作门（21）、出金属口（22）、炉膛小车（23）、料池（24）等组成，炉体呈卧式圆筒形，外壳用钢板制成，两端设有前后炉门，炉膛内分为蒸发区和冷凝区两个部份，蒸发区上半部内衬耐火砖、下半部放炉膛小车，车内用耐火砖砌成料池，料池上方空间设置三组板状石墨发热体、呈星形联接;冷凝区用耐火砖砌成一个圆筒形空膛，一端留通道与蒸发区相连，上半部钢壳及高温区有水冷装置，上设抽气口，下设出金属口，在炉体的各开孔处均采用密封装置，该真空炉本体与抽气系统，供电系统、测量控制系统和进出料系统配套使用。

3、如权利要求2所述的真空炉，其特征在于炉体长径比为2-3。

4、如权利要求2、3所述的真空炉，其特征在于采用U型压力计和麦氏真空计测量。

5、如权利要求2至4所述的真空炉，其特征在于真空泵为2X-30型。

6、如权利要求2至5所述的真空炉，其特征在于抽气管道上的过滤器内有纱线和滤布两级过滤。

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