CN107218802A - 一种处理含锌铁铅镉危废物料的低温环保电热冶炼回转窑 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种处理含锌铁铅镉危废物料的低温环保电热冶炼回转窑，在窑体（1）的底部设有窑体传动装置（2），在窑体（1）前端设有布袋收尘装置（15）和进料口及抽气口（3），在窑体（1）的物料预热段（4）中设有送风装置（5），在冶炼段（6）内装有新型电发热体（7），在冶炼段（6）外表面装有电刷装置（8），在冶炼段（6）后部设有蓄铅出铅装置（13）和辐射热挡板（9）；在冷却段（10）外表面装有水冷装置（11），在冷却段（10）尾部装有密封装置（12）和自动排渣装置（14）。本发明适用于烟囱灰等含锌铁铅镉危废物料的低温环保处理，符合环保、节能减排、循环经济要求，具有生产成本低、自动化程度高的特点，在含锌铁铅镉危废物料的处理中将发挥重要作用。

Description

一种处理含锌铁铅镉危废物料的低温环保电热冶炼回转窑

技术领域

本发明涉及一种有色金属电热冶炼设备，尤其是一种处理含锌铁铅镉危废物料的低温环保电热冶炼回转窑，属于低温冶金技术领域。

背景技术

钢铁厂的烟囱灰以及铅、锌、铜厂的烟囱灰和渣料中，因含有锌铁铅镉等危害物质，属于危废物料，处理起来非常麻烦，需要耗费大量的人力和财力进行处理。目前对含锌铁铅镉危废物料的处理一般都采用普通回转窑喷煤粉高温燃烧冶炼，该工艺存在以下弊端：1）废气量大，废气中含重金属多；2）窑体易产生粘结，设备寿命短；3）冶炼段温度不均衡，冶炼效率低，窑体易变形；4）产品品质较差；5）生产不易操控。现有回转窑的加热方式主要为喷煤粉燃烧，煤气、天然气燃烧，喷油燃烧加热等，无大功率电加热的方式,但随着社会的发展，电的环保性与可控性好，其在回转窑上用作加热能源将变得越来越重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种处理含锌铁铅镉危废物料的低温环保电热冶炼回转窑，对含锌铁铅镉的危废物料进行高效环保的冶炼，从而克服上述现有技术的不足。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种处理含锌铁铅镉危废物料的低温环保电热冶炼回转窑，它包括窑体，在窑体的底部设有窑体传动装置，在窑体的前端设有布袋收尘装置和进料口及抽气口，窑体的前段为物料预热段，在物料预热段中设有送风装置；窑体的中段为冶炼段，在冶炼段内装有新型电发热体，在冶炼段外表面装有电刷装置，在冶炼段后部设有蓄铅出铅装置和辐射热挡板；窑体的后段为冷却段，在冷却段外表面装有水冷装置，在冷却段尾部装有密封装置和自动排渣装置。

上述的处理含锌铁铅镉危废物料的低温环保电热冶炼回转窑中，所述的辐射热挡板优选采用半圆形辐射热挡板。

前述的处理含锌铁铅镉危废物料的低温环保电热冶炼回转窑中，优选的，所述的新型电发热体由发热体冷端和发热体热端两部分构成，发热体热端采用低阻值重结晶碳化硅材质制成，发热体冷端和发热体热端通过锥形螺纹连接为一体；在发热体冷端装有石墨棒和带导线的铜棒，石墨棒与铜棒通过螺纹活动连接为一体。

前述的处理含锌铁铅镉危废物料的低温环保电热冶炼回转窑中，优选的，所述的电刷装置采用铜滑环，金属石墨电刷，中电压送电。

前述的处理含锌铁铅镉危废物料的低温环保电热冶炼回转窑中，所述的尾部密封装置优选采用渣料自动密封装置，用于保护冶炼段的强还原气氛。

前述的处理含锌铁铅镉危废物料的低温环保电热冶炼回转窑中，所述的送风装置最好设置在物料预热段接近冶炼段处。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1、环保程度很高，环保性非常好。本发明采用智能控制下的低温电热冶炼，没有燃烧煤炭，产生的废气量极少（仅还原反应产生少量气体），约为现有普通回转窑废气量的十几分之一，而且低温冶炼产生的有害成分少，经过滤装置简单处理后可以合规直接对空排放。冶炼后的渣量也很少，物料中的主要成分（锌铁铅镉氧）都已提取，又无传统回转窑燃烧煤炭额外增加的煤渣等废渣。而且冷却水循环使用，无其他废水。

2、能耗低。本发明在物料预热段接近中段处设置的送风装置可以直接燃烧废气中的煤气和锌蒸汽，较大程度增加热能，节约电耗。新型电发热体不戴保护套，在窑体中间直接发热，减少了热损失，热效率高；而且发热体的冷端截面小，散热少，热利用率高；设置在冶炼段后部的半圆形辐射热挡板，将冶炼区间与冷却区间分割开来，可以阻断冶炼段的辐射热传至冷却段，减少散热，提高冶炼效率和冷却效率；本发明为电热低温冶炼，整体散热少，废气量少，带走热量少，节能效果非常好。

3、产品品质好，回收率高。本发明采用电热低温冶炼，整体为强还原气氛，产品次氧化锌中含铅铁杂质少，粗铅中含锌铁杂质少，产品品质好；整体强还原气氛，使海绵铁氧化少，铁纯度高。

4、自动化程度高。本发明采用电加热方式冶炼，相比于传统的燃煤冶炼，更有利于温度的智能控制，从而提高整个冶炼过程的自动化程度，有利于智能化冶炼的进一步发展。

5、窑体寿命长。本发明的冶炼过程在低温还原气氛下进行，窑壁粘结少，腐蚀也少，可以大幅提高窑体使用寿命，极大降低成本。

本发明是一种新型的低温环保冶炼回转窑，可以适用于钢铁厂烟囱灰（含锌铁铅镉的危废物料）的低温环保冶炼，也适用于铅、锌、铜厂烟囱灰和渣料的低温环保冶炼，符合环保、节能减排、循环经济的要求，具有生产成本低，自动化程度高的特点，用于钢铁厂烟囱灰（含锌铁铅镉的危废物料）处理时，还具有锌铁回收率高的特点。本发明在含锌铁铅镉危废物料的处理中将发挥重要作用。

本发明与本申请的发明人于2011年申请的专利号为ZL201110341126.1、公开号为CN102393138A的电热冶炼回转窑（以下简称原专利），有以下本质区别：

1、发热体完全不同：电热回转窑的关键部件是发热体。原专利为石墨发热体加保护套，本发明为重结晶碳化硅发热体不加保护套，新发热体成本更低，热效更好，寿命更长。

2、在窑体前段的物料预热段内接近冶炼段处增加送风装置，该送风装置可以智能控制风量，直接燃烧废气中的煤气和锌蒸汽，加热物料，节约电能，降低电耗。

3、在窑体的冶炼段后部增加半圆形辐射热挡板， 该半圆辐射热挡板，将冶炼区间与冷却区间分割开来，大大提高了冶炼效率和冷却效率。

4、送电装置不同：原专利为窑体背负干式变压器，本发明通过电刷、滑环、调功器，采用中电压直接送电上窑，简化了装置结构，减轻了窑体重量，降低了故障率，提高了设备的可靠程度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的新型电发热体的结构示意图。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

具体实施方式

实施例1：如图1所示，包括窑体1，窑体1采用回转窑形式，在窑体1 的底部设有窑体传动装置2，通过窑体传动装置2可以驱动窑体1在冶炼过程中均速缓慢的不断旋转。在窑体1 前端设有布袋收尘装置15和进料口及抽气口3，物料由进料口及抽气口3加入窑体1内。窑体1的前段为物料预热段4，在物料预热段4接近冶炼段6处设有送风装置5，送风装置5可以智能控制风量，直接燃烧废气中的煤气和锌蒸汽，加热物料，节约电耗。窑体1的中段为冶炼段6，在冶炼段6内装有多个新型电发热体7，如图2所示看，该新型电发热体7 由发热体冷端16和发热体热端17两部分构成，发热体热端17采用低阻值重结晶碳化硅材质制成，重结晶碳化硅是以高纯碳化硅（SiC≥99%）为原料，经超高温一次直接烧成，因而具有很高的高温断裂强度和抗氧化性，以及对还原气氛的适应性。发热体冷端16和发热体热端17通过锥形螺纹18连接为一体；在发热体冷端16装有石墨棒19和带导线的铜棒20，石墨棒19与铜棒20通过螺纹21活动连接为一体，既紧密又不会在温度升高后出现松动，对需要一直转动着的窑炉尤其是回转窑非常有利，还方便维修和更换。石墨棒4为帽，铜棒5为杆，铜膨胀系数比石墨大，温度越高，铜棒5与石墨棒4的接触越紧密。新型电发热体7具有大功率，高强度，耐高温氧化气氛、还原气氛的特点，电发热体7的热端为重结晶碳化硅材质，冷端为石墨；冷端截面小，散热少，热效高。可以在冶炼段6设置多个测温探头，并将温度信号回传至控制器，通过控制器调节电压，以实现自动化控温低温冶炼。在冶炼段6的外表面装有电刷装置8，通过电刷装置8送电上窑，电刷装置8 采用铜滑环，金属石墨电刷，中电压送电。在冶炼段6的后部设有蓄铅出铅装置13和辐射热挡板9，辐射热挡板9为半圆形，用于阻断冶炼段6的辐射热传至冷却段10，节约电能；窑体1的后段为冷却段10，在冷却段10的外表面装有水冷装置11，在冷却段10的尾部装有密封装置12 和自动排渣装置14，尾部密封装置12为渣料自动密封装置，用于保护冶炼段6的强还原气氛。

本发明的实施方式不限于上述实施例，在不脱离本发明宗旨的前提下做出的各种变化均属于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种处理含锌铁铅镉危废物料的低温环保电热冶炼回转窑，包括窑体（1），其特征在于：在所述窑体（1） 的底部设有窑体传动装置（2），在窑体（1）的前端设有布袋收尘装置（15）和进料口及抽气口（3），窑体（1）的前段为物料预热段（4），在物料预热段（4）中设有送风装置（5）；窑体（1）的中段为冶炼段（6），在冶炼段（6）内装有新型电发热体（7），在冶炼段（6）外表面装有电刷装置（8），在冶炼段（6）后部设有蓄铅出铅装置（13）和辐射热挡板（9）；窑体（1）的后段为冷却段（10），在冷却段（10）外表面装有水冷装置（11），在冷却段（10）尾部装有密封装置（12）和自动排渣装置（14）。

2.根据权利要求1所述的处理含锌铁铅镉危废物料的低温环保电热冶炼回转窑，其特征在于：所述的辐射热挡板（9）为半圆形辐射热挡板。

3.根据权利要求1所述的处理含锌铁铅镉危废物料的低温环保电热冶炼回转窑，其特征在于：所述的新型电发热体（7）由发热体冷端（16）和发热体热端（17）两部分构成，发热体热端（17）采用低阻值重结晶碳化硅材质制成，发热体冷端（16）和发热体热端（17）通过锥形螺纹（18）连接为一体；在发热体冷端（16）装有石墨棒（19）和带导线的铜棒（20），石墨棒（19）与铜棒（20）通过螺纹（21）活动连接为一体。

4.根据权利要求1所述的处理含锌铁铅镉危废物料的低温环保电热冶炼回转窑，其特征在于：所述的电刷装置（8）采用铜滑环，金属石墨电刷，中电压送电。

5.根据权利要求1所述的处理含锌铁铅镉危废物料的低温环保电热冶炼回转窑，其特征在于：所述的尾部密封装置（12）为渣料自动密封装置，用于保护冶炼段（6）的强还原气氛。

6.根据权利要求1所述的处理含锌铁铅镉危废物料的低温环保电热冶炼回转窑，其特征在于：所述的送风装置（5）设置在物料预热段（4）接近冶炼段（6）处。