CN112143891A - 高效环保火法炼锌方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效环保火法炼锌方法，所述高效环保火法炼锌方法包括：将锌精矿与熔剂配料混合后的物料加入熔炼炉进行氧化脱硫造渣，得到高锌渣；得到的高锌渣进入炼锌炉的还原区进行还原，还原区内加入还原剂，得到锌蒸气；锌蒸气进入锌蒸气冷凝系统的第一换热体内进行冷凝，锌蒸气在第一换热体内与换热组件吸热部中的工作介质进行换热，能够快速将锌蒸气冷凝成液体。本发明的高效环保火法炼锌方法能够将高锌渣中的锌深度还原，得到锌蒸气，锌蒸气冷凝效率高、回收率高，该过程不损耗额外能量，还能将锌蒸气蕴含的热量传递给换热介质进行利用。

Description

高效环保火法炼锌方法

技术领域

本发明涉及火法炼锌的技术领域，具体地涉及一种高效环保火法炼锌方法。

背景技术

锌是国民经济建设中重要的基础金属原材料，是十大有色金属之一，锌广泛应用于国民经济的各个方面。

锌冶炼以湿法流程为主，湿法过程产生大量的浸出渣、铁渣等，其产出率超过50％，这些渣均属于危险废物，需进行无害化处理，又造成了大量的能源消耗并带来了新的污染。

火法冶炼具有悠久的历史，火法冶炼过程基本不会产生危废。相关技术中采用湿法炼锌的主要原因在于传统的火法炼锌技术能耗高、污染大，最终产生的废渣含锌高，锌的直收率低，冷凝技术差，冷凝效率低，冷凝时锌蒸气的回收率低等。

如果能够降低锌还原能耗，将高锌渣中的锌深度还原，降低渣含锌，提高锌的直收率，创新锌蒸气冷凝技术，提高锌冷凝效率和回收率，那么火法冶炼将比湿法炼锌更具优势。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的实施例提出一种高效环保火法炼锌方法，该高效环保火法炼锌方法提高了锌的直收率而且环保、节能。

根据本发明实施例的高效环保火法炼锌方法包括以下步骤：

将锌精矿与熔剂配料混合得到混合物料；

将所述混合物料加入炼锌炉的熔炼区；

向所述炼锌炉内通入富氧气体；

所述混合物料在所述炼锌炉的熔炼区内与富氧气体进行氧化脱硫造渣，得到烟气和高锌渣；

所述高锌渣由所述炼锌炉的熔炼区进入所述炼锌炉的还原区内；

向所述还原区加入还原剂；

对所述还原区进行补热，所述还原剂对所述高锌渣进行还原以得到炉渣和锌蒸气；

所述锌蒸气进入锌蒸气冷凝系统的第一换热体内，换热组件的吸热部位于所述第一换热体内，所述第一换热体内的锌蒸气与所述换热组件的吸热部内的工作介质换热,所述锌蒸气冷凝成液态锌并下落到所述第一换热体内的底部；

所述吸热部内的工作介质吸热后进入到所述换热组件的放热部内,所述换热组件的放热部位于第二换热体内,所述放热部内的工作介质与第二换热体内的换热介质换热,所述放热部内的工作介质释放热量后回到所述吸热部。

根据本发明实施例的高效环保火法炼锌方法，将锌精矿与熔剂配料混合后的物料进入熔炼炉进行氧化脱硫造渣，得到高锌渣。得到的高锌渣加入炼锌炉的还原区进行还原，还原区内加入有还原剂，能够将高锌渣中的锌深度还原，得到锌蒸气。将锌蒸气通入锌蒸气冷凝系统的第一换热体内进行冷凝，锌蒸气在与换热组件的吸热部内的工作介质进行换热，能够快速将锌蒸气冷凝成液体；吸热部内的工作介质在与锌蒸气换热后进入到所述换热组件的放热部内，放热部内的工作介质与第二换热体内的换热介质进行换热，放热部内的工作介质释放热量后回到吸热部进行下一轮换热，换热过程持续进行，换热速度快，锌蒸气冷凝效率高、回收率高，该过程不损耗额外能量，还能将锌蒸气蕴含的热量传递给换热介质进行利用。

在一些实施例中，所述蒸气冷凝系统的第一换热体的内部为密闭的空间。

在一些实施例中，所述工作介质的沸点高于所述锌的熔点。

在一些实施例中，待所述液态锌漫过所述第一换热体的排液口，将漫过所述排液口的液态锌从所述排液口排出。

在一些实施例中，所述锌蒸气与所述吸热部内的工作介质换热后形成所述液态锌以及废气，所述废气从所述第一换热体的废气出口排出。

在一些实施例中，所述还原剂选自硅质还原剂和碳质还原剂中的至少之一。

在一些实施例中，所述还原区采用电极补热，所述还原区的作业温度为1400-1600℃。

在一些实施例中，所述还原区的炉渣的含锌量小于1％。

在一些实施例中，所述还原区包括第一还原区和第二还原区，所述第一还原区内的还原剂为碳质还原剂，所述第二还原区内的还原剂选自硅质还原剂和碳质还原剂中的至少之一，

所述高锌渣由所述熔炼区进入所述第一还原区，所述第一还原区内的还原剂对所述高锌渣进行还原以得到炉渣半成品，

所述炉渣半成品由所述第一还原区进入所述第二还原区，所述第二还原区内的还原剂对所述炉渣半成品进行还原以得到所述炉渣。

在一些实施例中，所述第一还原区采用燃烧补热，所述第一还原区的作业温度为1300-1450℃；所述第二还原区采用电极补热，所述第二还原区的作业温度为1400-1600℃。

在一些实施例中，所述第一还原区的炉渣半成品的含锌量为5％-15％；所述第二还原区的炉渣的含锌量小于1％。

在一些实施例中，所述硅质还原剂选自工业硅和硅铁中的至少之一，所述碳质还原剂选自无烟煤和焦炭中的至少之一。

在一些实施例中，所述烟气由熔炼区的烟气出口排出，经回收余热，除尘净化后送制酸系统。

在一些实施例中，所述炉渣从炼锌炉排出后进行水碎。

附图说明

图1是根据本发明实施例的高效环保火法炼锌方法所采用的熔炼炉的一个示例性结构示意图。

图2是根据本发明实施例的高效环保火法炼锌方法所采用的熔炼炉的另一个示例性结构示意图。

图3是图1或图2的A-A剖视图。

图4是图1或图2的B-B剖视图。

图5是根据本发明实施例的锌高效环保火法炼锌方法所采用的蒸气冷凝系统的一个示例性结构示意图。

图6是根据本发明实施例的高效环保火法炼锌方法所采用的锌蒸气冷凝系统的另一个示例性结构示意图。

附图标记：

熔炼区01，第一加料口011，烟气出口012，侧吹喷枪013，还原区02，加热电极021，第二加料口022，锌蒸气出口023，金属出口024，排渣口025，隔墙03，送料口031；

第一还原区04，第二还原区05，第一隔墙06，第一送料口061，第二隔墙07，第二送料口071；

第一换热体1，第二换热体2，热管3，蒸发段31，冷凝段32，排液口4，蒸气入口5，废气出口6，循环泵7，第一循环管8，第二循环管9。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1-6所示，根据本发明实施例的高效环保火法炼锌方法包括以下步骤：将锌精矿与熔剂配料混合得到混合物料；

将混合物料加入炼锌炉的熔炼区01；

通过熔炼区01一侧的侧吹喷枪013向炼锌炉内通入富氧气体，富氧气体的浓度为50％-90％；

混合物料在炼锌炉的熔炼区01内与富氧气体进行氧化脱硫造渣，熔炼区01内的作业温度为1200-1450℃，得到烟气和高锌渣，熔炼区的烟气温度为1200-1450℃，高锌渣含锌25％-60％，烟气从熔炼区01的烟气出口012排出；

将高锌渣由炼锌炉的熔炼区01进入炼锌炉的还原区02内；

向还原区02加入还原剂；

对还原区02进行补热，还原剂对高锌渣进行还原以得到炉渣和锌蒸气；

锌蒸气从还原区02的锌蒸气出口023排出且在压力作用下由蒸气入口5自动进入锌蒸气冷凝系统的第一换热体1内，换热组件的吸热部位于第一换热体1内，第一换热体1内的锌蒸气与换热组件的吸热部内的工作介质换热,锌蒸气冷凝成液态锌并下落到第一换热体1内的底部；

吸热部内的工作介质吸热后进入到换热组件的放热部内,换热组件的放热部位于第二换热体2内,放热部内的工作介质与第二换热体2内的换热介质换热,放热部内的工作介质释放热量后回到吸热部。

根据本发明实施例的高效环保火法炼锌方法，将锌精矿与熔剂配料混合后的物料进入熔炼炉进行氧化脱硫造渣，得到高锌渣。得到的高锌渣加入炼锌炉的还原区02进行还原，还原区02内加入有还原剂，能够将高锌渣中的锌深度还原，得到锌蒸气。将锌蒸气通入锌蒸气冷凝系统的第一换热体1内进行冷凝，锌蒸气在与换热组件的吸热部内的工作介质进行换热，能够快速将锌蒸气冷凝成液体；吸热部内的工作介质在与锌蒸气换热后进入到换热组件的放热部内，放热部内的工作介质与第二换热体2内的换热介质进行换热，放热部内的工作介质释放热量后回到吸热部进行下一轮换热，换热过程持续进行，换热速度快，锌蒸气冷凝效率达到95％以上，从而具有较高回收率，该过程不损耗额外能量，还能将锌蒸气蕴含的热量传递给换热介质进行利用。

优选地，本发明中的锌精矿为硫化锌精矿，也可以是铅锌复合矿，或几种含锌物料的混合物料，混合物料中铁硅质量比为0.5～1.5，钙硅质量比为0.3～0.8，本发明中的熔剂为硅质熔剂或钙质熔剂或铁质熔剂，或是几种熔剂的组合。

优选地，本发明中的换热介质可以是盐水、空气、生活用水等，可以利用被加热的工作介质对盐水加热产生蒸汽，可以对空气进行预热，还可以加热生活用水。

优选地，本发明中的换热组件具有导热性好、耐高温和耐金属腐蚀等特性，能够长时间使用。

在一些实施例中，所述蒸气冷凝系统的第一换热体的内部为密闭的空间。

在一些实施例中，工作介质的沸点高于锌的熔点，能够保证锌蒸气在换热时不会直接固化，防止固化的锌粘接在换热组件上。工作介质的沸点低于金属的沸点，是工作介质能够与锌蒸气换热，工作介质产生相变并使锌蒸气冷凝的前提条件。如工作介质是熔盐、导热油等，工作介质不产生相变，利用其高热焓实现高效冷凝。

在一些实施例中，待液态锌漫过第一换热体1的排液口4，将漫过排液口4的液态锌从排液口4排出。

优选地，在第一换热体1上设置位于排液口4上方的观察口，观察口置于金属放出口上方，观察口用耐高温石英玻璃密封，通过观察口观察，保证液态锌液面始终高于排液口4，防止空气进入，保证第一换热体1的密闭性

在一些实施例中，锌蒸气与吸热部内的工作介质换热后形成液态锌以及废气，废气从第一换热体1的废气出口6排出。

在一些实施例中还原剂选自硅质还原剂和碳质还原剂中的至少之一，具体根据生产情况和产品要求进行选择。

在一些实施例中，还原区02采用电极补热，还原区02的作业温度为1400-1600℃，采用电极补热能够代替燃烧补热，能够减少烟气的产生量，提高锌蒸气的纯度，后续通过冷凝制备金属锌，不用担心锌蒸气在低温条件下被还原烟气二次氧化，而且节能环保。

在一些实施例中，还原区02的炉渣的含锌量小于1％，将高锌渣内的锌充分还原。

在一些实施例中，还原区02包括第一还原区04和第二还原区05，第一还原区04内的还原剂为碳质还原剂，第二还原区内05的还原剂选自硅质还原剂和碳质还原剂中的至少之一，

高锌渣由熔炼区01进入第一还原区04，第一还原区04内的还原剂对高锌渣进行还原以得到炉渣半成品，

炉渣半成品由第一还原区04进入第二还原区05，第二还原区05内的还原剂对炉渣半成品进行还原以得到炉渣。

在一些实施例中，第一还原区04采用燃烧补热，第一还原区04的作业温度为1300-1450℃；第二还原区05采用电极补热，第二还原区05的作业温度为1400-1600℃，在第一还原区利用碳质还原剂燃烧补热，能够节省第二还原区内加热电极的耗电量。

在一些实施例中，所述第一还原区的炉渣半成品的含锌量为5％-15％；所述第二还原区的炉渣的含锌量小于1％，将高锌渣进行两次还原，能够将高锌渣中的锌充分还原，提高锌的回收率，而且将高锌渣尽可能在第一还原区进行还原，充分利用碳质还原剂自身燃烧的热量，能够节省第二还原区内的耗电量。

在一些实施例中，所述硅质还原剂选自工业硅和硅铁中的至少之一，所述碳质还原剂选自无烟煤和焦炭中的至少之一，具体根据生产条件和产品要求进行选择，选用硅质还原剂制备的锌蒸气纯度更高，后续通过冷凝制备金属锌，不用担心锌蒸气在低温条件下被还原烟气二次氧化。

在一些实施例中，所述烟气由熔炼区的烟气出口排出，经回收余热，除尘净化后送制酸系统。

在一些实施例中，所述炉渣从炼锌炉排出后进行水碎。

下面参考附图描述根据本发明一些具体示例的高效环保火法炼锌方法。

如图1、3、4、5所示，根据本发明一个实施例的高效环保火法炼锌方法包括以下步骤：

将锌精矿与熔剂配料混合得到混合物料；

将混合物料从第一加料口011加入炼锌炉的熔炼区01；

通过熔炼区01一侧的侧吹喷枪013向炼锌炉内通入富氧气体；

混合物料在炼锌炉的熔炼区01内与富氧气体进行氧化脱硫造渣，得到烟气和高锌渣，烟气从烟气出口012排出；

炼锌炉的熔炼区01和还原区02之间具有隔墙03，熔炼区01和还原区02之间通过隔墙03底部的送料口031连通，高锌渣在炼锌炉的熔炼区01熔化后通过送料口031流入炼锌炉的还原区02；

通过第二加料口022向还原区02加入硅铁还原剂，本实施例中的还原剂选用硅铁还原剂，也可以选用硅铁还原剂、工业硅、无烟煤和焦炭中的至少之一；

利用加热电极021对还原区02进行补热，还原区02的作业温度为1400-1600℃，硅铁还原剂在还原区02对高锌渣进行还原以得到锌蒸气、金属熔体和炉渣，锌蒸气从锌蒸气出口023排出，还原过程中产生的含铁、铅等金属的金属熔体从金属出口024排出，炉渣从排渣口025排出；

从锌蒸气出口023排出多的锌蒸气由蒸气入口5进入锌蒸气冷凝系统的第一换热体1内，热管3的蒸发段31位于第一换热体1内，第一换热体1内的锌蒸气与热管3的蒸发段31内的工作介质换热,锌蒸气冷凝成液态锌并下落到第一换热体1内的底部，工作介质的沸点高于锌的熔点，工作介质的沸点低于金属的沸点，这是工作介质能够与锌蒸气换热，工作介质产生相变并使锌蒸气冷凝的前提条件；

蒸发段31内的工作介质蒸发后上升到热管3的冷凝段32内,热管3的冷凝段32位于第二换热体2内,冷凝段32内的工作介质与第二换热体2内的换热介质换热，冷凝段32内的工作介质冷凝成液体并回落到蒸发段31；

锌蒸气中会含有一些杂质，锌蒸气与蒸发段内的工作介质换热后形成液态锌和废气，废气从第一换热体的废气出口排出，将废气排出能提高液态锌的纯度。杂质大部分随废气排出，部分进入液态锌。废气从第一换热体1排出后再次进行换热冷凝或者进行处理；

在冷凝过程中，待液态锌漫过第一换热体1的排液口4，将漫过排液口4的液态锌从排液口4排出，漫过排液口4的液态锌将排液口4与外部空气隔绝，避免锌蒸气从排液口4排出，也避免外部空气进入第一换热体1，保持第一换热体1的封闭环境；

炉渣从炼锌炉排出后进行水碎，炉渣的含锌量小于1％。

如图1、3、4、6所示，根据本发明另一个实施例的高效环保火法炼锌方法包括以下步骤：

将锌精矿与熔剂配料混合得到混合物料；

将混合物料从第一加料口011加入炼锌炉的熔炼区01；

通过熔炼区01一侧的侧吹喷枪013向炼锌炉内通入富氧气体；

混合物料在炼锌炉的熔炼区01内与富氧气体进行氧化脱硫造渣，得到烟气和高锌渣，烟气从烟气出口012排出；

炼锌炉的熔炼区01和还原区02之间具有隔墙03，熔炼区01和还原区02之间通过隔墙03底部的送料口031连通，高锌渣在炼锌炉的熔炼区01熔化后通过送料口031流入炼锌炉的还原区02；

通过第二加料口022向还原区02加入硅铁还原剂，本实施例中的还原剂选用硅铁还原剂，也可以选用硅铁还原剂、工业硅、无烟煤和焦炭中的至少之一；

利用加热电极021对还原区02进行补热，还原区02的作业温度为1400-1600℃，硅铁还原剂在还原区02对高锌渣进行还原以得到锌蒸气、金属熔体和炉渣，锌蒸气从锌蒸气出口023排出，还原过程中产生的含铁、铅等金属的金属熔体从金属出口024排出，炉渣从排渣口025排出；

从锌蒸气出口023排出的锌蒸气由蒸气入口5进入锌蒸气冷凝系统的第一换热体1内，第一循环管8位于第一换热体1内，第一换热体1内的锌蒸气与第一循环管8内的工作介质换热,锌蒸气冷凝成液态锌并下落到第一换热体1内的底部，工作介质的沸点高于金属的熔点，工作介质不产生相变，利用其高热焓实现高效冷凝；

第一循环管8内与锌蒸气换热的工作介质流入到第二循环管9内,第二循环管9位于第二换热体2内,第二循环管9内的工作介质与第二换热体2内的换热介质换热,第二循环管9内与换热介质换热的工作介质经循环泵7输送到第一循环管88内，工作介质受热蒸发；

锌蒸气中会含有一些杂质，锌蒸气与第一循环管8内的工作介质换热后形成液态锌和废气，废气从第一换热体的废气出口排出，将废气排出能提高液态锌的纯度。杂质大部分随废气排出，部分进入液态锌。废气从第一换热体1排出后再次进行换热冷凝或者进行处理；

在冷凝过程中，待液态锌漫过第一换热体1的排液口4，将漫过排液口4的液态锌从排液口4排出，漫过排液口4的液态锌将排液口4与外部空气隔绝，避免锌蒸气从排液口4排出，也避免外部空气进入第一换热体1，保持第一换热体1的封闭环境；

炉渣从炼锌炉排出后进行水碎，炉渣的含锌量小于1％。

如图2、3、4、5所示，根据本发明第三个实施例的高效环保火法炼锌方法包括以下步骤：

将锌精矿与熔剂配料混合得到混合物料；

将混合物料从第一加料口011加入炼锌炉的熔炼区01；

通过熔炼区01一侧的侧吹喷枪013向炼锌炉内通入富氧气体；

混合物料在炼锌炉的熔炼区01内与富氧气体进行氧化脱硫造渣，得到烟气和高锌渣，烟气从烟气出口012排出；

还原区02包括第一还原区04和第二还原区05，熔炼区01和第一还原区04之间具有第一隔墙06，熔炼区01和第一还原区04通过第一隔墙06底部的第一送料口061连通，第一还原区04和第二还原区05之间具有第二隔墙07，第一还原区04和第二还原区05通过第二隔墙07底部的第二送料口071连通，高锌渣在炼锌炉的熔炼区01熔化后通过第一送料口061流入炼锌炉的第一还原区04内；

通过第一还原区04一侧的侧吹喷枪013向第一还原区04加入碳质还原剂；

第一还原区04利用碳质还原剂的燃烧加热，第一还原区04的作业温度为为1300-1450℃，碳质还原剂在第一还原区04对高锌渣进行还原以得到锌蒸气和炉渣半成品，锌蒸气和炉渣半成品通过第二送料口071进入到第二还原区05，炉渣半成品的含锌量为5％-15％；

通过第二加料口022向第二还原区05加入碳质还原剂，具体采用焦炭作为还原剂，本实施例中第二还原区05内的还原剂选用碳质还原剂，具体生产时也可以选用也可以选用硅铁还原剂、工业硅、无烟煤和焦炭中的至少之一；

利用加热电极021对第二还原区05进行加热，第二还原区05的作业温度为1400-1600℃，碳质还原剂在还原区02对炉渣半成品进行还原以得到锌蒸气、金属熔体和炉渣，锌蒸气均从锌蒸气出口023排出，还原过程中产生的含铁、铅等金属的金属熔体从金属出口024排出，炉渣从排渣口025排出；

从锌蒸气出口023排出的锌蒸气由蒸气入口5进入锌蒸气冷凝系统的第一换热体1内，热管3的蒸发段31位于第一换热体1内，第一换热体1内的锌蒸气与热管3的蒸发段31内的工作介质换热,锌蒸气冷凝成液态锌并下落到第一换热体1内的底部，工作介质的沸点高于锌的熔点，工作介质的沸点低于金属的沸点，这是工作介质能够与锌蒸气换热，工作介质产生相变并使锌蒸气冷凝的前提条件；

蒸发段31内的工作介质蒸发后上升到热管3的冷凝段32内,热管3的冷凝段32位于第二换热体2内,冷凝段32内的工作介质与第二换热体2内的换热介质换热，冷凝段32内的工作介质冷凝成液体并回落到蒸发段31；

锌蒸气中会含有一些杂质，锌蒸气与蒸发段内的工作介质换热后形成液态锌和废气，废气从第一换热体的废气出口排出，将废气排出能提高液态锌的纯度。杂质大部分随废气排出，部分进入液态锌。废气从第一换热体1排出后再次进行换热冷凝或者进行处理；

在冷凝过程中，待液态锌漫过第一换热体1的排液口4，将漫过排液口4的液态锌从排液口4排出，漫过排液口4的液态锌将排液口4与外部空气隔绝，避免锌蒸气从排液口4排出，也避免外部空气进入第一换热体1，保持第一换热体1的封闭环境；

炉渣从炼锌炉排出后进行水碎，炉渣的含锌量小于1％。

如图2、3、4、6所示，根据本发明第四个实施例的高效环保火法炼锌方法包括以下步骤：

将锌精矿与熔剂配料混合得到混合物料；

将混合物料从第一加料口011加入炼锌炉的熔炼区01；

通过侧吹喷枪013向炼锌炉内通入富氧气体；

混合物料在炼锌炉的熔炼区01内与富氧气体进行氧化脱硫造渣，得到烟气和高锌渣，烟气从烟气出口012排出；

还原区02包括第一还原区04和第二还原区05，熔炼区01和第一还原区04之间具有第一隔墙06，熔炼区01和第一还原区04通过第一隔墙06底部的第一送料口061连通，第一还原区04和第二还原区05之间具有第二隔墙07，第一还原区04和第二还原区05通过第二隔墙07底部的第二送料口071连通，高锌渣在炼锌炉的熔炼区01熔化后通过第一送料口061流入炼锌炉的第一还原区04内；

通过第一还原区04一侧的侧吹喷枪013向第一还原区04加入碳质还原剂；

第一还原区04利用碳质还原剂的燃烧加热，第一还原区04的作业温度为为1300-1450℃，碳质还原剂在第一还原区04对高锌渣进行还原以得到锌蒸气和炉渣半成品，锌蒸气和炉渣半成品通过第二送料口071进入到第二还原区05，炉渣半成品的含锌量为5％-15％；

通过第二加料口022向第二还原区05加入碳质还原剂，具体采用焦炭作为还原剂，本实施例中第二还原区05内的还原剂选用碳质还原剂，具体生产时也可以选用也可以选用硅铁还原剂、工业硅、无烟煤和焦炭中的至少之一；

利用加热电极021对第二还原区05进行加热，第二还原区05的作业温度为1400-1600℃，碳质还原剂在还原区02对炉渣半成品进行还原以得到锌蒸气、金属熔体和炉渣，锌蒸气均从锌蒸气出口023排出，还原过程中产生的含铁、铅等金属的金属熔体从金属出口024排出，炉渣从排渣口025排出；

从锌蒸气出口023排出的锌蒸气由蒸气入口5进入锌蒸气冷凝系统的第一换热体1内，第一循环管8位于第一换热体1内，第一换热体1内的锌蒸气与第一循环管8内的工作介质换热,锌蒸气冷凝成液态锌并下落到第一换热体1内的底部，工作介质的沸点高于金属的熔点，工作介质不产生相变，利用其高热焓实现高效冷凝；

第一循环管8内与锌蒸气换热的工作介质流入到第二循环管9内,第二循环管9位于第二换热体2内,第二循环管9内的工作介质与第二换热体2内的换热介质换热,第二循环管9内与换热介质换热的工作介质经循环泵7输送到第一循环管88内，工作介质受热蒸发；

锌蒸气中会含有一些杂质，锌蒸气与第一循环管8内的工作介质换热后形成液态锌和废气，废气从第一换热体的废气出口排出，将废气排出能提高液态锌的纯度。杂质大部分随废气排出，部分进入液态锌。废气从第一换热体1排出后再次进行换热冷凝或者进行处理；

在冷凝过程中，待液态锌漫过第一换热体1的排液口4，将漫过排液口4的液态锌从排液口4排出，漫过排液口4的液态锌将排液口4与外部空气隔绝，避免锌蒸气从排液口4排出，也避免外部空气进入第一换热体1，保持第一换热体1的封闭环境；

炉渣从炼锌炉排出后进行水碎，炉渣的含锌量小于1％。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (14)

1.一种高效环保火法炼锌方法，其特征在于，包括以下步骤：

将锌精矿与熔剂配料混合得到混合物料；

将所述混合物料加入炼锌炉的熔炼区；

向所述炼锌炉内通入富氧气体；

所述混合物料在所述炼锌炉的熔炼区内与富氧气体进行氧化脱硫造渣，得到烟气和高锌渣；

所述高锌渣由所述炼锌炉的熔炼区进入所述炼锌炉的还原区内；

向所述还原区加入还原剂；

对所述还原区进行补热，所述还原剂对所述高锌渣进行还原以得到炉渣和锌蒸气；

所述锌蒸气进入锌蒸气冷凝系统的第一换热体内，换热组件的吸热部位于所述第一换热体内，所述第一换热体内的锌蒸气与所述换热组件的吸热部内的工作介质换热,所述锌蒸气冷凝成液态锌并下落到所述第一换热体内的底部；

所述吸热部内的工作介质吸热后进入到所述换热组件的放热部内,所述换热组件的放热部位于第二换热体内,所述放热部内的工作介质与第二换热体内的换热介质换热,所述放热部内的工作介质释放热量后回到所述吸热部继续换热。

2.根据权利要求1高效环保火法炼锌方法，其特征在于，所述工作介质的沸点高于所述锌的熔点。

3.根据权利要求1高效环保火法炼锌方法，其特征在于，所述蒸气冷凝系统的第一换热体的内部为密闭的空间。

4.根据权利要求1所述的高效环保火法炼锌方法，其特征在于，待所述液态锌漫过所述第一换热体的排液口，将漫过所述排液口的液态锌从所述排液口排出。

5.根据权利要求1所述的高效环保火法炼锌方法，其特征在于，所述锌蒸气与所述吸热部内的工作介质换热后形成所述液态锌以及废气，所述废气从所述第一换热体的废气出口排出。

6.根据权利要求1高效环保火法炼锌方法，其特征在于，所述还原剂选自硅质还原剂和碳质还原剂中的至少之一。

7.根据权利要求6高效环保火法炼锌方法，其特征在于，所述还原区采用电极补热，所述还原区的作业温度为1400-1600℃。

8.根据权利要求6高效环保火法炼锌方法，其特征在于，所述还原区的炉渣的含锌量小于1％。

9.根据权利要求1所述的高效环保火法炼锌方法，其特征在于，所述还原区包括第一还原区和第二还原区，所述第一还原区内的还原剂为碳质还原剂，所述第二还原区内的还原剂选自硅质还原剂和碳质还原剂中的至少之一，

所述高锌渣由所述熔炼区进入所述第一还原区，所述第一还原区内的还原剂对所述高锌渣进行还原以得到炉渣半成品，

所述炉渣半成品由所述第一还原区进入所述第二还原区，所述第二还原区内的还原剂对所述炉渣半成品进行还原以得到所述炉渣。

10.根据权利要求9所述的高效环保火法炼锌方法，其特征在于，所述第一还原区采用燃烧补热，所述第一还原区的作业温度为1300-1450℃；所述第二还原区采用电极补热，所述第二还原区的作业温度为1400-1600℃。

11.根据权利要求9所述的高效环保火法炼锌方法，其特征在于，所述第一还原区的炉渣半成品的含锌量为5％-15％；所述第二还原区的炉渣的含锌量小于1％。

12.根据权利要求6或9所述的高效环保火法炼锌方法，其特征在于，所述硅质还原剂选自工业硅和硅铁中的至少之一，所述碳质还原剂选自无烟煤和焦炭中的至少之一。

13.根据权利要求1-11中任一项所述的高效环保火法炼锌方法，其特征在于，所述烟气由熔炼区的烟气出口排出，经回收余热，除尘净化后送制酸系统。

14.根据权利要求1-11中任一项所述的高效环保火法炼锌方法，其特征在于，所述炉渣从炼锌炉排出后进行水碎。

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