CN1127577C

CN1127577C - 用直接法生产高等级氧化锌的方法和装置

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Publication number: CN1127577C
Application number: CN 00107928
Authority: CN
Inventors: 沈奕林; 何明德; 熊志军; 骆裕航; 刘小明
Original assignee: LIUZHOU NON-FERROUS SMELTING Co Ltd
Current assignee: LIUZHOU NON-FERROUS SMELTING Co Ltd
Priority date: 2000-05-30
Filing date: 2000-05-30
Publication date: 2003-11-12
Anticipated expiration: 2020-05-30
Also published as: CN1284571A

Abstract

本发明涉及一种生产高等级氧化锌的方法和装置，该装置由炉体(20)、氧化门(21)、氧化室(22)、保温烟巷(23)、闸门(24)、保温沉降室(25)、保温粉池(26)、余热锅炉(27)、冷却器(28)、铝管(29)、布袋室(30)、清灰门(31)、清理门(32、33、34、37)、出粉门(35、36)、抽风机(38)、电机(39)组成，其中炉体(20)采用双炉头结构轮流操作进行冶炼，当炉体(20)冶炼球团矿时在球团矿上覆盖一层固硫剂，保温粉池(26)在770-1100℃的高温下收粉。

Description

用直接法生产高等级氧化锌的方法和装置

本发明属于冶金领域，涉及火法生产氧化锌，具体而言，本发明涉及用直接法生产高等级氧化锌的方法和装置。

火法是目前世界上普遍采用的生产氧化锌的方法，该方法是将锌原料还原成锌蒸汽再与氧结合，制得氧化锌。该方法大致可分为间接法和直接法两种。间接法是在一个精馏罐内蒸发金属锌，并将锌蒸汽与空气中的氧反应生成氧化锌，该方法具有产品质量稳定，氧化锌纯度高，杂质少的优点，一级品氧化锌含量达99.7％以上，但由于该方法以价格昂贵的金属锌锭为原料，生产成本高。直接法生产氧化锌显著的特点是使用锌焙砂或其它含锌物料在同一设备内完成还原-氧化过程，直接产出氧化锌，避免了使用金属锌为原料而降低了生产成本，但由于原料中杂质多，部分易挥发杂质随锌蒸汽一起氧化进入到成品中，影响产品的纯度，直接法氧化锌一级品氧化锌含量只能达到99.5％，不能生产99.7％等级氧化锌，产品价值低于间接法，而且一级品率只能达到60-70％。

目前世界上特别是我国直接法氧化锌普遍采用维切利尔法生产，其工艺流程如下：

1、焙烧：将锌精矿高温焙烧脱硫得到锌焙砂；

2、制团：将锌焙砂与还原煤在粘合剂的作用下，压制成球团矿；

3、还原-氧化：在维氏炉(又称锌白炉)内冶炼球团矿，被还原的锌蒸汽由风机引至氧化室与二次空气中氧反应生成氧化锌，由后段的冷却系统和收粉系统所捕集，得到氧化锌。

常见的锌白炉系统如图一所示，由炉体(1)、氧化门(2)、氧化室(3)、水冷烟巷(4)、闸门(5)、沉降室(6)、冷却水箱(7)、表面冷却器(8、9)，铝管(10)、布袋室(11)、清灰门(12)、清理门(13、14、15)、出粉门(16)、收粉池(17)、抽风机(18)、电机(19)组成。另外，为提高余热利用，现也有一些生产系统采用余热锅炉取代沉降室(6)和冷却水箱(7)。该系统是间歇操作，每一操作周期包括进底煤、进球团矿、抽废气、冶炼、排渣等操作，时间为2.5-3小时，其中冶炼时间为1.5-2小时，其它操作时间为1小时，每天只能冶炼8-9炉，以12M²的锌白炉计，月产量为200吨左右。产品氧化锌主要在粉池(17)和布袋室(11)收集，冶炼时，收粉池入口温度为900℃左右，出口温度为200℃以下，即收粉池收粉在200-900℃之间进行。

本发明的目的在于提供一种采用直接法以锌焙砂为原料生产99.7％等氧化锌的生产工艺，并提供实现该工艺的装置新型锌白炉，可大幅度降低生产成本，将产量提高一倍，提高生产效率。采用该锌白炉生产其它等级氧化锌，还可提高产品纯度和等级品率。

本发明为达到上述目的，将直接法氧化锌生产方法和装置进行如下改进：

1.在冶炼球团矿时，在球团矿上面覆盖一层固硫剂，减少主要杂质硫进入收粉系统；

2.采用附图2的锌白炉装置冶炼球团矿，使锌蒸汽与二次空气反应后，不经过冷却，直接在770-1100℃的高温下在保温粉池收粉，阻止水溶盐杂质的形成，从而达到提高氧化锌产品纯度，以锌矿直接法生产99.7％等级氧化锌的目的。

附图2是本发明的锌白炉装置的示意图，该装置由炉体(20)、氧化门(21)、氧化室(22)、保温烟巷(23)、闸门(24)、保温沉降室(25)、保温粉池(26)、余热锅炉(27)、冷却器(28)、铝管(29)、布袋室(30)、清灰门(31)、清理门(32、33、34、37)、出粉门(35、36)、抽风机(38)、电机(39)组成。其中保温烟巷(23)、保温沉降室(25)和保温收粉池(26)均可以在其体外包覆保温材料。

附图3是本发明装置的俯视图。

该装置有如下特点：

1、采用双炉头结构：本发明采用双炉头结构，两个炉头轮流操作，使收粉池(26)一直有高温炉气通过。而现有的锌白炉均是单炉头结构，间歇式操作，停止冶炼进行其它操作时，闸门(5)是放下的，闸门(5)后面的系统没有炉气通过，温度会降低。双炉头结构可达到两个目的，一是可以保证整个系统收粉温度一直保持在770℃以上，二是可以增大系统的生产能力，产量可增大一倍，提高生产效率；

2、将原水冷烟巷(4)、沉降室(6)和收粉池(17)全部采用保温材料保温，并去掉冷却水箱(7)和表面冷却器(8、9)，使收粉温度保持在770℃以上；

3、将余热锅炉(27)和冷却器(28)设置在保温粉池(26)和抽风机(38)之间，既不影响高温收粉操作，又可回收废热，降低烟气温度，使烟气在200℃以下进入布袋室(30)，不影响布袋收粉操作。

采用该工艺生产其它氧化锌系列产品，也可提高产品的等级品率和直收率，例如以因杂质含量高，现有锌白炉系统不能生产一级氧化锌(99.5％)的等外品焙砂为原料，生产一级品氧化锌(99。5％)。下面结合附图2进一步描述本发明。

本发明的实施方案中，将炉体(20)中的一组铺好底煤，进球团矿，并在球团矿上面铺一层固硫剂，如石灰、石灰石、电石渣、氢氧化钠等碱性物料，要求其颗粒在30-50MM左右，然后鼓风抽废气，当炉内呈现大量兰色火焰时，即可停止抽废气，关闭炉门，开启引风机(38)，提起闸门(24)，开始正式冶炼操作，锌蒸汽经氧化室氧化为氧化锌，温度在1200-1300℃左右，通过烟巷(23)进入沉降室(25)，由于沉降室为空塔，截面积增大，气流速度降低，依照重力收尘原理，粗颗粒在此粉沉降，含较多PbO、CuO、Cro等杂质的颗粒较粗，可由沉降室除去。然后炉气进入保温粉池(26)，其出口温度保持在770℃以上，使粉池(26)收粉时，温度高于ZnSO4、ZnSO3、ZnCO3等水溶盐杂质的分解温度，阻止水溶盐形成，使粉池(26)收集到的氧化锌杂质含量少，得到符合国标GB/T3185-92的99.7％等级氧化锌，粉池(26)出来的炉气经余热锅炉(27)、冷却器(28)将温度降到200℃以下，进入布袋室收尘后排空，布袋室的氧化锌质量稍低于粉池(26)的。

在第一组炉头冶炼过程中，炉体(20)中第二组炉头开始进行进底煤、球团矿、固硫剂、排废气等操作。当第一组炉头冶炼进入尾粉期时，第二组炉头提起闸门(24)开始冶炼，当第二组炉头冶炼进入尾粉期时，第一组炉头开始进行第二炉的冶炼，这样交替循环冶炼，可保持收粉池(26)温度的相对稳定，从而保证收粉池(26)氧化锌产品质量。该锌白炉每天(24小时)可冶炼16-17炉，产量较现有锌白炉提高一倍。

本发明与现有氧化锌生产工艺相比较，具有以下优点：

1、生产成本低，以锌焙砂代替价格昂贵的金属锌为原料生产99.7％等级氧化锌，可节约原材料成本30-40％。

2、生产效率高，由于采用双炉头结构，交替冶炼，可提高产量一倍。

3、余热利用率高，由于整个系统大部分采取保温措施，余热集中由余热锅炉(27)和冷却器(28)回收，提高了余热利用率。

4、本发明的工艺和专用装置新型锌白炉还可用于生产其它氧化锌系列产品，提高产品的等级品率和直收率。例如将由于杂质含量高，现有锌白炉不能生产99.5％等级氧化锌的等外品锌焙砂作为原料，生产99.5％等级氧化锌，而且一级品(99.5％)的直收率可达80％以上。

实施例：

以下为12M²新型锌白炉生产氧化锌的实施数据，氧化锌月产量为400吨。实施例1：生产99.7％等级氧化锌锌焙砂成份(％)：Zn Pb Cd Cu S

69.06 0.011 0.012 0.26 0.41球团矿成份(％)：Zn Pb Cu As S

36.52 0.038 0.17 0.07 0.69技术条件：在球团矿上覆盖一层60MM厚的石灰颗粒，粒径在30-50MM之间，冶炼时间120分钟，收粉池温度1090-850℃。收粉池氧化锌成份(％)：

ZnO PbO CuO 水溶盐灼减盐酸不溶物

99.72 0.030 0.0001 0.07 0.15 0.003实施例2：生产99.7％等级氧化锌锌焙砂成份(％)：Zn Pb Cd Cu S

68.83 0.033 0.014 0.21 0.25球团矿成份(％)：Zn Pb Cu As S

36.55 0.027 0.16 0.08 0.52技术条件：在球团矿上覆盖一层60MM厚的石灰颗粒，粒径在30-50MM之间，冶炼时间130分钟，收粉池温度1030-770℃。收粉池氧化锌成份(％)：

ZnO PbO CuO 水溶盐灼减盐酸不溶物

99.70 0.021 0.0001 0.10 0.19 0.005实施例3：生产99.7％等级氧化锌锌焙砂成份(％)：Zn Pb Cd Cu S

67.95 0.035 0.015 0.20 0.39球团矿成份(％)：Zn Pb Cu As S

36.12 0.032 0.17 0.08 0.56技术条件：在球团矿上覆盖一层60MM厚的石灰颗粒，粒径在30-50MM之间，冶炼时间125分钟，收粉池温度1080-800℃。收粉池氧化锌成份(％)：

ZnO PbO CuO 水溶盐灼减盐酸不溶物

99.70 0.027 0.0001 0.08 0.17 0.005实施例4：以等外品焙砂生产99.5％等级氧化锌。锌焙砂成份(％)：Zn Pb Cd Cu S

63.80 0.35 0.026 0.47 0.58球团矿成份(％)：Zn Pb Cu As S

33.41 0.18 0.31 0.25 0.86技术条件：在球团矿上覆盖一层60MM厚的石灰颗粒，粒径在30-50MM之间，冶炼时间120分钟，收粉池温度1080-810℃。收粉池氧化锌成份(％)：

ZnO PbO CuO 水溶盐灼减盐酸不溶物

99.52 0.10 0.005 0.32 0.35 0.018

Claims

1.一种生产高等级氧化锌的锌白炉装置，由炉体(20)、氧化门(21)、氧化室(22)、保温烟巷(23)、闸门(24)、保温沉降室(25)、保温粉池(26)、余热锅炉(27)、冷却器(28)、铝管(29)、布袋室(30)、清灰门(31)、清理门(32、33、34、37)、出粉门(35、36)、抽风机(38)、电机(39)组成，其特征在于采用保温烟巷(23)，保温沉降室(25)和保温收粉池(26)，并且采用双炉头结构，有两个炉体(20)，两个氧化室(22)，两个保温烟巷(23)，两个保温沉降室(25)和两个闸门(24)。

2.根据权利要求1的锌白炉装置，其特征在于保温烟巷(23)、保温沉降室(25)和保温收粉池(26)均在其体外包覆保温材料。

3.根据权利要求1的锌白炉装置，其特征在于余热锅炉(27)和冷却器(28)设置在收粉池(26)和抽风机(38)之间。

4.一种生产高等级氧化锌的方法，其特征在于使用权利要求1的锌白炉装置，采用双炉头结构轮流操作进行冶炼，在第一组炉头冶炼过程中，炉体(20)中第二组炉头开始进行进底煤、球团矿、固硫剂、排废气等操作，当第一组炉头冶炼进入尾粉期时，第二组炉头提起闸门(24)开始冶炼，当炉体(20)冶炼球团矿时在球团矿上覆盖一层固硫剂，保温粉池(26)在770-1100℃的高温下收粉。