CN201180151Y

CN201180151Y - 外热立式真空金属回收蒸馏炉

Info

Publication number: CN201180151Y
Application number: CNU2008200809444U
Authority: CN
Inventors: 魏昶; 樊刚; 邓志敢; 李存兄; 李旻廷
Original assignee: Kunming University of Science and Technology
Current assignee: Kunming University of Science and Technology
Priority date: 2008-03-07
Filing date: 2008-03-07
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2018-03-07

Abstract

外热立式真空金属回收蒸馏炉。本实用新型涉及一种真空金属回收蒸馏炉，属于真空冶金设备，本装置主要包括真空室、电阻炉、控温测温系统、真空获得和测量系统等部分，加热桶的上开口密封连接着冷凝器形成了真空室，真空泵通过管道依次与收尘器和冷凝器上端连通。工作时真空室内形成两个区域：高温升华区和低温冷凝区，原料中的锌直接由固态升华为气态，在冷凝器中直接迅速冷凝为固态，不经中间液态过程，对设备无腐蚀，结构紧凑，密封性好。

Description

外热立式真空金属回收蒸馏炉

技术领域

本实用新型涉及一种真空金属回收蒸馏炉，属于真空冶金设备。

背景技术

我国是锌资源大国，同时也是锌生产和消费大国，目前，中国金属锌产量居世界第一位。锌由其性质决定，用途广泛，它在国民经济中具有极其重要的地位，其主要应用于保护钢铁、延长钢铁使用寿命的镀锌工业，锌基合金如黄铜，冶炼添加剂如加锌脱银、加锌粉除铜隔等行业。在锌的使用和冶炼过程中，产生大量二次(再生)锌原料，如热镀锌渣、废杂黄铜、废锌-铝合金，尤其火法冶炼过程中，产出特殊的中间合金产品，如硬锌、银锌壳、铜-镉渣、锌-铜合金等，这些二次锌物(原)料，绝大部分都以多元合金存在，且化学成分复杂，物理外观各异，难以回收处理，而这些复杂多元合金中有些含稀贵金属，如硬锌中大量富集铟、锗，银锌壳中大量富集金、银，可综合回收利用，在过去的回收利用中，大多采用传统工艺-高温还原氧化挥发法，即使锌以蒸汽状态进入气相，之后氧化成氧化锌，收尘得到氧化锌粉，熔体中得到弃渣和残余合金，例如，废杂铜(黄铜、锌-铜合金，含锌约35％)的回收利用是在转炉中吹炼；废锌-铝合金则采用废料燃烧法处理，将铝、锌全部氧化成氧化物；硬锌采用隔焰炉挥发回收利用，得到氧化锌和残留合金等。以上方法金属回收率低、能耗高、流程长、中间产品质量差、环境污染严重。因此，开发和利用研究新技术、新工艺、新设备、来处理复杂锌合金，回收金属锌及有价稀贵金属元素，提高锌二次资源的利用率是具有理论价值和实际意义的。

由于在复杂锌合金中，锌与其他元素(铜、铁、铝、银、金、铅、铟、锗等)在饱和蒸汽压上相差较大，因而，利用这一性质，在真空状态下，使锌与其他元素分离。在专利91101840.9热镀锌渣真空蒸馏提锌方法和专利98107600.9硬锌真空蒸馏提锌和富集锗铟银中分别公开了一种真空蒸馏提锌的方法，其中涉及一种卧式真空炉，其特征是固体进料出渣，液体出锌。与传统隔焰炉-电炉法相比，具有金属回收率高，无污染等优点，但该已有技术仍存在一定问题，主要为主体设备易受锌液腐蚀；真空罐法兰连接处容易产生热变形，影响密封性，引起蒸发室漏锌；加料小车保温性差，渗渣严重，小车易变形，卡死炉中；冷凝结锌问题难以排除，易导致冷凝器结锌死炉。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种外热立式真空金属回收蒸馏炉，原料中的锌可直接由固态升华为气态，在冷凝器中直接迅速冷凝为固态，不经中间液态过程，对设备无腐蚀，结构紧凑，密封性好。

解决本实用新型的技术问题所采用的方案是：加热桶的上开口密封连接着冷凝器，真空泵通过管道依次与收尘器和冷凝器上端连通。

冷凝器通过法兰连接在加热桶上，组成真空室，法兰盘作为为支撑放置在电炉上，冷凝器抽气管焊接在冷凝器顶部，控温仪和温度显示与记录仪的热电偶设置在电炉中，真空计通过真空管连接在收尘器抽气管上。

冷凝器采用夹套式外壳强制水冷结构，真空泵的真空度为5Pa～10Pa，收尘器抽气管焊接在收尘器下部，排空管与真空泵软连接。

本实用新型的具体技术方案为：冷凝器内直径为1360mm，高为1100mm；加热桶上部内直径为1100mm，高为305mm，下部球面内径为654mm；真空泵为2XZ-30旋片式真空泵；真空计为麦氏真空计，测量范围1～650Pa；电炉为ZR9-￠110×40/JG真空罐炉，额定功率：100kW，额定电压：380V，炉罐尺寸：Φ1100×400(mm)，外形尺寸：3400×2220×2610(mm)；电炉控温仪为KRW10-100/2-C电炉温度控制柜；温度显示与记录仪为XG-14智能圆图数字显示记录仪；收尘器尺寸为Φ350×600(mm)；抽气管内直径为108mm。

本实用新型的有益效果是：

1.固态进料出渣，固态出锌，原料中的锌直接由固态升华为气态，在冷凝器中直接迅速冷凝为固态，不经中间液态过程，对设备无腐蚀。

2.设备结构简单，加工精度要求不高，造价低。

3.采用双控温区电炉加热，温度梯度设计合理，控温方便、稳定，精度高。

4.冷凝器采用钢制成半圆型冷凝罩及园柱冷凝屏。外壳采用强制水冷，可方便地控制冷凝温度及配合蒸发过程进行。

5.采用一级冷凝和一级收尘对锌蒸汽进行冷凝和收尘，冷凝器与蒸发器同置于炉体中，结构紧凑，易于检修，。

6.操作方便，过程稳定，终点易控制。装料，抽真空至5～10Pa，加热蒸馏，随着锌的蒸发，真空度会升至30～100Pa，然后伴随锌的冷凝以及反应的进行真空度会逐渐降低，直至回复到初始真空度5～10Pa，表明锌已蒸馏完毕。关闭电炉停止加热，开大冷却水降温，当炉温降到约200℃时，停止抽真空泵，打开冷凝器，从冷凝器内壁剥离后可得金属锌，从加热桶取出残渣可得富集稀贵金属的残渣。

附图说明

图1为本装置的结构示意图。

图中各标号依次表示：冷凝器1、加热桶2、电炉3、真空泵4、控温仪5、温度显示与记录仪6、收尘器7、冷凝器进水口8、冷凝器出水口9、冷凝器抽气管10、收尘器抽气管11、真空计12、真空管13、排空管14。

具体实施方式

冷凝器1通过法兰连接在加热桶2上，组成真空室，以法兰盘为支撑放置在电炉3上，控温仪5和温度显示与记录仪6通过热电偶对电炉进行测控，冷凝器进水口8焊接在冷凝器1上部，冷凝器出水口9焊接在冷凝器1下部，冷凝器抽气管10焊接在冷凝器1顶部，通过法兰与收尘器抽气管11连接在一起组成抽气管道，收尘器抽气管11焊接在收尘器7下部，真空计12通过真空管连接在收尘器抽气管11上，真空管13通过法兰连接在收尘器7和真空泵4上，排空管14与真空泵4为软连接。

冶炼时，打开冷凝器1，将复杂锌合金以固态形式装入加热桶2内，然后装好冷凝器，用真空泵抽真空，真空度可达到5～10Pa；通过双控温区电炉对加热桶进行加热，控制上温区温度750～800℃，下温区温度800～850℃，使复杂锌合金中的金属锌气化，以气态形式进入冷凝器1。冷凝器1采用夹套式外壳强制水冷，冷凝区温度为150～300℃，可使锌蒸汽直接冷凝为固态，凝积在冷凝器内壁，剥离后可得含锌99％以上的金属锌。复杂锌合金中的稀贵金属则以固态形式富集于渣中。

实例一：

1.原料：硬锌，含锌80.40％，含铅14.37％，含铁1.98％，含铜1.40％，含铟0.27％，含银4456g/T，含金56.05g/T。

2.设备处理能力：600kg/炉。

3.主要设备参数：

(1)冷凝器内直径为1360mm，高为1100mm；

(2)加热桶上部内直径为1100mm，高为305mm，下部球面内径为R654mm；

(3)真空泵为2XZ-30旋片式真空泵；

(4)真空计为麦氏真空计，测量范围1～650Pa；

(5)电炉为ZR9-￠110×40/JG真空罐炉，

额定功率：100kW，炉罐尺寸：Φ1100×400(mm)，

额定电压：380V，外形尺寸：3400×2220×2610(mm)；

(6)电炉控温仪为KRW10-100/2-C电炉温度控制柜；

(7)温度显示与记录仪为XG-14智能圆图数字显示记录仪；

(8)收尘器尺寸为Φ350×600(mm)；

(9)抽气管内直径为108mm。

4.产品：金属锌460.6kg，含锌99.50％，含铅0.45％；残留合金139.4kg，含铟1.16％，含银1.91％，含金241.25g/T。

5.效益：蒸馏率76.77％，锌直收率95.01％，铟富集比4.31，银富集比4.28，金富集比4.30。

实例二：

1.原料：热镀锌渣，含锌93.10％，含铁3.02％，含铝1.24％，含铅0.51％，含铜0.01％，含镁0.01％。

2.设备处理能力：600kg/炉。

3.主要设备参数：同实例一。

4.产品：金属锌555.06kg，含锌99.21％；残留合金44.94kg，含锌17.65％。

5.效益：蒸馏率92.51％，锌直收率98.58％。

Claims

1.一种外热立式真空金属回收蒸馏炉，其特征在于：加热桶的上开口密封连接着冷凝器，真空泵通过管道依次与收尘器和冷凝器上端连通。

2.根据权利要求1所述的一种外热立式真空金属回收蒸馏炉，其特征在于：冷凝器通过法兰连接在加热桶上，组成真空室，法兰盘作为为支撑放置在电炉上，冷凝器抽气管焊接在冷凝器顶部，控温仪和温度显示与记录仪的热电偶设置在电炉中，真空计通过真空管连接在收尘器抽气管上。

3、根据权利要求2所述的一种外热立式真空金属回收蒸馏炉，其特征在于：冷凝器采用夹套式外壳强制水冷结构，真空泵的真空度为5Pa～10Pa，收尘器抽气管焊接在收尘器下部，排空管与真空泵软连接。

4、根据权利要求3所述的一种外热立式真空金属回收蒸馏炉，其特征在于：冷凝器内直径为1360mm，高为1100mm；加热桶上部内直径为1100mm，高为305mm，下部球面内径为654mm；真空泵为2XZ-30旋片式真空泵；真空计为麦氏真空计，测量范围1～650Pa；电炉为ZR9-￠110×40/JG真空罐炉，额定功率：100kW，额定电压：380V，炉罐尺寸：Φ1100×400，外形尺寸：3400×2220×2610；电炉控温仪为KRW10-100/2-C电炉温度控制柜；温度显示与记录仪为XG-14智能圆图数字显示记录仪；收尘器尺寸为Φ350×600；抽气管内直径为108mm。