CN212476844U - 从含锌烟灰中回收氧化锌和铁的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种从含锌烟灰中回收氧化锌和铁的装置。其中，该装置包括：电热喷吹炉，电热喷吹炉包括氧化区和还原区，氧化区和还原区之间设置有隔墙，隔墙上设置有洞口，氧化区和还原区通过洞口连通；氧化区的顶部设有第一加料口和排烟口，氧化区还设置有用于向氧化区的熔池内喷入富氧空气和燃料的喷枪孔；还原区设置有为还原区提供热量的电极、第二加料口和排渣口及出铁口。应用本实用新型的技术方案，可以提高熔化速度和熔炼强度；在还原区可以有效深度还原有价金属，提高回收率；将氧化区和还原区合并在一个炉内，占地面积小，减少了设备和厂房投资；氧化区和还原区在同一炉内，还原过程为吸热，可以有效利用氧化区的高温，降低能耗。

Description

从含锌烟灰中回收氧化锌和铁的装置

技术领域

本实用新型涉及工业废弃物回收技术领域，具体而言，涉及一种从含锌烟灰中回收氧化锌和铁的装置。

背景技术

含锌烟灰是钢铁厂产生的含有锌、铁、铅等的元素的高炉烟尘、电弧炉烟尘、转炉烟尘、高炉瓦斯灰等。含锌烟灰成分复杂，产生量大，如不加以回收利用，不仅会污染环境，还会造成锌、铁、铅等有价金属的严重浪费。

目前，处理含锌烟灰的火法工艺主要有威尔兹回转窑法、转底炉挥发、循环流态化床挥发等方法。这些方法都是锌易挥发的特点，通过固态还原得到次氧化锌烟尘，铁等不易挥发的元素进入弃渣中。其缺点在于不能回收含锌烟灰中铁等不易挥发的有价元素。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种从含锌烟灰中回收氧化锌和铁的装置，以解决现有技术中不能同时回收含锌烟尘中的易挥发元素锌和不易挥发元素铁、铅等的技术问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种从含锌烟灰中回收氧化锌和铁的装置。该装置包括：电热喷吹炉，电热喷吹炉包括氧化区和还原区，氧化区和还原区之间设置有隔墙，隔墙上设置有洞口，氧化区和还原区通过洞口连通；氧化区的顶部设有第一加料口和排烟口，氧化区还设置有用于向氧化区的熔池内喷入富氧空气和燃料的喷枪孔；还原区设置有为还原区提供热量的电极、第二加料口和排渣口及出铁口。

进一步地，电极设置在还原区的上部，排渣口和出铁口设置在还原区的下部。

进一步地，喷枪孔设置在炉顶或侧墙上；排烟口处设置有二次风口。

进一步地，排烟口设置在氧化区与还原区临近的位置。

进一步地，排烟口上连接有上升烟道。

进一步地，氧化区的炉底呈阶梯状，并向还原区倾斜，阶梯高度差100～500mm，坡度15～60°。

进一步地，从含锌烟灰中回收氧化锌和铁的装置还包括制粒机或混料机，设置在电热喷吹炉的上游。

进一步地，从含锌烟灰中回收氧化锌和铁的装置还包括烟气处理系统。

进一步地，烟气处理系统包括依次连通的余热锅炉和布袋收尘器。

应用本实用新型的技术方案，采用氧化和还原分区熔炼，可以提高熔化速度和熔炼强度；在还原区可以有效深度还原有价金属，提高回收率；将氧化区和还原区合并在一个炉内，占地面积小，减少了设备和厂房投资；氧化区和还原区在同一炉内，还原过程为吸热，可以有效利用氧化区的高温，降低能耗；该装置及工艺能够有效的使锌、铅、铁同时还原，得到氧化锌、铁水，可以充分回收含锌烟尘中有价金属。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型一实施方式的电热喷吹炉的结构示意图；以及

图2示出了根据本实用新型一实施方式的从含锌烟灰中回收氧化锌和铁的方法流程示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

针对现有技术不能同时回收含锌烟尘中的易挥发元素锌和不易挥发元素铁、铅等，本实用新型提出了下列技术方案。

根据本实用新型一种典型的实施方式，提供一种从含锌烟灰中回收氧化锌和铁的装置。参照图1，该装置包括电热喷吹炉，电热喷吹炉包括氧化区11和还原区12，氧化区11和还原区12之间设置有隔墙13，隔墙13上设置有洞口，氧化区11和还原区12通过洞口连通，熔体可以通过洞口从氧化区11流至还原区12；氧化区11的顶部设有第一加料口14和排烟口15，混合物料通过第一加料口14加入氧化区11，氧化锌蒸汽，形成氧化锌；氧化区11还设置有用于向氧化区11的熔池内喷入富氧空气和燃料的喷枪孔16；喷枪孔可以设置在炉顶或侧墙上；还原区12设置有为还原区提供热量的电极18、第二加料口19和排渣口20及出铁口21。典型的，还原区12上部设有电极18，为还原区提供热量。焦炭或无烟煤作为还原剂通过第二加料口19加入还原区12内，使熔体中的油价金属还原。还原区12下部设由排渣口20和出铁口21，还原区12不设喷枪孔。

应用本实用新型的技术方案，以含锌烟尘为原料，可以采用天然气、煤气为喷枪燃料，无烟煤、焦炭作为还原剂，石灰石、石英石为熔剂，鼓入富氧空气，通过熔池熔炼，还原锌、铅、铁等有价金属，得到氧化锌烟尘和铁水，实现易挥发元素锌和不易挥发元素铁、铅等的同时回收。

在本实用新型一实施例中，排烟口15设置在氧化区11与还原区12临近(例如，可以是氧化区靠近还原区1/2以内的位置)的位置；排烟口15处可以根据需要设置二次风口17，排烟口15上连接有上升烟道。优选的，氧化区的炉底呈阶梯状，并向还原区倾斜，阶梯高度差100～500mm，坡度15～60°，可以使高温熔体自动流至还区，进行还原分离有价金属。

为了方便投料及提高回收效率，从含锌烟灰中回收氧化锌和铁的装置还包括制粒机或混料机，设置在电热喷吹炉的上游。例如可以采用石灰石、石英石作为熔剂，按照工艺计算的配比，与含锌烟灰进行计量配料，并采用圆筒混料机混料，然后投料至电热喷吹炉的氧化区。优选的，从含锌烟灰中回收氧化锌和铁的装置还包括烟气处理系统，烟气处理系统可以包括依次连通的余热锅炉和布袋收尘器，对余热进行回收及收尘处理，充分利用能量，并对烟尘进行了无害化处置。

在本实用新型一种典型的实施方式中，参见图2，采用上述从含锌烟灰中回收氧化锌和铁的装置从含锌烟灰中回收氧化锌和铁，包括将含锌烟灰和溶剂加入电热喷吹炉的氧化区进行富氧-电热还原熔炼。其中，优选的，控制氧化区为氧化性气氛，氧化区中熔体的温度为1300～1500℃。在此温度区间内，高温熔体具有合适的流动性，有利于熔体自动流至还原区。熔体通过隔墙上的洞口流入还原区，还原区通过电极加热控制熔体的温度为1300～1500℃，在还原区加入焦炭或者无烟煤作为还原剂，控制还原区为还原性气氛，使熔体中的有价金属还原。锌挥发进入气相后氧化为氧化锌，铅与铁在炉底形成铁水，SiO₂、CaO结合造渣形成渣相；烟气通过余热锅炉回收余热，温度降至180～220℃，然后经布袋收尘器收集氧化锌烟尘，铁水和渣分别通过出铁口和排渣口放出。

下面将结合实施例进一步说明本实用新型的有益效果。

实施例1

采用如图1所示的装置，参照图2所示的流程从含锌烟灰中回收氧化锌和铁，包括：

1)配料：采用石灰石、石英石作为熔剂，按照工艺计算的配比，含锌烟尘：石灰石：石英石配比为100:5:8，进行计量配料，并采用圆筒混料机混料。

2)富氧-电热还原熔炼：将配好的混合物料通过上料系统连续加入电热喷吹炉中。炉内分为氧化区和还原区两部分。氧化区设有喷枪，向熔池中喷入富氧空气和燃料，控制氧化区氧化性气氛，使入炉物料融化，熔体温度1450℃。熔体通过隔墙上的洞口流入还原区，还原区设置电极加热，熔体温度1450℃，在还原区加入焦炭或者无烟煤作为还原剂，控制还原区还原性气氛，使熔体中的锌、铅、铁等有价金属还原。锌挥发进入气相后氧化为氧化锌，铅与铁在炉底形成铁水，SiO₂、CaO结合造渣形成渣相。烟气通过余热锅炉回收余热，烟气温度降至约180℃，然后经布袋收尘器收集氧化锌烟尘，铁水和渣分别通过铁放出口和渣放出口放出。

在本实施例中富氧空气浓度为50％，喷枪燃料为天然气，燃料的用量可以根据熔炼的温度来确定。氧化区炉底呈阶梯状，并向还原区倾斜，阶梯高度差100mm，坡度15°。

3)将上述步骤得到的炉渣水碎，得到玻璃态无害渣，该玻璃态无害渣可以作为建筑材料使用；上述步骤得到的铁水铸锭，得到生铁锭；上述步骤布袋收尘器收集的烟尘中含氧化锌92％。

实施例2

采用如图1所示的装置，参照图2所示的流程从含锌烟灰中回收氧化锌和铁，包括：

1)配料：采用石灰石、石英石作为熔剂，按照工艺计算的配比，含锌烟尘：石灰石：石英石配比为100:2:10，进行计量配料，并采用圆筒混料机混料。

2)富氧-电热还原熔炼：将配好的混合物料通过上料系统连续加入电热喷吹炉中。炉内分为氧化区和还原区两部分。氧化区设有喷枪，向熔池中喷入富氧空气和燃料，控制氧化区氧化性气氛，使入炉物料融化，熔体温度1400℃。熔体通过隔墙上的洞口流入还原区，还原区设置电极加热，熔体温度1400℃，在还原区加入焦炭或者无烟煤作为还原剂，控制还原区还原性气氛，使熔体中的锌、铅、铁等有价金属还原。锌挥发进入气相后氧化为氧化锌，铅与铁在炉底形成铁水，SiO₂、CaO结合造渣形成渣相。烟气通过余热锅炉回收余热，烟气温度降至约220℃，然后经布袋收尘器收集氧化锌烟尘，铁水和渣分别通过铁放出口和渣放出口放出。

在本实施例中富氧空气浓度为65％，喷枪燃料为煤气，燃料的用量可以根据熔炼的温度来确定。氧化区炉底呈阶梯状，并向还原区倾斜，阶梯高度差300mm，坡度20°。

3)将上述步骤得到的炉渣水碎，得到玻璃态无害渣，该玻璃态无害渣可以作为建筑材料使用；上述步骤得到的铁水铸锭，得到生铁锭；上述步骤布袋收尘器收集的烟尘中含氧化锌95％。

实施例3

采用如图1所示的装置，参照图2所示的流程从含锌烟灰中回收氧化锌和铁，包括：

1)配料：采用石灰石、石英石作为熔剂，按照工艺计算的配比，含锌烟尘：石灰石：石英石配比为100:10:5，进行计量配料，并采用圆筒混料机混料。

2)富氧-电热还原熔炼：将配好的混合物料通过上料系统连续加入电热喷吹炉中。炉内分为氧化区和还原区两部分。氧化区设有喷枪，向熔池中喷入富氧空气和燃料，控制氧化区氧化性气氛，使入炉物料融化，熔体温度1350℃。熔体通过隔墙上的洞口流入还原区，还原区设置电极加热，熔体温度1400℃，在还原区加入焦炭或者无烟煤作为还原剂，控制还原区还原性气氛，使熔体中的锌、铅、铁等有价金属还原。锌挥发进入气相后氧化为氧化锌，铅与铁在炉底形成铁水，SiO₂、CaO结合造渣形成渣相。烟气通过余热锅炉回收余热，烟气温度降至约220℃，然后经布袋收尘器收集氧化锌烟尘，铁水和渣分别通过铁放出口和渣放出口放出。

在本实施例中富氧空气浓度为45％，喷枪燃料为煤粉，燃料的用量可以根据熔炼的温度来确定。氧化区炉底呈阶梯状，并向还原区倾斜，阶梯高度差350mm，坡度17°。

3)将上述步骤得到的炉渣水碎，得到玻璃态无害渣，该玻璃态无害渣可以作为建筑材料使用；上述步骤得到的铁水铸锭，得到生铁锭；上述步骤布袋收尘器收集的烟尘中含氧化锌96％。

实施例4

与实施例1类似，不同之处在于，富氧空气浓度为22％，布袋收尘器收集的烟尘中含氧化锌92％。

实施例5

与实施例1类似，不同之处在于，富氧空气浓度为90％，布袋收尘器收集的烟尘中含氧化锌97％。

实施例6

与实施例1类似，不同之处在于，阶梯高度差500mm，坡度60°，布袋收尘器收集的烟尘中含氧化锌96％。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

1)采用氧化和还原分区熔炼，可以提高熔化速度和熔炼强度；在还原区可以有效深度还原有价金属，提高回收率；

2)将氧化区和还原区合并在一个炉内，占地面积小，减少了设备和厂房投资；

3)氧化区和还原区在同一炉内，还原过程为吸热，可以有效利用氧化区的高温，降低能耗；

4)该工艺有效的使锌、铅、铁同时还原，得到氧化锌、铁水，可以充分回收含锌烟尘中有价金属。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种从含锌烟灰中回收氧化锌和铁的装置，其特征在于，包括：电热喷吹炉，所述电热喷吹炉包括氧化区和还原区，所述氧化区和所述还原区之间设置有隔墙，所述隔墙上设置有洞口，所述氧化区和所述还原区通过所述洞口连通；所述氧化区的顶部设有第一加料口和排烟口，所述氧化区还设置有用于向所述氧化区的熔池内喷入富氧空气和燃料的喷枪孔；所述还原区设置有为所述还原区提供热量的电极、第二加料口和排渣口及出铁口。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电极设置在所述还原区的上部，所述排渣口和所述出铁口设置在所述还原区的下部。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述喷枪孔设置在所述电热喷吹炉的炉顶或侧墙上；所述排烟口处设置有二次风口。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述排烟口设置在所述氧化区与所述还原区临近的位置。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述排烟口上连接有上升烟道。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述氧化区的炉底呈阶梯状，并向所述还原区倾斜，阶梯高度差100～500mm，坡度15～60°。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述从含锌烟灰中回收氧化锌和铁的装置还包括制粒机或混料机，设置在所述电热喷吹炉的上游。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述从含锌烟灰中回收氧化锌和铁的装置还包括烟气处理系统。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述烟气处理系统包括依次连通的余热锅炉和布袋收尘器。

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