CN2607217Y - 氮氢混合气法生产超细锌粉的设备 - Google Patents
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Abstract
混合气生产超细锌粉的设备，由氮氢混合气供给装置、熔化炉、蒸发室和冷凝器组成，在熔化炉、蒸发室、冷凝器之间有通道相连。氮氢混合气通入熔化炉、蒸发室，使熔化、充分蒸发和冷凝全程受还原气氛保护。该设备可确保锌不被氧化，少量被携带的氧化锌被还原。有效地降低了氧化率，具有连续、强制、快速、直接冷凝、防氧化的特点。用该设备生产的产品金属锌含量高，锌粉活性强，色泽好，锌粉的球形度好，产粉率高，提高了锌粉质量。
Description
技术领域：本实用新型涉及一种有色金属的精炼设备，特别是一种氮氢混合气法生产超细锌粉的设备。
背景技术：现已公知的制备锌粉的主要方法有以下几种：常压蒸馏气相冷凝法、电炉熔炼直接冷凝法、液态锌惰性气体喷吹法、真空蒸馏提炼金属合金法。在此基础上，中国专利96239919公开了一种真空法生产超细锌粉的设备，主要由真空蒸发炉、冷凝器、氮气净化循环装置三部分组成，在蒸发炉及多级冷凝器之间有通道连通，通道内设喷嘴，欲处理的固体物料进入蒸发炉，控制炉内温度，压力，易挥发的锌进入气相，经通道及喷嘴进入冷凝器，直接冷凝成固相锌粉末。这一方法中充入的氮气基本上作为载体使用，属于无还原气氛保护的生产设备；其熔化炉和蒸发室为一体，每次加入锌锭时，降低了炉内温度，同时也使锌液的蒸发温度随之下降，故液态锌蒸发温度突高突低，蒸发不充分，造成生产过程不连续；开启炉门时易带入空气，在后续流程中又不能有效地防止锌被氧化并还原被氧化的锌，致使用该法生产的产品被氧化的机率较高；锌粉含锌量不高、金属锌直收率低、锌粉活性差、锌粉色泽发黑、锌粉成粉率不高、粒度也不理想。
实用新型内容：本实用新型提供一种氮氢混合气法生产超细锌粉的设备，它针对前述锌粉生产法中液态锌蒸发不充分、锌易被氧化和生产过程不连续的情况，分别设计了独立的熔化炉和蒸发室，充入氮氢混合气体对熔化、蒸发、冷凝过程中的气氛进行有效地防氧化和还原调节，保护金属锌不被氧化，有效地提高了超细锌粉产品的各项技术指标。
氮氢混合气法生产超细锌粉的设备，由氮氢混合气供给装置、熔化炉、蒸发室和冷凝器组成，结构特征是：分别设置熔化炉和蒸发室，熔化炉的出口与蒸发室的入口相连，蒸发室的出口通过管道与冷凝器组的入口相连。熔化炉和蒸发室为卧式结构，冷凝器组为立式结构，氮气和氢气经管道和阀按比例进入混合器，经混合器混合后的氮氢混合气分别通入熔化炉的出口端和蒸发室的入口端，熔化炉的入口端和冷凝器的出口端分别通入氮气。
本实用新型的主要优点是：分别设置的熔化炉和蒸发室确保加料时不影响蒸发室温度，锌液蒸发充分，生产过程连续，将按比例混合的氮、氢混合气通入熔化炉和蒸发室中，在氮氢混合气保护下对锌锭进行熔化，并使锌液充分蒸发，直接进入氮氢混合气的气相，锌蒸气在冷凝器中直接变成固相锌粉末。设备的全程处于混合气的还原气氛保护下，确保锌不被氧化，少量被携带的氧化锌被还原。有效地降低了氧化率，具有连续、强制、快速、直接冷凝、防氧化的特点，得到的超细锌粉金属锌含量高，锌粉活性强，锌粉色泽好，锌粉球形度好，产粉率高，提高了锌粉质量。
附图说明：图1是装置间的连接示意图；
图2是设备装置平面布置示意图；
图3为图2的A-A剖视图；
图4为图2的B-B剖视图。
具体实施方式：如附图1-4所示：熔化炉主要由炉体2、混合气入口5、密闭型快开炉门1、熔化加热电极4、炉门口气封气门帘机构3、熔化炉与蒸发室液锌通道28组成。气门帘机构3由氮气管和氮气分布管组成。蒸发室主要由室体7、加热电极8、混合气顶部入口6(靠近蒸发室前端)、锌蒸气通道口9组成。冷凝器10与蒸发室7有通道9相连，冷凝器10与冷凝器14、15、16之间有通道11、12、13连通，冷凝器14、15、16顶部有的管道21汇总于阀，冷凝器10、14、15、16底部出口与密封桶17、18、19、20相连，密封桶17、18、19、20上安有置换氮气进出口，并由阀门控制。低温贮槽27提供液氮，并经汽化器26汽化成气体，进入氮气总管；氢气由氢气瓶22汇总后减压为低压氢气进入氢气总管；氮、氢气由流量计2 3、24，阀门、混合器25混合成配比为5％～15％的氮氢混合气。熔化炉加料口气门帘机构3和冷凝器下料密封桶17、18、19、20所需氮气由氮气总管提供。
欲处理的金属锌锭以固体形式从加料口进入熔化炉中，在开启炉门时，开启气门帘机构，氮气流至气门帘装置中，使其均匀分布氮气，形成一道气封门帘，阻滞外界空气进入到熔化炉中，防止加热时锌被氧化，同时在熔化炉顶部通入配比为5％～15％氮氢混合气，造成炉内的还原气氛，并还原部分被氧化的锌，保护金属锌在溶化过程中不被氧化。熔化炉后部有一挡板，构成熔化炉和蒸发室之间的通道为″U″字形，加热熔化的锌液经过该通道自下而上溢入蒸发室内，确保加料时不影响蒸发室温度，控制蒸发温度在900～1300℃温度条件下，锌液充分蒸发，成为易挥发的组元进入气相，在由蒸发室入口加入的配比为5％～15％氮氢还原气氛环境下，部分被带入的少量氧化锌又被还原成锌，锌蒸气与混合气一道进入冷凝器组。一级冷凝器与蒸发室相连，两个以上的二级冷凝器与一级冷凝器相连且围绕一级冷凝器均布。锌蒸气先进入一级冷凝器，骤冷得到超细锌粉，剩余锌蒸气再进入二级冷凝器快速骤冷，完成气相中锌蒸气直接变成固体锌粉末的生产过程，得到的超细锌粉通过冷凝器下部密封桶密封出料。密封桶在出料前进行用氮气进行置换，更换密封桶中的氧气，以保证锌蒸气在骤冷过程中不被氧化。
Claims (3)
1、氮氢混合气法生产超细锌粉的设备，由氮氢混合气供给装置、熔化炉、蒸发室和冷凝器组成，其特征在于：分别设置熔化炉和蒸发室，熔化炉的出口与蒸发室的入口相连，蒸发室的出口通过管道与冷凝器组的入口相连，氮气和氢气分别经管道、阀和流量计按比例进入混合器，经混合器混合后的氮氢混合气分别通入熔化炉的出口端和蒸发室的入口端，熔化炉的入口端和冷凝器的出口端分别通入氮气。
2、根据权利要求1所述的氮氢混合气法生产超细锌粉的设备，其特征在于：熔化炉和蒸发室为卧式结构，熔化炉后部有一挡板，构成熔化炉和蒸发室之间的通道为″U″字形，加热熔化的锌液经过该通道自下而上溢入蒸发室内，冷凝器组为立式结构，一级冷凝器与蒸发室相连，两个以上的二级冷凝器与一级冷凝器相连且围绕一级冷凝器均布。
3、根据权利要求1和2所述的氮氢混合气法生产超细锌粉的设备，其特征在于：氮氢混合气供给装置为低温贮槽提供液氮，由汽化器汽化成气体，进入氮气总管，氢气瓶将氢气汇总减压为低压氢气进入氢气总管，氮、氢气分别经管道、阀门和流量计按比例进入混合器，混合成氮氢混合气，氮气总管提供熔化炉入口端气门帘机构和二级冷凝器出口端密封桶所需氮气。
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