WO2005078146A1

WO2005078146A1 - Procede de raffinage de zinc enrichi a l'oxygene et four de fusion associe

Info

Publication number: WO2005078146A1
Application number: PCT/CN2005/000083
Authority: WO
Inventors: Chengzhang Lai
Original assignee: Chengzhang Lai
Priority date: 2004-01-19
Filing date: 2005-01-19
Publication date: 2005-08-25
Also published as: CN1644720A

Description

一种高富氧炼锌法及高富氧密闭式炼锌炉

技术领域

本发明涉及一种高富氧炼锌法，尤其是能用焙烧后的氧化锌矿石和原生的氧化铅锌矿直接并一次就能冶炼出精锌，并能一次性生产出精锌粉，同时还能冶炼出铁和粗铅、镉等有色和黑色金属及煤气的冶炼方法，及高富氧密闭式炼锌炉。

背景技术

目前公知炼锌技术有几百年历史了，炼锌的方法分为火法炼锌和湿法炼锌两种。火法炼锌按所采主要设备不同，又分为：平罐炼锌、竖罐炼锌、鼓风炉炼锌和电炉炼锌等。按目前世界上火法炼锌种类之中，鼓风炉炼锌法的技术较为先进，它冶炼速度快、产量髙，根据中南矿冶学院、长沙有色冶金设计院、北京有色冶金设计院和冶金工业部情报标准研究所等提供的技术资料。由冶金工业出版社改造如下- 鼓风炉炼锌法，实际上是鼓风炉熔炼铅锌烧结矿，同时得到锌和铅。它是火法炼锌技术的新成就。 1950年在英国阿旺茅斯厂试生产以来，现在在许多国家和地区出现了这种鼓风炉。最大的炉子风口区面积达 28平方米，年生产锌达 12万吨。

鼓风炉炼锌主要由烧结焙烧、烧结块还原熔炼和锌蒸气冷凝三个过程组成。

1、烧结焙烧主要是使硫化锌和硫化铅转变成氧化锌和氧化铅，并烧结成块以适应以鼓风炉瑢炼。烧结是在带式烧结机上进行（与炼铅烧结机一样）。

2、熔炼鼓风炉炼锌的设备联接如附图 4所示。所用鼓风炉与普通炼铅鼓风炉相信。但炉顶是密封的，所以通称为密闭鼓风炉。为了防止空气从炉顶漏入（漏入空气会使锌蒸气再氧化)，加料装置采用与炼铁高炉类似的双钟加料器。

与竖罐炼锌一样，加入的炉料必须预热，被预热到 700°C以上的烧结块和焦炭加入炉内后在炉内高温区进行氧化锌和氧化铅的还原。铅沸点高（1525°C )，还原出来便成液体铅，还原出来的锌呈蒸气与炉气混在一起，从炉子上部进入冷凝器中冷凝成液体金属锌。液体铅则沉积在炉子的底部（炉缸），炉渣也聚积到炉子底部，这种粗铅和炉渣均定期放出。为了使炉内获得足够高的温度，鼓入的空气需预热到 700°C以上。

3、锌蒸气的冷凝从鼓风炉出来的炉气一般含锌蒸气不高（仅约 6% )，含一氧化碳达 20%以上，而含二氧化碳则大于 10%。由于二氧化碳浓度大，锌蒸气就有被二氧化碳氧化成氧化锌的危险。为了避免这种坏环境情况的出来，必须釆取下述措施： ( 1 ) 使出炉气体温度保持在 1000°C以上。为此在炉子上部也通入预热空气，使炉气中部分一氧化碳燃烧以提高炉气温度；（2)用液体铅来冷凝锌蒸气。这种冷凝器叫做铅雨冷凝器，它是用转子将铅液扬起成细滴（称铅雨），使锌蒸气迅速冷凝成液体锌，并溶入液体铅中。将这种含锌的铅液从冷凝器中放出，冷却到 450°C后，溶解在铅中的锌便有一部分析出来，并因其比重不同又分成两层，上层是锌，放出铸成锌锭，下层为铅，用铅泵打入冷凝器中，重新使用。铅雨冷凝器的采用是促进鼓风炉炼锌扩大使用的一个关键因素。

密封鼓风炉冶炼方法的主要优点是能处理难选的铅锌硫化矿或氧化矿，同时产出铅和锌，产量大，热效率髙和单位金属产量投资较低等。但事物总是一分为二的。鼓风炉目前存在的问题是：操作条件要求严格；烧结块，焦炭必须预热；烧结块中含铅不能太高和所产锌须进一步精炼。国外普遍使用的 17.2m²炼锌鼓风炉的有关数据如下 _;

发明内容

本发明的一个目的是提供一种高富氧炼锌法。

为实现上述目的，本发明提供一种高富氧炼锌法，本发明技术方案-

1.原料的预处理

2.加料、升温；

3.通入富氧；

4.启动电炉，冶炼；

5.冷凝；

6.工频炉冶炼：

7.煤气洗涤回收-

8.锌粉制造

下面对本发明一种高富氧炼锌法做进一步说明

1. 原料的预处理：用现有技术将矿石制成 Φ60αη的料球，经烧结炉烧红到 700Ό，备用。

2. 加料、升温：从鼓风炉料斗 6加入燃料后生火，等火较大后，再加入一定数量的焦碳，起动制氧机、鼓入少量的氧并逐渐增加氧量，等焦碳火焰较大后，炉子预热到 500-600 °C , 继续向炉内加入焦碳，约装鼓风炉腔的 1/3后，开动电热炉开关，把焦碳放入电热炉内，再连续不断地经料斗 6向炉内加入原料：是经焙烧过的矿石制作成 30— 50mm的规格大小和焦碳粉碎成 60— 80mm规格大小，按 5:3混合矿石粉和焦碳粉，装入鼓风炉料斗 6内。

3. 通入富氧：启动其它两台制氧机 4，逐渐加大鼓风量；并且同时启动抽风机 11，向外排出烟气，过一段时间从料斗 6,就可以得知炉料已加满。再向碳斗 5加入一定数量的焦碳。

4. 启动电炉，冶炼：

a) 从鼓风炉中上部的高温度计 32上，反映出鼓风炉腔内温度不断上升，当温度上升到 1000'C时，启动操作控制台 18，上的电热炉开关，使电热炉的电极开始放电，并逐渐加大，同时相对加大制氧机的鼓氧量，直到鼓风炉的高温温度计 13 上显示到 1400°C后，保持鼓风量，相对加大电热炉内的电极的电流量，直到电热炉的高温温度计 32，在显示到 1100°C— 1200°C后，保持放电量；

b) 炉腔里的矿石中的金属被迫升温到 1300— 1500°C，炉腔中的高温碳和碳形成的一氧化碳，在高温下与氧化金属产生还原反应，生成液态金属铅、铁

(C+PbO=CO+Pb、 CO+PbO=C0₂+Pb) (FeO+CO=Fe+C0₂) 等，还原后生成的气态金属，如锌、镉（C+ZnOCO+Zn、 CO+ZnO=C0₂+Zn)等，液态金属由炉底金属出口放出，炉渣由渣池出口放出。气态金属伙同出炉气体灰尘抽到电热炉内； c) 电炉中放置了焦碳，利用电能转换成的热能，把焦碳升温并保持在 1000— 1200 Ό之间，在出炉中的二氧化碳气体穿过赤热的焦碳层，充分还原成一氧化碳 (C+C0₂=2CO)，控制气体流量，使出炉气中的二氧化碳低于 0.01 %以下。电炉内的气态物质和灰尘被抽风机抽到与电炉上方相连接的烟锌道口后倒置式 1# 铅冷凝器内。

5. 冷凝：控制 1#铅冷凝器的温度在 950°C— 910°C，使出炉气中铅蒸气冷凝成液态铅并且放出，控制 2#锌冷凝器的温度在 850Ό— 800°C锌蒸气冷却成液态锌流入积锌池内，定期放出铸成锌锭，这样就一次性冶炼出精锌了，炉气中一氧化碳通过洗涤场洗涤后收集利用。

6. 工频炉冶炼：鼓风炉内还原出来高沸点金属生铁、粗铅以及炉渣由鼓风炉下部流入下面电热炉内，再用电能转变成热能，把它们熔化成液态，并从电炉内按比重分层依次流出，最上层流出的是炉渣和黄渣，中层流出的是生铁，底层流入积铅池内的粗铅由出铅口流出，电能永保炉体不积缸。

7. 煤气洗涤回收：洗涤场洗涤出来的煤气送入气体干燥剂 38内干燥，干燥后输入煤气柜 39内装存应用，

8. 锌粉制造：气体压缩机 40把煤气从煤气柜 39中吸出压缩成高压煤气，把液锌罐 41 中液态锌喷射成锌粉到密闭式锌粉柜 42中存放并罐装出厂。

在本发明中，气态金属、二氧化碳、一氧化碳、粉尘出炉气流中少量 C0₂入电热炉内，出炉气中的二氧化碳，被碳原素近完全的还原一氧化碳，在抽风机 16的作用下，气态金属、出炉气体、灰尘经烟锌道抽到 1#冷凝器 7控温冷却液态金属铅、出炉气流入 2#冷凝器控温冷凝，成液态锌流入积锌池 11 内，锌定期放出收集。镉蒸气伙同出炉气体抽到 3#冷凝器 9内， 3#水冷凝器把镉蒸气冷却成镉到积镉池 12内，定期放出收集，出炉气、灰尘抽到除尘器 14中，除尘器层积灰尘后，定期放出收集，出炉气进入抽气机 16后经排烟管送到气体洗涤场。下面，对富氧炼锌法做进一步说明：

1.用鼓风炉冶炼还原金属：是鼓风炉鼓入炉腔中的气态富氧，把原料中碳燃烧氧化，释放出高热量（2C+0₂=2CO、 C+0₂=C0₂),把炉腔里的矿石中的金属被升温到 1300 - 1500°C , 炉腔中的高温碳和碳形成的一氧化碳，在高温下与氧化金属产生还原反应，生成液态金属铅、铁（C+PbO=CO+Pb、 CO+PbO=C0₂+Pb) (FeO+CO=Fe+C0₂)等，还原后生成的气态金属，如锌、镉（C+ZnO=CO+Zn、 CO+ZnOC0₂+Zn)等，液态金属由炉底金属出口放出，炉渣由渣池出口放出。气态金属伙同出炉气体灰尘抽到电热炉内。

2.用电热炉把炉中的二氧化碳还原成一氧化碳，电炉包括电弧炉、电热炉、电频炉，电频炉又分工频炉和高频炉，电热炉的发热元件不同又分为碳化硅发热件电炉和电阻丝电炉，这些电炉都是把电能转换为热能的装置，加入电炉中的焦碳利用电能转换成的热能，把焦碳升温并保持在 1000— 1200°C之间，在出炉中的二氧化碳气体穿过赤热的焦碳层，充分还原成一氧化碳（C+C0₂=2CO)，使出炉气中的二氧化碳低于 0.01 %以下。电炉内的气态物质和灰尘被抽风机抽到与电炉上方相连接的烟锌道口后倒置式 1#铅冷凝器内。

3.用 1#铅冷凝器（控温 950Ό— 910Ό )把出炉气中小量铅蒸气冷凝成液态铅时放出，用 2#锌冷凝器（控温 850°C— 800°C )锌蒸气冷却成液态锌流入积锌池内，定期放出铸成锌锭，这样就一次性冶炼出精锌了。

4.积锌池是用来积锌并利用池下的调温电炉加热池内的液态锌、在 800— 830Ό之间加以保持，使流经积锌池内的镉充分蒸发出去，与出炉气中的灰尘一并抽到 3#镉水冷凝器内。

5.3#水冷凝器利用水作间接冷凝液，把镉蒸气冷却得到镉，收集积镉池内，定期放出加以收集。出炉气中的灰尘与一氧化碳被抽到除尘器中。

6.除尘器专门用于收集灰尘，把灰尘层积下来后加以收集，其他气体并被抽风机抽入抽风机内。

7.抽风机的功能是利用电能抽吸电炉中出炉气体和灰尘，出炉气在被以上设备处理后抽到抽风机再经排烟管和电动排烟阀门送到气体洗涤场。

8.气体洗涤场，把出炉气洗涤后收集一氧化碳加以利用。

9.气体洗涤场把出炉气中的 CO灰尘洗去后，进入气体干燥器，对 CO进行干燥。

10.煤气柜经输氧管被抽入空压机内压缩到 4一 6P大气压下，由喷气口喷出，把液态锌罐流出的液态锌喷压射成粉状的锌粉，密封存在锌粉柜中。把精锌粉装罐出厂。

11.抽风机抽入的煤气吹入布袋除尘器，由除尘把更细的锌粉收集起来利用，煤气再次被收集利用。

12.鼓风炉内还原出来高沸点金属生铁、粗铅以及炉渣由鼓风炉下部流入下面电热炉内，再用电能转变成热能，把它们熔化成液态，并从电炉内按比重分层依次流出，最上层流出的是炉渣和黄渣，中层流出的是生铁，底层流入积铅池内的粗铅由出铅口流出，电能永保炉体不积缸。本高富氧密闭式冶炼锌炉，主体是电热炉在上，炉底有孔，鼓风炉在下，炉上有帽，炉下有电频炉和制氧系统等，有机结合而成。详细部份由说明书示图所诉。本发明从制氧机进气与外接通，中间加料，加碳都是密闭式条件下进行，全炉各部份都在密闭情况下运行，全炉还有的材料运输系统和启重系统，矿石焙烧系统，原料成型系统、给排水系统未能详述。

应用材料和设备建成密闭式炼锌炉是实现该炉的最好方式。

如图 1富氧炼锌炉是电热炉在上，炉底有孔，鼓风炉在下，炉下还有工频炉，有机结合的炼锌炉。电热炉的外围和顶部和鼓风炉的外围是用钢板焊接而成，顶部电热炉盖，电炉盖下砌有耐火砖，鼓风炉的外转再用钢板二个装料斗 6是用钢板卷至而成（Φ 800)由加料盖 23和料斗阀门 22。二个料斗与鼓风炉的连接是用电焊连接，作为该炉的检査孔，碳斗 5是用钢管（Φ600)制作。钢管焊接在电炉盖上，有碳斗盖和碳斗阀门，直通到电热炉内的电极腔。电热炉 1由变压器 19，控制屏 18，用电缆 33连接。二个烟锌道口是用钢接而成，用石墨碳砖沿电热炉底砌成圆形砌体，用耐火砖隔开，中是鼓风炉上端出炉孔（Φ980)所组成。鼓风炉炉腔（Φ 1180)用耐火砖砌作成的耐火层。外是钢板，下有二个出渣孔 31交替使用，下有工频炉，再下是铅池 28—个，一个出铅口 29。鼓风系统由制氧机 4、进风管 34、进风管阀门 22所组成，分布在鼓风炉的下面。二套排烟系统和冷凝器系统，由烟锌气道口、倒置式 1#冷凝器，不锈钢管平方面积与烟锌道口平方面积相等。 2tt冷凝器积锌池 15用不锈钢制作而成。每个池能装液体锌 0. 8To 积锌池下面有调温电炉 13。积锌池 11的四周有保温层，池内外有出锌口和温度计 32， 3#水冷凝器 9连接积隔池 12，二个与配套的烟尘处理器 14、抽风机 16等组成，外有排烟管二根和排烟管阀门 22二个。电热炉顶部和鼓风炉中上部各安一支高温温度计 32、抽风机 16、排烟管、排烟管冷冻 22二个把排出的烟气中的一氧化碳，输送出去作焙烧矿石的燃料。要生产锌粉，从洗涤场 17收集一部份煤气柜 39中保存，空压机入 40，从柜中抽出并压縮成 4一 6大气压的高压煤气，经输气管喷出到液锌罐 41中，液锌喷射成锌粉密存放在锌粉柜 42中包装出厂。本炉各部位连接方式是用焊接或螺栓连接。电器部分开关和温度计显示器都安装在操作控屏 18上加以上材料和设备构成了富氧冶炼锌炉。全炉除鼓风系统的进气部分，和烟道系统的出气部分，与外界相通外，全炉各部份都在密闭情况下运行.。全炉的材料运输系统和启重系统、与矿石焙烧系统、和原材料成型系统，供、排水系统、供电系统、环保处理系统、预热烧结炉、气体洗涤场不直接属于发明。所以在此不多加说明。

高富氧冶炼锌炉共分大、中、小三种型号：大型炼炉年产锌量 6万吨以上，中型炼炉年产锌量 3万吨以上，小型冶炼炉，年产锌量 1万吨以上。

本发明髙富氧炼锌法的有益效果在于：克服了目前火法炼锌方法和技术中存在的难题一空气要先预热到 700°C以上才能入炉冶炼；并且还要用液体铅雨作冷凝液等，用烧焙机烧结矿石，污染大，冶炼出来的锌还是粗锌，并还要送到精炼厂去精炼。

高富氧冶炼锌法在火法炼锌技术与工艺流程中作了重大创新：所用富氧气体在常温下进炉冶炼，不要液铅作冷凝液，而用水和空气作间接冷凝液、气，并且在火法炼锌的技术领域中，幵创了一次性从矿石冶炼出精锌，同时生产出锌精粉、精铅、铁的冶炼新方法、新技术，极大的节约成本，提高了工作效率。附图说明. ·

图 1 : 高富氧炼锌全图

图 2: 生产锌精粉全图

图 3: 二氧化碳与金属还原座标图

图 4: 英国 ISP炼锌炉全图

1.电¾)；户 2.綱户户 4 f!¾¾

5.碳斗 Q.m 7.歸繊 &赠繊

10 11.禾纖 12. m

13.微显户 16.綱几

17.气髓織 is. mm

21.哲薩 22. l 23.盖

25.支柱 28. 馳

29. tb¾口 30. ϋί¾Ρ 31.離口 32.

33.雜 34纖管 35.7j t荅 36.石墨 iF负植

37. ¾f 38.气体干藤 . 40.气 ffiM几

41. 權 3.1^1

45.禱鄉

具体实施方式：

下面列举实施例，对本发明加以进一步说明，但本发明不只限于这些实施例。 · 实施例 1

从鼓风炉料斗 6加入木材后生火，等火较大后，再加入一定数量的焦碳，起动制氧机、鼓入少量的氧并逐渐增加氧量，等焦碳火焰较大后，炉子预热到一定程度，继续向炉内加入焦碳，约装鼓风炉腔的 1/3后，开动电热炉开关，把焦碳放入电热炉内，再连续不断地经料斗 6向炉内加入原料：是经焙烧过的矿石粉碎成（30— 50的规格大小）和焦碳粉碎成（60— 80)规格大小，按 5:3混合原料装入料斗 6入鼓风炉内。启动其它两台制氧机 4，这里逐渐加大鼓风量。并且同时启动抽风机 11，向外排出烟气，过一段时间从料斗 6，就可以得知炉料已加满。再向碳斗 5加入一定数量的焦碳。从鼓风炉中上部的高温度计 32上，反映出鼓风炉腔内温度不断上升，当温度上升到 ΙΟΟΟΌ时，启动操作控制台 18, 上的电热炉开关，使电热炉的电极开始放电，并逐渐加大，同时相对加大制氧机的鼓氧量，直到鼓风炉的高温温度计 13上显示到 1400Ό后，保持鼓风量，相对加大电热炉内的电极的电流量，直到电热炉的髙温温度计 32，在显示到 110CTC— 1200Ό后，保持放电量。这时高富氧冶炼锌法，已进入正常运行状态，过一段时间就开女厶出锋、出铅、出铁

口连续业过程当中，接下列方法进行：按现有技术对原料作预处理：（焙烧后的矿石是粉末，用 20%的粘接液、 20%的碳末、 1 %的草末、经搅拌后用煤球机打成 Φ 60的料球，经烧结炉烧红到 700°C后再进炉冶炼），原料装入料斗 6, 然后把料斗盖 23 盖好后，再打开加料阀门 22，原料就进入了鼓风炉内，关好料斗阀门 22后再加下次料，这样就能与外面密闭了。按以上加料程序和方法，向碳斗加的焦碳也是经预热炉预热到 700Ό左右加入电炉中，用于补充还原二氧化碳时消耗的碳达到减轻石墨碳砖损耗。原料在被冶炼过程中减少并向下沉降。在重力作用下，原料就源源不断地加入炉中。电炉在运行时产生高温，制氧机鼓入炉腔内的氧气，与炉中的焦碳燃烧，起氧化反应（C+ ◦₂=C0₂和 2C+0₂=2CO)放出大量热能来。鼓风炉内温度高达 1400°C— 1500°C。矿石在被迫受热的情况下，不断升温能得到 1300°C— 1400°C。

二氧化碳在通过赤热的碳层时，再次被还原成一氧化碳（C0₂+C-2CO)矿石里的氧化锌、氧化铁、氧化铅等，都能很快在鼓风炉腹内被一氧化碳、碳还原成原成金属锌和铅、铁来。在这时金属锌就很快呈锌蒸气，向炉上方飞去。（因为锌的沸点温度是 906V 金属铁、铅呈液体铁、铅，在重力的作用下流到工频炉内和炉底铅池 28里，但以有极少量铅挥发成蒸气冲向炉的上方。密封式炼锌炉在运行过程中，制氧机 4制出的含氧量为 80%— 99.5 %的富氧输入进气管 30，再进入鼓风炉内，这样提高炉温，减少了用碳量，减少了进气中的氮气含量，这样冶炼过程中，内的热能损失减少了电炉的电极，在鼓风炉的出炉气口上放电产生热能（高温达 1100Ό— 1200°C )。这时和加入炉中的碳，能在高温下，和二氧化碳气体产生还原反应（C0₂+C=2CO)。所以在电炉上方，出炉气中的二氧化碳含量小于 0.01 %。这样确保了锌蒸气在冷凝过程中不会被氧化。电热炉上方出炉气中的锌、镉、铅蒸气，和其它气体、灰尘、在强制式抽风机 16作用下，源源不断经 1#冷凝器流过， 1#冷凝器能把出炉气降至 950°C— 910°C之间，铅蒸气冷却成液态锌，铅流入积铅池内。 2#冷凝器 8能把出炉气降温到 850— 800°C，锌蒸气冷却成液态锌，流入积锌池 11内，积锌池底调温电炉 13能把液态锌温在（800Ό— 830°C由温度计 32来监控）。并加以保持。这样镉蒸气被充分蒸发到 3#水冷凝器 9，经冷却得到镉，收集到积镉池 12，定时放出并加以收集。积锌池放出的是精锌液。（锌含量为 99.9%— 99.99 % )铸成精锌锭变成产品。烟尘被除尘器 14，收集起来，少量的氧化锌可等返回炉再炼。鼓风炉内还原出来高沸点金属生铁、粗铅以及炉渣由鼓风炉下部流入下面电热炉内，再用电能转变成热能，把它们熔化成液态，并从电炉内按比重分层依次流出，最上层流出的是炉渣和黄渣，中层流出的是生铁，底层流入积铅池内的粗铅由出铅口流出，电能永保炉体不积缸。铁被出铁口 30放出来。炉底铅池 28的铅定期放出，铸成粗铅锭。炉渣从出渣孔 31定期放出，用水碎法变成细炉渣送水泥厂。实施例 2

本高富氧密闭式冶炼锌炉，主体是电热炉在上，炉底有孔，鼓风炉在下，炉上有帽，炉下有电频炉和制氧系统等，有机结合而成。详细部份由说明书附示图所述。本发明从制氧机进气与外接通，中间加料，加碳都是密闭式条件下进行，全炉各部份都在密闭情况下运行，全炉还有的材料运输系统和启重系统、矿石焙烧系统、原料成型系统、给排水系统，均为现有技术，未能详述。

应用材料和设备建成密闭式炼锌炉是实现该炉的最好方式。

全图纯氧冶炼锌法是电热炉在上，炉底有孔，鼓风炉在下，炉下还有工频炉，有机结合的炼锌炉。电热炉的外围和顶部和鼓风炉的外围是用钢板焊接而成，顶部电热炉盖，电炉盖下砌有耐火砖，鼓风炉的外转再用钢板二个装料斗 6是用钢板卷至而成（Φ 800)由加料盖 23和料斗阀门 22。二个料斗与鼓风炉的连接是用电焊连接，作为该炉的检查孔，碳斗 5是用钢管（Φ 600)制作。钢管焊接在电炉盖上，有碳斗盖和碳斗阀门，直通到电热炉内的电极腔。电热炉 1由变压器 19，控制屏 18，用电缆 33连接。二个烟锌道口是用钢接而成，用石墨碳砖沿电热炉底砌成圆形砌体，用耐火砖隔开，中是鼓风炉上端出炉孔（Φ 980)所组成。鼓风炉炉腔（Φ 1180) 用耐火砖砌作成的耐火层。外是钢板，下有二个出渣孔 31交替使用，下有工频炉，再下是铅池 28—个，一个出铅口 29。鼓风系统由制氧机 4、进风管 34、进风管阀门 22所组成，分布在鼓风炉的下面。二套排烟系统和冷凝器系统，由烟锌气道口、倒置式 1#冷凝器，不锈钢管平方面积与烟锌道口平方面积相等。 2#冷凝器积锌池 15用不锈钢制作而成。每个池能装液体锌 0. 8T。积锌池下面有调温电炉 13。积锌池 11的四周有保温层，池内外有出锌口和温度计 32， 3#水冷凝器 9连接积隔池 12，二个与配套的烟尘处理器 14、抽风机 16等组成，外有排烟管二根和排烟管阀门 22二个。电热炉顶部和鼓风炉中上部各安一支高温温度计 32、抽风机 16、排烟管、排烟管冷冻 22二个把排出的烟气中的一氧化碳，输送出去作焙烧矿石的燃料。要生产锌粉，从洗涤场 17收集一部份煤气柜 39中保存，空压机入 40，从柜中抽出并压缩成 4一 6大气压的高压煤气，经输气管喷出到液锌罐 41中，液锌喷射成锌粉密存放在锌粉柜 42中包装出厂。本炉各部位连接方式是用焊接或螺栓连接。电器部分开关和温度计显示器都安装在操作控屏 18上加以上材料和设备构成了富氧冶炼锌炉。全炉除鼓风系统的进气部分，和烟道系统的出气部分，与外界相通外，全炉各部份都在密闭情况下运行。全炉的材料运输系统和启重系统、与矿石焙烧系统、和原材料成型系统，供、排水系统、供电系统、环保处理系统、预热烧结炉、气体洗涤场均为现有技术，不直接属于本发明。所以在此不多加说明。

以上是本发明优选实施例，利用高富氧密闭式炼锌炉这个原理建成的，用鼓风炉冶炼还原出金属，把出炉气体输送到各种炉内，用多种能源把碳加热到高温来还原二氧化碳和一氧化碳后冷却得到锌、镉的方法，并同时回收得到较髙纯度的煤气，炉底冶炼出铁、铅、炉渣，同时能一次性冶炼出精锌粉的工艺技术的冶炼炉。

本发明以上所述是最佳设计方案，但不管炉子的容积大小和各种形态的变形炉，凡是把出炉气体中的二氧化碳用各种能量还原成一氧化碳和鼓风炉下外加各种能源把还原出来的铁、铅、炉渣等加热成液态的方法都属于本发明保护范围之内。

Claims

1.一种高富氧炼锌法，该高富氧炼锌法是用高富氧、碳、电能、矿石原料，一次性冶炼出精锌、生铁、粗铅、炉渣、煤气的冶炼方法，步骤如下-

( 1.) 原料的预处理；

(2.)加料、升温；

(3.)通入富氧；

(4. ) 启动电炉，冶炼；

(5. ) 冷凝；

(6.)工频炉冶炼；权

(7.)煤气洗涤回收。

2. 根据权利要求 1所述的高富氧炼锌法，其特征在于，经冷凝的锌液还可以制成精锌粉。

3. 根据权利要求 1或 2所述的高富氧炼锌法，其特征在于：

( 1 ) .原料的预处理：用现有技术将矿石制成 60cm的料球，经烧结炉烧红到 700Ό , 备用；

(2) .加料、升温：从鼓风炉料斗（6)加入燃料后生火求，等火较大后，再加入一定数量的焦碳，起动制氧机、鼓入少量的氧并逐渐增加氧量，等焦碳火焰较大后，炉子预热到 500-600 V , 继续向炉内加入焦碳，约装鼓风炉腔的 1/3后，开动电热炉开关，把焦碳放入电热炉内，再连续不断地经料斗（6)向炉内加入原料：是经焙烧过的矿石制作成 30— 50mm的规格大小的料块和焦碳粉碎成 60— 80mm规格大小，按 5:3混合矿石粉和焦碳粉，装入鼓风炉料斗（6) 内；

(3 ) .通入富氧：启动其它两台制氧机 4，逐渐加大鼓风量；并且同时启动抽风机 11，向外排出烟气，再向碳斗 5加入一定数量的焦碳；

(4) .启动电炉，冶炼：

①从鼓风炉中上部的高温度计（32)上，反映出鼓风炉腔内温度不断上升，当温度上升到 1000°C时，启动操作控制台（18)，上的电热炉开关，使电热炉的电极开始放电，并逐渐加大电流量，同时相对加大制氧机的鼓氧量，直到鼓风炉的高温温度计（13 ) 上显示到 1400Ό后，保持鼓风量，相对加大电热炉内的电极的电流量，直到电热炉的高温温度计（32), 在显示到 1100Ό— 1200°C后，保持放电量；

②炉腔里的矿石中的金属升温到 1300— 1500°C，炉腔中的高温碳和碳形成的一氧化碳，在高温下与氧化金属产生还原反应，生成液态金属和气态金属，液态金属由炉底金属出口放出，炉渣由渣池出口放出，气态金属同出炉气体灰尘一起被抽到电热炉内；

③ 电炉中放置了焦碳，利用电能转换成的热能，把焦碳升温并保持在 1000—1200Ό之间，使出炉气体中的二氧化碳气体穿过赤热的焦碳层，充分还原成一氧化碳，控制气体流量，使出炉气中的二氧化碳低于 0.01 %以下，电炉内的气态物质和灰尘被抽风机抽到与电炉上方相连接的烟锌道口后倒置式 1#铅冷凝器内；

(5) .冷凝：控制 1#铅冷凝器的温度在 95(TC—910°C，使出炉气中铅蒸气冷凝成液态铅并且放出，控制 2#锌冷凝器的温度在 850Ό— 800Ό使锌蒸气冷却成液态锌流入积锌池内，定期放出铸成锌锭，这样就一次性冶炼出精锌了，炉气通过洗涤场洗涤重新利 _;

(6) .工频炉冶炼：鼓风炉内还原出来高沸点金属生铁、粗铅以及炉渣由鼓风炉下部流入下面电热炉内，再用电能转变成热能，把它们熔化成液态，并从电炉内按比重分层依次流出，最上层流出的是炉渣和黄渣，中层流出的是生铁，底层流入积铅池内的粗铅由出铅口流出，电能永保炉体不积缸； (7)。煤气洗涤回收：洗涤场洗涤出来的煤气送入气体干燥剂（38) 内干燥，干燥后输入煤气柜（39) 内装存应用；

(8) .锌粉制造：气体压缩机（40)把煤气从煤气柜（39) 中吸出压缩成高压煤气，把液锌罐（41 ) 中液态锌喷射成锌粉到密闭式锌粉柜（42) 中存放并罐装出厂。

4. 根据权利要求 1或 2或 3所述的高富氧炼锌法，其特征在于：气态金属、二氧化碳、一氧化碳、粉尘组成的出炉气进入电热炉内，出炉气中的二氧化碳，被碳元素还原成一氧化碳，在抽风机（16) 的作用下，气态金属、出炉气体、灰尘经烟锌道抽到 1#冷凝器（7) 控温冷却液态金属铅、出炉气流入 2#冷凝器控温冷凝，成液态锌流入积锌池（11 ) 内，锌定期放出收集。镉蒸气伙同出炉气体抽到 3#冷凝器（9) 内， 3#水冷凝器把镉蒸气冷却成镉到积镉池

( 12) 内，定期放出收集，出炉气、灰尘抽到除尘器 ( 14) 中，除尘器层积灰尘后，定期放出收集，出炉气进入抽气机（16)后经排烟管送到气体洗涤场。

5. 根据权利要求 1-4任一所述的高富氧炼锌法，其特征在于：积锌池（11 ) 是用来积锌并利用池下的调温电炉加热池内的液态锌到 800— 830°C之间加以保持，使积锌池（11 ) 内的镉充分蒸发出去，与出炉气中的灰尘一并抽到 3#水冷凝器（8) 内。

6. 根据权利要求 1至 5任一所述的高富氧炼锌法，其特征在于：鼓风炉内还原出来高沸点金属生铁、粗铅以及炉渣由鼓风炉下部流入下面电热炉内，再用电能转变成热能，把它们熔化成液态，并从电炉内按比重分层依次流出，最上层流出的是炉渣和黄渣，中层流出的是生铁，底层流入积铅池内的粗铅由出铅口流出，电能永保炉体不积缸。

7. 根据权利要求根据权利要求 1-6任一所述的高富氧炼锌法，其特征在于：所述的高富氧炼锌法的设备为高富氧密闭式炼锌炉，其特征在于，电热炉在上，炉底有孔，鼓风炉在下，炉下还有电炉，有机结合的炼锌炉。

8. 根据权利要求 7所述的高富氧炼锌法的设备，其特征在于，电热炉的外围和顶部和鼓风炉的外围是用钢板焊接而成，顶部电热炉盖，电炉盖下砌有耐火砖，鼓风炉的外转再用钢板二个装料斗 (6)是用钢板卷制而成；由加料盖 (23)和料斗阀门 (22)，二个料斗与鼓风炉的连接是用电焊连接，作为该炉的检査孔；碳斗 (5)是用钢管制作，钢管焊接在电炉盖上，有碳斗盖和碳斗阀门，直通到电热炉内的电极腔；电热炉 (1)由变压器 (19)，控制屏 (18)，用电缆 (33)连接；二个烟锌道口是用钢接而成，用石墨碳砖沿电热炉底砌成圆形砌体，用耐火砖隔开，中是鼓风炉上端出炉孔所组成；鼓风炉炉腔用耐火砖砌作成的耐火层，外是钢板，下有二个出渣孔 (31)交替使用，下有功频炉，再下是铅池 (28)，一个出铅口 (29); 鼓风系统由制氧机 (4)、进风管 (34)、进风管阀门 (22)所组成，分布在鼓风炉的下面；二套排烟系统和冷凝器系统，由烟锌气道口、倒置式 1#冷凝器，不锈钢管平方面积与烟锌道口平方面积相等, 令凝器积锌池 (15) 用不锈钢制作而成；积锌池下面有调温电炉 (13)，积锌池 (11)的四周有保温层，池内外有出锌口和温度计 (32); 3#水冷凝器 (9)连接积隔池 (12)，二个与配套的烟尘处理器 (14)、抽风机 (16) 等组成，外有排烟管二根和排烟管阀门 (22)二个；电热炉顶部和鼓风炉中上部各安一支高温温度计 (32)、抽风机 (16)、排烟管、排烟管冷冻 (22)二个把排出的烟气中的一氧化碳，输送出去作焙烧矿石的燃料;要生产锌粉，从洗涤场 (17)收集一部份煤气柜 (39)中保存，空压机入 (40)，从柜中抽出并压缩成 4一 6大气压的高压煤气，经输气管喷出到液锌罐 (41)中，液锌喷射成锌粉密存放在锌粉柜 (42)中包装出厂；本炉各部位连接方式是用焊接或螺栓连接；电器部分开关和温度计显示器都安装在操作控屏 (18)上加以上材料和设备构成了富氧冶炼锌炉；全炉除风系统的进气部分，和烟道系统的出气部分，与外界相通外，全炉各部份都在密闭情况下运行

9. 根据权利要求 6- 8任一所述的高富氧炼锌法的设备，其特征在于，电炉包括电弧炉、电频炉、电热炉；电热炉又分为功频炉和高频炉，电热炉的发热元件不同又分为碳化硅发热件电炉和电阻丝电炉，这些电炉都是把电能转换为热能的装置，加入电炉中的焦碳利用电能转换成的热能，把焦碳升温并保持在 1000— 1200°C之间，在出炉气中的二氧化碳气体穿过赤热的焦碳层，充分还原成一氧化碳，使出炉气中的二氧化碳低于 0.01 %以下，电炉内的气态物质和灰尘被抽风机抽到与电炉上方相连接的烟锌道口进入 1#、 2#冷凝器、 3#水冷凝器内。