一種生產置換用金屬鋅粉的工藝方法及其裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種生產置換用金屬鋅粉的工藝方法及其裝置，該工藝方法使用超細金屬鋅粉爐通過改進設備及工藝成功生產出置換用金屬鋅粉，包括以下步驟：1）化鋅；2）蒸發(fā)；3）分散冷凝。本發(fā)明通過改進工藝方法成功用超細鋅粉爐生產出粒度相對較粗，適用于濕法冶金置換用的金屬鋅粉；經本發(fā)明改進及革新后的超細鋅粉爐，它不但能生產粗的適合于濕法冶金用的置換用金屬鋅粉；如若要生產原來的超細金屬鋅粉，改變工藝就又能實現原來的超細鋅粉的生產功能。
【專利說明】
一種生產置換用金屬鋅粉的工藝方法及其裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于金屬鋅粉生產技術領域，具體涉及一種生產置換用金屬鋅粉的工藝方法及其裝置。
【背景技術】
[0002]在濕法冶金工藝中，鋅粉由于具有負的標準電極電位及較大的比表面積和化學活性在濕法煉鋅工藝中用作置換劑。在濕法冶金的凈化置換反應過程中，鋅粉質量對凈化效果影響較大，它要求其粒度不能過細、也不能過粗，一般在80?325網目，含有效鋅也就是金屬鋅越高越好，雜質含量則越低越好。
[0003]目前，電爐鋅粉是一種公知的置換用鋅粉，但電爐鋅粉的質量由其生產工藝決定，其有效鋅也就是金屬鋅含量較低，一般只有80wt%~85wt%，雜質含量如鉛、銻、鎘、氧化鋅等相對較高。在濕法冶金的凈化過程中，為了達到凈化和深度凈化的需要，往往要加入大量的電爐鋅粉，有時還不能達到實際生產的要求;這樣造成后序凈化渣處理量增大及有價金屬回收困難。置換用金屬鋅粉因為其有效鋅也就是金屬鋅含量高，一般可達95wt%以上，且雜質含量低；它在濕法冶金的凈化過程中占有較大的優(yōu)勢，但置換用金屬鋅粉是由專門生產粗金屬鋅粉的爐子生產，適用面較窄，工藝要求也比較嚴格。
[0004]而作為生產細金屬鋅粉和超細金屬鋅粉的超細鋅粉爐，它一般只能生產粒度在400-1000網目的細金屬鋅粉或粒度在1000網目以上的超細金屬鋅粉。細金屬鋅粉和超細金屬鋅粉主要用于涂料、油漆等有限的領域，客戶少，市場狹窄，儲存、運輸、銷售成本都比較高。而置換用的粗金屬鋅粉則市場相對廣闊，各種成本相對較低，加之目前市場相對較好。對于已有的生產細金屬鋅粉和超細金屬鋅粉的超細鋅粉爐來說，如果繼續(xù)生產細金屬鋅粉和超細金屬鋅粉勢必造成虧損，如果放置設備不用，更造成占用場地、設備銹蝕等損失。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的第一目的在于提供一種生產置換用金屬鋅粉的工藝方法;本發(fā)明的第二目的在于提供一種生產置換用金屬鋅粉的裝置。
[0006]本發(fā)明的第一目的是這樣實現的，包括以下步驟:
1)化鋅:從化鋅池的投料口分批量投入鋅錠，將化鋅池溫度保持在400?500°C，使鋅錠邊投入邊熔化，保持化鋅池里有鋅熔化液2800~3200公斤，然后每12?17分鐘投入一次，每次投入量50?70公斤；
2)蒸發(fā):鋅熔化液從過液口流入到蒸發(fā)池，加熱將蒸發(fā)池溫度保持在1000~1100°C，鋅熔化液在蒸發(fā)池里被蒸發(fā)為鋅蒸汽；
3)分散冷凝:蒸發(fā)后的鋅蒸汽從導氣管進入到冷凝桶，鋅蒸汽流量為245?255公斤/小時，冷凝桶的溫度為230?270°C，風機從冷凝桶靠近導氣管一端的頂部向下吹氮氣，風機轉速為600?800轉/分鐘，被吹的氣流經過冷凝、重力收塵再以風機為動力返回，形成閉路循環(huán);從而實現鋅蒸氣冷凝并分散而得到置換用金屬鋅粉，在生產過程中，整個蒸發(fā)、冷凝體系使用氮氣保護，并且每6?7天將體系使用的氮氣置換一次。
[0007]本發(fā)明的第二目的是這樣實現的，包括化鋅池，蒸發(fā)池，過液口，導氣管，冷凝桶，風機，收粉器，密封蓋板，所述的蒸發(fā)池為兩個，且對稱地設置在化鋅池的兩邊，蒸發(fā)池的墻體上安裝有發(fā)熱體，所述發(fā)熱體包括碳化硅棒、碳化硅管和絕緣體，碳化硅棒安裝在碳化硅管的內部，用絕緣體將兩者隔開并絕緣，其特征在于所述化鋅池與蒸發(fā)池之間設置有碳化硅隔墻離，過液口設置在碳化硅隔離墻的下部，蒸發(fā)池通過導氣管與冷凝桶相連，導氣管與水平面的安裝夾角為24?26°，且導氣管位于冷凝桶的一端高于位于蒸發(fā)池的一端，冷凝桶的頂部設置有吹風口和出風口，吹風口和出風口相對設置，且吹風口設置于導氣管的上方，風機的排風口與所述吹風口相連，收粉器的進風管與所述出風口相連，收粉器的出風管再通過風管連接到風機的吸風口，所述的化鋅池和蒸發(fā)池頂部均安裝有密封蓋板，所述化鋅池頂部的密封蓋板上設置有投料口。
[0008]本發(fā)明的有益效果:
1、通過對生產細金屬鋅粉或超細金屬鋅粉的超細鋅粉爐進行工藝技術革新，采用新的工藝方法，成功用超細鋅粉爐生產出粒度相對較粗，適用于濕法冶金置換用的金屬鋅粉;通過增大化鋅池容量保證鋅熔化液量，再通過分批量均勻的投入原料，使原料熔化及蒸發(fā)速度均勻穩(wěn)定，保證通過導氣管進入冷凝桶的鋅蒸汽流量均勻穩(wěn)定，使產品成品率高，顆粒均勻；通過在化鋅池與蒸發(fā)池之間設置的碳化硅隔離墻傳熱而間接加熱熔化鋅錠，而不是在化鋅池里設置加熱源熔化鋅錠，大大降低了能耗，降低了生產成本;通過調整導氣管角度，實現了進入冷凝桶的鋅蒸汽穩(wěn)定均勻，容易凝結成粗顆粒的金屬鋅粉;通過調整風機位置和風機轉速，使從導氣管進來的鋅蒸汽在分散還不充分的條件下就冷凝成顆粒較大的、合乎要求的置換用金屬鋅粉;通過調整冷凝桶的溫度，使冷凝速度減緩，鋅蒸汽凝結時間得到了延長;通過每6?7天用氮氣置換一次，提高產品有效鋅的含量。
[0009]2、經本發(fā)明改進及革新后的超細鋅粉爐，它不但能生產粗的適合于濕法冶金用的置換用金屬鋅粉;如若要生產原來的超細金屬鋅粉，改變工藝就又能實現原來的超細鋅粉的生產功能;而傳統(tǒng)的生產濕法冶金置換用金屬鋅粉的設備則不能做到。
[0010]3、本發(fā)明采用生產超細金屬鋅粉的原理，經過改進及革新，成功生產出粗的適合于濕法冶金用的金屬鋅粉，且不產生新的廢氣、廢水、廢渣，符合國家的環(huán)保及產業(yè)發(fā)展政策。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的立體結構示意圖；
圖中:1-化鋅池，2-蒸發(fā)池，3-碳化硅隔離墻，4-過液口，5-導氣管，6-冷凝桶，7-風機，8-收粉器，9_密封蓋板，10-吹風口，11-出風口。
【具體實施方式】
[0012]下面結合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步的說明，但不以任何方式對本發(fā)明加以限制，基于本發(fā)明教導所作的任何變換或替換，均屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0013]本發(fā)明所述的工藝方法包括以下步驟:
I)化鋅:從化鋅池的投料口分批量投入鋅錠，將化鋅池溫度保持在400?500°C，使鋅錠邊投入邊熔化，保持化鋅池里有鋅熔化液2800?3200公斤，然后每12?17分鐘投入一次，每次投入量50?70公斤；
2)蒸發(fā):鋅熔化液從過液口流入到蒸發(fā)池，加熱將蒸發(fā)池溫度保持在1000?1100°C，鋅熔化液在蒸發(fā)池里被蒸發(fā)為鋅蒸汽；
3)分散冷凝:蒸發(fā)后的鋅蒸汽從導氣管進入到冷凝桶，鋅蒸汽流量為245?255公斤/小時，冷凝桶的溫度為230?270°C，風機從冷凝桶靠近導氣管一端的頂部向下吹氮氣，風機轉速為600?800轉/分鐘，被吹的氣流經過冷凝、重力收塵再以風機為動力返回，形成閉路循環(huán);從而實現鋅蒸氣冷凝并分散而得到置換用金屬鋅粉，在生產過程中，整個蒸發(fā)、冷凝體系使用氮氣保護，并且每6?7天將體系使用的氮氣置換一次。
[0014]步驟I中所述的將化鋅池溫度保持在400?500°C是由設置在化鋅池與蒸發(fā)池之間的碳化硅隔離墻傳熱而間接加熱保持溫度的。
[0015]步驟2所述的加熱是在蒸發(fā)池里安裝內含碳化硅棒的碳化硅管，利用碳化硅棒把電能轉化為熱能，經過外層的碳化硅管導熱而進行加熱。
[0016]步驟3所述的鋅蒸汽流量為250公斤/小時。
[0017]步驟3所述的冷凝桶的溫度為240?260°C。
[0018]步驟3所述的重力收塵是鋅蒸汽經過風機向下吹氣被冷凝并分散成金屬鋅粉之后，金屬鋅粉經過重力沉降的作用實現收集的過程。
[0019]如圖1所示的生產置換用金屬鋅粉的工藝方法的裝置，包括化鋅池I，蒸發(fā)池2，過液口 4，導氣管5，冷凝桶6，風機7，收粉器8，密封蓋板9，所述的蒸發(fā)池2為兩個，且對稱地設置在化鋅池I的兩邊，蒸發(fā)池2的墻體上安裝有發(fā)熱體，所述發(fā)熱體包括碳化硅棒、碳化硅管和絕緣體，碳化硅棒安裝在碳化硅管的內部，用絕緣體將兩者隔開并絕緣，其特征在于所述化鋅池I與蒸發(fā)池2之間設置有碳化硅隔墻離3，過液口 4設置在碳化硅隔離墻3的下部，蒸發(fā)池2通過導氣管5與冷凝桶6相連，導氣管5與水平面的安裝夾角為24?26°，且導氣管5位于冷凝桶6的一端高于位于蒸發(fā)池2的一端，冷凝桶6的頂部設置有吹風口 10和出風口 11，吹風口10和出風口 11相對設置，且吹風口 10設置于導氣管5的上方，風機7的排風口與所述吹風口10相連，收粉器8的進風管與所述出風口 11相連，收粉器8的出風管再通過風管連接到風機7的吸風口，所述的化鋅池I和蒸發(fā)池2頂部均安裝有密封蓋板9。
[0020]所述的化鋅池I長I米、寬0.4米、高0.6米。
[0021 ]所述的碳化硅隔墻離3厚度為24厘米，高I米，分為碳化硅墻段和普通耐火墻段，所述普通耐火墻段砌筑在碳化硅墻段上，碳化硅墻段高度為0.5米，普通耐火墻段高度為
0.5米，過液口 4設置在碳化硅隔離墻段。
[0022]所述碳化硅隔離墻3的砌筑方法是，先從鋅蒸發(fā)池的底部開始用碳化硅磚砌筑50厘米高的碳化硅墻并預留好過液口，再在其上面用普通耐火磚砌筑50厘米高的普通耐火磚
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[0023]所述的過液口4為高10厘米、寬5厘米、厚度24厘米的方形口，且過液口4底部距離碳化硅隔離墻底部3厘米。
[0024]所述導氣管5與水平面的安裝夾角為25°，且導氣管5位于冷凝桶6的一端高于位于蒸發(fā)池2的一端。
[0025]所述冷凝桶6的底部設置有收粉裝置。
[0026]所述化鋅池I頂部的密封蓋板9上設置有投料口。
[0027]所述收粉器8包括一級收粉器和二級收粉器。
[0028]實施例1
取本公司外購的一批鋅錠(鋅2 98.5%、鐵< 0.1%、鉛< 0.8%、鎘< 0.2%)50噸，按照以下步驟投入生產:
1)化鋅:從化鋅池的投料口分批量投入鋅錠，將化鋅池溫度保持在400°C，使鋅錠邊投入邊熔化，保持化鋅池里有鋅熔化液2800公斤，然后每12分鐘投入一次，每次投入量50公斤；
2)蒸發(fā):鋅熔化液從過液口流入到蒸發(fā)池，加熱將蒸發(fā)池溫度保持在10000C，鋅熔化液在蒸發(fā)池里被蒸發(fā)為鋅蒸汽；
3)分散冷凝:蒸發(fā)后的鋅蒸汽從導氣管進入到冷凝桶，鋅蒸汽流量為245公斤/小時，冷凝桶的溫度為230°C，風機從冷凝桶靠近導氣管一端的頂部向下吹氮氣，風機轉速為600轉/分鐘，被吹的氣流經過冷凝、重力收塵再以風機為動力返回，形成閉路循環(huán);從而實現鋅蒸氣冷凝并分散而得到置換用金屬鋅粉，在生產過程中，整個蒸發(fā)、冷凝體系使用氮氣保護，并且每6天將體系使用的氮氣置換一次。
[0029]產品經過綜合取樣分析，粗粉率也就是80?325網目的產出率達95.50wt%，有效鋅含量也就是金屬鋅含量達97.30wt%，鋅金屬直收率98.12wt%，且粒度均勻無結塊，完全能滿足置換用金屬鋅粉的指標要求。
[0030]實施例2
取本公司外購的一批鋅錠(鋅2 98.5%、鐵< 0.1%、鉛< 0.8%、鎘< 0.2%)50噸，按照以下步驟投入生產:
1)化鋅:從化鋅池的投料口分批量投入鋅錠，將化鋅池溫度保持在450°C，使鋅錠邊投入邊熔化，保持化鋅池里有鋅熔化液3000公斤，然后每15分鐘投入一次，每次投入量60公斤；
2)蒸發(fā):鋅熔化液從過液口流入到蒸發(fā)池，加熱將蒸發(fā)池溫度保持在10500C，鋅熔化液在蒸發(fā)池里被蒸發(fā)為鋅蒸汽；
3)分散冷凝:蒸發(fā)后的鋅蒸汽從導氣管進入到冷凝桶，鋅蒸汽流量為250公斤/小時，冷凝桶的溫度為240°C，風機從冷凝桶靠近導氣管一端的頂部向下吹氮氣，風機轉速為700轉/分鐘，被吹的氣流經過冷凝、重力收塵再以風機為動力返回，形成閉路循環(huán);從而實現鋅蒸氣冷凝并分散而得到置換用金屬鋅粉，在生產過程中，整個蒸發(fā)、冷凝體系使用氮氣保護，并且每7天將體系使用的氮氣置換一次。
[0031]產品經過綜合取樣分析，粗粉率也就是80?325網目的產出率達96.20wt%，有效鋅含量也就是金屬鋅含量達97.80wt%，鋅金屬直收率98.43wt%，且粒度均勻無結塊，完全能滿足置換用金屬鋅粉的指標要求。
[0032]實施例3
取本公司外購的一批鋅錠(鋅2 98.5%、鐵< 0.1%、鉛< 0.8%、鎘< 0.2%)50噸，按照以下步驟投入生產:
I)化鋅:從化鋅池的投料口分批量投入鋅錠，將化鋅池溫度保持在500 °C，使鋅錠邊投入邊熔化，保持化鋅池里有鋅熔化液3200公斤，然后每17分鐘投入一次，每次投入量70公斤；
2)蒸發(fā):鋅熔化液從過液口流入到蒸發(fā)池，加熱將蒸發(fā)池溫度保持在11000C，鋅熔化液在蒸發(fā)池里被蒸發(fā)為鋅蒸汽；
3)分散冷凝:蒸發(fā)后的鋅蒸汽從導氣管進入到冷凝桶，鋅蒸汽流量為255公斤/小時，冷凝桶的溫度為270°C，風機從冷凝桶靠近導氣管一端的頂部向下吹氮氣，風機轉速為800轉/分鐘，被吹的氣流經過冷凝、重力收塵再以風機為動力返回，形成閉路循環(huán);從而實現鋅蒸氣冷凝并分散而得到置換用金屬鋅粉，在生產過程中，整個蒸發(fā)、冷凝體系使用氮氣保護，并且每7天將體系使用的氮氣置換一次。
[0033]產品經過綜合取樣分析，粗粉率也就是80?325網目的產出率達96.60wt%，有效鋅含量也就是金屬鋅含量達98.32wt%，鋅金屬直收率98.66wt%，且粒度均勻無結塊，完全能滿足置換用金屬鋅粉的指標要求。
【主權項】
1.一種生產置換用金屬鋅粉的工藝方法，其特征在于所述工藝方法包括以下步驟: 1)化鋅:從化鋅池的投料口分批量投入鋅錠，將化鋅池溫度保持在400?500°C，使鋅錠邊投入邊熔化，保持化鋅池里有鋅熔化液2800?3200公斤，然后每12?17分鐘投入一次，每次投入量50?70公斤； 2)蒸發(fā):鋅熔化液從過液口流入到蒸發(fā)池，加熱將蒸發(fā)池溫度保持在1000?1100°C，鋅熔化液在蒸發(fā)池里被蒸發(fā)為鋅蒸汽； 3)分散冷凝:蒸發(fā)后的鋅蒸汽從導氣管進入到冷凝桶，鋅蒸汽流量為245?255公斤/小時，冷凝桶的溫度為230?270°C，風機從冷凝桶靠近導氣管一端的頂部向下吹氮氣，風機轉速為600?800轉/分鐘，被吹的氣流經過冷凝、重力收塵再以風機為動力返回，形成閉路循環(huán);從而實現鋅蒸氣冷凝并分散而得到置換用金屬鋅粉，在生產過程中，整個蒸發(fā)、冷凝體系使用氮氣保護，并且每6?7天將體系使用的氮氣置換一次。2.根據權利要求1所述的生產置換用金屬鋅粉的工藝方法，其特征在于步驟I中所述的將化鋅池溫度保持在400?500°C，是由設置在化鋅池與蒸發(fā)池之間的碳化硅隔離墻傳熱而間接加熱保持溫度的。3.根據權利要求1所述的生產置換用金屬鋅粉的工藝方法，其特征在于步驟2所述的加熱是在蒸發(fā)池里安裝內含碳化硅棒的碳化硅管，利用碳化硅棒把電能轉化為熱能，經過外層的碳化硅管導熱而進行加熱。4.根據權利要求1所述的生產置換用金屬鋅粉的工藝方法，其特征在于步驟3所述的鋅蒸汽流量為250公斤/小時。5.根據權利要求1所述的生產置換用金屬鋅粉的工藝方法，其特征在于步驟3所述的冷凝桶的溫度為240?260 °C。6.—種實現如權利要求1所述的生產置換用金屬鋅粉的工藝方法的裝置，包括化鋅池(I)，蒸發(fā)池(2)，過液口(4)，導氣管(5)，冷凝桶(6)，風機(7)，收粉器(8)，密封蓋板(9)，所述的蒸發(fā)池(2)為兩個，且對稱地設置在化鋅池(I)的兩邊，蒸發(fā)池(2)的墻體上安裝有發(fā)熱體，所述發(fā)熱體包括碳化硅棒、碳化硅管和絕緣體，碳化硅棒安裝在碳化硅管的內部，用絕緣體將兩者隔開并絕緣，其特征在于所述化鋅池(I)與蒸發(fā)池(2)之間設置有碳化硅隔墻離(3)，過液口(4)設置在碳化硅隔離墻(3)的下部，蒸發(fā)池(2)通過導氣管(5)與冷凝桶(6)相連，導氣管(5)與水平面的安裝夾角為24?26°，冷凝桶(6)的頂部設置有吹風口(10)和出風口(11)，吹風口(10)和出風口(11)相對設置，且吹風口(10)設置于導氣管(5)的上方，風機(7)的排風口與所述吹風口(10)相連，收粉器(8)的進風管與所述出風口(11)相連，收粉器(8)的出風管再通過風管連接到風機(7)的吸風口，所述的化鋅池(I)和蒸發(fā)池(2)頂部均安裝有密封蓋板(9)，所述化鋅池(I)頂部的密封蓋板(9)上設置有投料口。7.根據權利要求6所述的生產置換用金屬鋅粉的裝置，其特征在于所述的化鋅池(I)長I米、寬0.4米、高0.6米。8.根據權利要求6所述的生產置換用金屬鋅粉的裝置，其特征在于所述的碳化硅隔墻離(3)厚度為24厘米、高I米，分為碳化硅墻段和普通耐火墻段，所述普通耐火墻段砌筑在碳化硅墻段上，碳化硅墻段高度為0.5米，普通耐火墻段高度為0.5米，過液口(4)設置在碳化硅隔離墻段。9.根據權利要求6所述的生產置換用金屬鋅粉的裝置，其特征在于所述的過液口(4)為高10厘米、寬5厘米、厚度24厘米的方形口，且過液口(4)底部距離碳化硅隔離墻(3)底部3厘米。10.根據權利要求6所述的生產置換用金屬鋅粉的裝置，其特征在于所述導氣管(5)與水平面的安裝夾角為25°。
【文檔編號】B22F9/12GK105855559SQ201610367576
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月30日
【發(fā)明人】竇峰, 鄧道家, 何章羅, 桂國飛, 孫樂幫, 趙德軍, 李紅凱, 趙兵伍
【申請人】云南羅平鋅電股份有限公司