專利名稱:生產(chǎn)間接法氧化鋅的裝置的制作方法
本實(shí)用新型涉及一種生產(chǎn)間接法氧化鋅的裝置，特別是用在火法煉鋅工藝中，生產(chǎn)高品級(jí)率間接法氧化鋅的裝置。
氧化鋅級(jí)別的高低將影響經(jīng)濟(jì)效益，一級(jí)品氧化鋅是油漆、橡膠、陶瓷、醫(yī)藥等行業(yè)的原料，質(zhì)量?jī)?yōu)于一級(jí)品的高純度氧化鋅是電子工業(yè)制造彩色顯像管和電力輸送中非線性電阻片必不可少的原料。
間接法氧化鋅的生產(chǎn)方法各不相同，第一種方法是采用將金屬鋅加熱重新熔化直至蒸發(fā)，在氧化爐中，呈蒸氣狀態(tài)的鋅被空氣中的氧氣氧化成為混有微粒氧化鋅的熱氣體，這種熱氣體經(jīng)過管道冷卻后，用布袋收集下來，即是氧化鋅產(chǎn)品，第二種方法是煉鋅廠生產(chǎn)間接法氧化鋅，是在火法冶煉工藝中，在鋅精餾塔的鋅蒸氣冷凝之前，設(shè)法使之氧化、冷卻并收集下來作為產(chǎn)品。這樣就把第一種方法中將金屬鋅加熱重新熔化、蒸發(fā)消耗的那部份能源全部節(jié)省了下來，從而降低了產(chǎn)品的成本，同時(shí)還可減少鐵路往返運(yùn)輸和費(fèi)用。
雖然金屬鋅在氣態(tài)下極易氧化，并放出大量的熱量，但目前火法煉鋅廠生產(chǎn)間接法氧化鋅所用的氧化室容積小，由于氣態(tài)鋅與空氣中氧的接觸時(shí)間短，混合不良，往往有少量氣態(tài)鋅未來得及氧化就變成了液態(tài)鋅，甚至固態(tài)鋅，導(dǎo)致氧化鋅品級(jí)率(一級(jí)品氧化鋅占管道內(nèi)沉積的氧化鋅和從布袋收集下來氧化鋅總量的重量百分?jǐn)?shù))下降，另外由于在氧化室出口和氣體分配箱之間采用水平管道冷卻，在氣體流動(dòng)過程中微粒氧化鋅會(huì)沉積下來，從而改變管道自由截面積，導(dǎo)致氣體流動(dòng)速度的波動(dòng)，進(jìn)而使產(chǎn)品的品級(jí)率下降。對(duì)于采用風(fēng)機(jī)的機(jī)械通風(fēng)流程，由于風(fēng)機(jī)進(jìn)口、出口經(jīng)常堵塞、風(fēng)機(jī)葉片粘結(jié)上氧化鋅，必須經(jīng)常清理，勞動(dòng)條件差，不僅帶入周圍環(huán)境中的雜質(zhì)使產(chǎn)品受污染，而且風(fēng)機(jī)抽力變動(dòng)還會(huì)導(dǎo)致空氣量、氣體流速、爐溫、停留時(shí)間的波動(dòng)而出次品氧化鋅，還要消耗電能。因此，目前生產(chǎn)間接法氧化鋅一級(jí)品品級(jí)率只有80～92％，影響了它的應(yīng)用，降低了經(jīng)濟(jì)效益。
本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種生產(chǎn)間接法氧化鋅的裝置特別是提供一種在火法冶煉工藝中能生產(chǎn)高品級(jí)率間接法氧化鋅的裝置。
本實(shí)用新型所述的生產(chǎn)高品級(jí)率間接法氧化鋅的裝置包括鋅精餾塔1、溜槽2、鋅蒸氣分配室3、鋅蒸氣噴嘴4、空氣進(jìn)口5、沉降斗8、氣體分配箱9、布袋10、螺旋運(yùn)輸機(jī)11、氧化鋅斗12。其特征是有容積足夠大的氧化室，在氧化室出口與氣體分配箱之間有人字型管道7，裝置內(nèi)空氣進(jìn)口5與布袋入口之間有一定的位差，裝置內(nèi)氣體與外界空氣之間有一定溫差。
本實(shí)用新型所述的生產(chǎn)高品級(jí)率間接法氧化鋅裝置，其中的氧化爐由鋅蒸氣分配室3和氧化室6兩部分組成，是火法煉鋅工藝中常規(guī)冶金爐，由耐火磚、碳化硅磚、保溫磚等耐火材料砌筑而成，其中氧化室6要有足夠大的容積，每日、每產(chǎn)一噸氧化鋅容積不能小于1立方米。來自鋅精餾塔的鋅蒸氣經(jīng)溜槽2進(jìn)入鋅蒸氣分配室3，再通過鋅蒸氣噴嘴4均勻地進(jìn)入氧化室，在氧化室6中被從空氣進(jìn)口5進(jìn)入氧化室6的空氣中的氧氣氧化生成氧化鋅，由于氧化室6容積足夠大，鋅蒸氣能與氧氣充分混合有足夠的反應(yīng)時(shí)間以確保鋅的完全氧化。
本實(shí)用新型所述的裝置，聯(lián)接于氧化室出口與氣體分配箱之間的管道采用人字型管道，每直段人字型管道中心線與水平面間的夾角在55～90度之間，可按設(shè)備的平面位置、冷卻面積需要選用其中任意的角度(當(dāng)需要應(yīng)用90度時(shí)，則成U型管道)。在人字形管道下部交叉的位置設(shè)有沉降斗用以收集在管道內(nèi)沉集下來的氧化鋅粉，由于管道有一定的斜度，粘附于人字型管道內(nèi)壁的氧化鋅粉厚度很穩(wěn)定，使系統(tǒng)阻力穩(wěn)定，這樣管道內(nèi)氣體的流動(dòng)狀況不因?yàn)檠趸\粉的沉集而受到影響，保證了氣流在管道中的穩(wěn)定流動(dòng)，有利于獲得穩(wěn)定的過?？諝饬浚寡趸^程和冷卻過程均能穩(wěn)定順利地進(jìn)行，從而生產(chǎn)出具有高品級(jí)率的氧化鋅。
人字型管道根據(jù)不同的冷卻要求可采用厚度為0.75－4毫米的各種金屬材料如不銹鋼、鋁、普通鋼等板材制作，管徑、管長(zhǎng)可按所需冷卻面積及裝置內(nèi)氣體流速來選定，以確保含氧化鋅的氣體在進(jìn)入布袋前溫度降至160℃左右。
為了使氣體溫度不致過快地降下來，緊接氧化室出口的一段人字型管道采用厚度為4毫米的普通鋼板制作，在這段管道內(nèi)，氣體的溫度保持不低于鋅的熔點(diǎn)420℃，確保鋅蒸氣有足夠長(zhǎng)的氧化時(shí)間，在這段時(shí)間內(nèi)鋅蒸氣得到完全的氧化。其余部分管道可采用較薄板材制作。
本實(shí)用新型所述的裝置內(nèi)由于空氣進(jìn)口與布袋入口之間有一定的位差，裝置內(nèi)氣體與外界空氣之間有一定的溫差，因此本系統(tǒng)不設(shè)風(fēng)機(jī)，采用自然抽風(fēng)作業(yè)，氣體流動(dòng)的動(dòng)力就來自于上述的自然抽力。生產(chǎn)時(shí)通過控制空氣進(jìn)口開度的大小來調(diào)節(jié)空氣進(jìn)入量，在調(diào)節(jié)空氣進(jìn)入量的同時(shí)也就實(shí)現(xiàn)了對(duì)裝置抽力的調(diào)節(jié)，正常操作時(shí)以空氣進(jìn)口不出現(xiàn)正壓為準(zhǔn)。采用這種自然抽風(fēng)操作，能夠穩(wěn)定地控制進(jìn)入裝置的空氣量，使裝置內(nèi)氣流處于穩(wěn)定流動(dòng)狀態(tài)，有利于生產(chǎn)高品級(jí)率的氧化鋅，不會(huì)象采用風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制抽風(fēng)那樣，由于抽力不易調(diào)節(jié)而抽入較多的帶雜質(zhì)的空氣，污染產(chǎn)品，也不會(huì)由于停電和風(fēng)機(jī)抽力的波動(dòng)導(dǎo)致空氣量、爐溫、停留時(shí)間的波動(dòng)而減少一級(jí)品氧化鋅產(chǎn)出的可能性。節(jié)省了采用風(fēng)機(jī)消耗的電能。在初投產(chǎn)時(shí)，由于不存在溫差，系統(tǒng)尚沒有自然抽力，所以在開始生產(chǎn)時(shí)用一臨時(shí)風(fēng)機(jī)產(chǎn)生抽力，當(dāng)裝置內(nèi)達(dá)到要求的溫差后，即產(chǎn)生了自然抽力，再停止使用電機(jī)，轉(zhuǎn)入靠自然抽風(fēng)的正常生產(chǎn)。
本實(shí)用新型所提供的生產(chǎn)高品級(jí)率間接法氧化鋅裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1、由于本裝置中含氧化鋅的氣體流動(dòng)系利用進(jìn)出口的位差和裝置內(nèi)外的溫差產(chǎn)生的自然抽力代替風(fēng)機(jī)抽吸，故省去了風(fēng)機(jī)，這不僅減少了能耗，簡(jiǎn)化了操作，改善了勞動(dòng)條件，并且避免了空氣中帶入的雜質(zhì)對(duì)產(chǎn)品的污染，而導(dǎo)致的產(chǎn)品降級(jí)；由于風(fēng)機(jī)抽力變動(dòng)會(huì)引起空氣量、爐溫的波動(dòng)而導(dǎo)致一級(jí)品氧化鋅產(chǎn)出的減少，一旦停電或風(fēng)機(jī)故障還會(huì)引起停產(chǎn)，本裝置采用自然抽力可確保氣體穩(wěn)定流動(dòng)和必需的停留時(shí)間，使生產(chǎn)穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
2、本裝置生產(chǎn)的間接法氧化鋅質(zhì)量不僅符合中華人民共和國(guó)(GB3185－82)一級(jí)品的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，可作為油漆、橡膠、陶瓷、醫(yī)藥等行業(yè)的原料，其純度遠(yuǎn)優(yōu)于上述國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，故也是電子工業(yè)制作彩色顯像管和電力輸送中非線性電阻片的必不可少的原料。
3、本裝置生產(chǎn)間接法氧化鋅品級(jí)率大于92％。
提高生產(chǎn)間接法氧化鋅的品級(jí)率在經(jīng)濟(jì)上有明顯的效益。例如目前一級(jí)品氧化鋅和三級(jí)品氧化鋅的售價(jià)分別為3200元／噸和2800元／噸，若把氧化鋅的品級(jí)率由90％提高到99％。則每生產(chǎn)一噸氧化鋅增加的經(jīng)濟(jì)效益為36元。
另外，由于市場(chǎng)上對(duì)三級(jí)氧化鋅的需求量很少，因此，提高氧化鋅的品級(jí)率還有一定的社會(huì)效益。
本實(shí)用新型所提供的生產(chǎn)高品級(jí)率間接法氧化鋅裝置的示意圖。見附圖。
圖中1－鋅精餾塔，2－溜槽，3－鋅蒸氣分配室，4－鋅蒸氣噴咀，5－空氣進(jìn)口，6－氧化室，7－人字型管道，8－沉降斗，9－氣體分配箱，10－布袋，11－螺旋運(yùn)輸機(jī)，12－氧化鋅斗。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本裝置。
本實(shí)用新型所提供生產(chǎn)高品級(jí)率間接法氧化鋅的裝置包括鋅精餾塔1、溜槽2、鋅蒸氣分配室3、鋅蒸氣噴咀4、空氣進(jìn)口5、氧化室6、人字型管道7、沉降斗8、氣體分配箱9、布袋10、螺旋運(yùn)輸機(jī)11、氧化鋅斗12。
從鋅精餾塔1出來的氣態(tài)鋅經(jīng)溜槽2進(jìn)入鋅蒸氣分配室3、經(jīng)過鋅蒸氣噴咀4進(jìn)入氧化室6、在此與通過空氣進(jìn)口5進(jìn)入氧化室的空氣混合，此時(shí)氣態(tài)鋅與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)，將鋅氧化成氧化鋅，由于空氣進(jìn)口與布袋入口之間的位差及裝置內(nèi)氣體溫度與外界溫度之間的溫差所產(chǎn)生的自然抽力使這些含有氧化鋅的熱氣體以穩(wěn)定的流速經(jīng)人字型管道7冷卻，然后通過氣體分配箱9進(jìn)入布袋10，在此將氧化鋅產(chǎn)品收集下來，此時(shí)得到的即為產(chǎn)品——間接法氧化鋅。產(chǎn)品經(jīng)氧化鋅斗8排出，尾氣由布袋過濾排出。產(chǎn)品氧化鋅用螺旋運(yùn)輸機(jī)送出裝置外裝袋。
在火法煉鋅工藝中設(shè)置一套本實(shí)用新型所述的生產(chǎn)高品級(jí)率間接法氧化鋅的裝置。該裝置可日產(chǎn)氧化鋅16噸、氧化爐呈圓型，內(nèi)徑3米、高3.7米、分兩層，上層為氧化室，其高為2.3米，下層為鋅蒸氣分配室，兩層間用半徑為3.5米的球型拱頂隔開，在球型拱頂上距內(nèi)壁300毫米等距離設(shè)置16個(gè)直徑為100毫米的噴咀，緊靠球型拱頂?shù)纳喜块_有16個(gè)230×230毫米的空氣進(jìn)口，空氣進(jìn)口設(shè)門，以便調(diào)整進(jìn)氣量，聯(lián)接于氧化室與氣體分配箱之間的管道呈人字型，每段人字型管道中心線與水平面之夾角為55－90度，管道直徑為2米，長(zhǎng)110米，用厚2毫米的普通鋼板制做，其中緊接氧化室的一段人字型管道是用厚4毫米的鋼板制做，沉降斗與氧化鋅斗用1.5－4毫米不銹鋼板制造。本裝置共有384條布袋，每條布袋直徑為270毫米，有效過濾長(zhǎng)度是12米，布袋上部1米用滌綸絨布制作，其余用白布制作。每組布袋下部等距離設(shè)置氧化鋅斗，鋅蒸氣分配室保持正壓，裝置中氣體借氣體進(jìn)口與布袋入口的位差和裝置內(nèi)外溫差產(chǎn)生的自然抽力流動(dòng)，在緊接氧化室的一段人字型管道中，溫度維持在420℃以上，再經(jīng)后一段人字型管道冷卻，至180℃以下通過氣體分配箱進(jìn)入布袋，落入到氧化鋅斗的微粒氧化鋅即是產(chǎn)品——間接法氧化鋅，用本裝置所生產(chǎn)出的氧化鋅品級(jí)率大于99％。
在其他條件相同情況下，人字型管道與水平面之夾角為60°、75°、90°(即U型管)，管道用壁厚為0.75——4毫米不銹鋼、鋁、普通鋼板制作本裝置時(shí)，也能生產(chǎn)出品級(jí)率大于99％的間接法氧化鋅。
權(quán)利要求
1.一種用于生產(chǎn)間接法氧化鋅的裝置包括鋅精餾塔、溜槽、鋅蒸氣分配室、鋅蒸氣噴嘴、空氣進(jìn)口、沉降斗、氣體分配箱、布袋、螺旋運(yùn)輸機(jī)、氧化鋅斗，其特征是有容積足夠大的氧化室，在氧化室出口與氣體分配箱之間有人字型管道，空氣進(jìn)口與布袋入口之間有一定的位差，裝置內(nèi)氣體與外界空氣之間有一定的溫差。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征是氧化室的容積每日、每產(chǎn)1噸氧化鋅不能小于1立方米。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征是每直段人字型管道中心線與水平面間的夾角為55－90度。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的裝置其特征是人字型管道采用厚度為0.75～4毫米的不銹鋼板、鋁板、普通鋼板制作。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的裝置，其特征是人字型管道緊接氧化室的一段采用4毫米厚的普通鋼板制作。
專利摘要
本實(shí)用新型涉及一種生產(chǎn)間接法氧化鋅的裝置，特別是在火法煉鋅的精鎦工藝中直接生產(chǎn)高品級(jí)率間接法氧化鋅的裝置，其特點(diǎn)是采用大容積的氧化室、人字型管道，裝置內(nèi)氣體靠位差和溫差產(chǎn)生的自然抽力流動(dòng)。本裝置適用于在火法煉鋅的精鎦工藝中生產(chǎn)一級(jí)品品級(jí)率大于99％的間接法氧化鋅，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。用本裝置生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量超過國(guó)家一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)。廣泛用于油漆、橡膠、陶瓷、醫(yī)藥行業(yè)，也是彩色顯像管和非線性電阻片的生產(chǎn)原料。
文檔編號(hào)C01G9/03GK87204984SQ87204984
公開日1988年2月24日 申請(qǐng)日期1987年3月30日
發(fā)明者李永立 申請(qǐng)人:葫蘆島鋅廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan