密闭式矿热电炉生产锌粉工艺及应用.pdf

5 0 有色金属 冶炼部分 2 0 0 7 年6 期 密闭式矿热电炉生产锌粉工艺及应用 沙涛 巴彦淖尔紫盎有色金属有限公司，内蒙古巴彦淖尔0 1 5 5 4 3 摘要介绍了矿热电炉生产锌粉的工艺特点，主要工艺设备特点丑设备技术特征，以厦实际生产的应用 效果。 关键词矿热电炉；锌粉；工艺；设备；应用 中国分娄号T F 1 3文献标识码A文章编号1 0 0 7 - - 7 5 4 5 IZ 0 0 7 1 0 6 - - 0 0 5 0 - - 0 5 T h eP r o c e s sa n dA p p l i c a t i o no fZ i n cP o w d e rP r e p a r e db yA i r - p r o o f S u b m e r g e dA r cF u r n a c e S H A T a o B a y a n n a o e tZ i i i nN o n f e r r o u sC o ．．L t d ，B A y a n 埘o e r0 1 5 5 4 5 ．C h i n a A b s t r a c t T h ec h a r a c t e r i s t i c ，e q u i p m e n ta n dt e c h n o l o g yo fp r e p a r i n gz i n cp o w d e ru s i n ga i r - p r o o fs u b m e r g e d a r cf u r n a c eared i s c u s s e d ，o i lt h eo t h e rh a n d 。t h ep l a n tp r a c t i c ei sa l s oi n t r o d u c e d ． K e y w o r d s A i r p r o o fs u b m e r g e darcf u r n a c e ；Z i n cp o w d e r ；P r o c e s s E q u i p m e n t ；A p p l i c a t i o n 目前，用于湿法炼锌流程中作为置换剂的锌粉 有电炉锌粉和吹制锌粉两种，而前者有逐步取代后 者的趋势。主要有以下两方面原因一方面，电炉锌 粉为古铅1 ％～4 蹦的合金锌粉，它比吹制锌粉活性 更好，单位电锌消耗锌粉较少；另一方面，大部分电 解锌厂都有锌浮渣等中问物料，可以用于直接生产 电炉锌粉，节省大量流动资金，降低生产成本。 1 工艺及主要工艺设备简介 1 ．1 工艺简介 电炉锌粉生产的特点是将较富的氧化锌精矿或 锌焙砂、碳质还原剂、熔荆。按冶炼要求的配料比均 匀混合．经回转干燥窑烘烤，电炉还原熔炼，使物料 中锌还原、挥发，脉石造渣熔化。还原的锌蒸汽随高 温烟气进人冷凝器- 急速冷却变为细粒锌粉被收集t 供湿法炼锌净化除去杂质或作为其它化工原料之 用。 在电炉熔炼过程中氧化锌被还原、并挥发成锌 作者简介抄褥 1 9 7 2 ，男．辽宁尢连人 蒸汽，反应方程式如下[ 卜” Z n 0 2 - C Z n C O z n O C 0 Z n C O 。十 C 0 2 C 2 C O 十 电炉锌粉生产工艺具有流程短，熔池温度容易 调节，烟气量小，热效率高的特点。制取的锌粉具有 粒度细，活性强，反应速度快，置换能力强等优点。 锌粉电炉的操作制度要求十分严格．整个工艺 特点是在隔绝空气的条件下进行。炉内控制微正压 操作，严禁负压操作，否则将会发生喷火现象．导致 锌粉质量降低，甚至发生爆炸事故。 1 ．2 工艺流程 图1 1 ．3 主要工艺设备介绍 1 ．3 ．I 配料系统 电炉炼锌原辅材料包括高温焙砂、锌浮渣、焦 炭、焦粉、石英、石灰等。在选择合适的渣型后，再据 此进行配料，以保证电炉稳定高产。 该系统包括三个主要部分为制粒系统、回转干 万方数据 塑璺竺里 塑堡竺竺 竺 竺 竺 燥窑及收尘系统、混料系统。主要设备包括配料仓、 配料称重皮带输送机、圆盘制粒机、回转干燥窑、烟 气沉降室、旋风收尘器、配料破碎机、料仓、配料称重 皮带输送机、大倾角皮带输送机、埋挂板输送机、斗 式提升机、储科仓、平板运输车等。 王埕照壁 盛越互趣互基翌堕簋捡 图1 工艺流程图 F i g ．1 F l o w s h e e to fp r o c e s s 该系统实现电能转换为热能和化学能。确保化 1 ．3 ．2 密团式矿热电炉熔炼系统学反应的连续进行和锌蒸汽的形成。高压电通过电 万方数据 5 2 有色金属 冶炼部分 2 0 0 7 年6 期 炉变压器转换成1 l O ～l S O V 低压电，再通过短网及 插人炉内的三根石墨电极导人炉内，当大电流在熔 渣内流动时产生大量电阻热能并伴随有部分电弧 能，确保加人物料的熔化，同时把氧化锌还原为金属 锌并蒸发为锌蒸汽。 该系统包括炉壳、电极夹持殛升降系统，砌体、 短网，低压配电及控制系统、加料系统、电炉变压器 及高压柜组成。 1 ．3 ．3 锌粉冷凝及收集系统 该系统实现含锌炉气的冷凝、锌粉的沉降和捕 集、定期出粉。电炉产生的含锌炉气经喉口流入冷 凝器，在冷凝器内快速冷凝成锌粉，大部分锌粉沉降 下来。少部分锌粉随炉气进人第一惯性分离器，其中 部分较大颗粒锌粉得以和炉气分离并沉降下来，炉 气随后进人第二惯性分离器进一步分离锌粉，含少 量锌微粉的炉气最后经布袋收尘后排人大气。 该系统包括锌粉玲凝器、惯性分离器、排气管 道、布袋收尘器和螺旋出粉机。 1 ．3 ．4 水系统 包括循环水系统及冲渣水系统。 循环水系统由冷却塔、水泵、管道、分水器、集水 器、阀门等组成。水泵把经冷却塔冷却、达到合格水 温后的水由冷水池经管道输送到分水器及备用水 点，实现炉壳的冷却、锌粉的冷凝等工艺过程；从各 用水点出来的热水顺着回流管道流回热水池，再由 热水泵输送到冷却塔进行冷却。 冲渣水系统由陶瓷泵、管道、阀门、喷嘴及冲渣 溜槽等组成。陶瓷泵把经过澄清池分离的水由管道 输送到高速喷嘴，把溜槽内的熔渣快速冲散、冷却后 流人渣池，渣池内的水经初步澄清后流人澄清池进 一步进行液固分离，再由陶瓷泵输送到高速喷嘴。 1 ．3 ．5 筛分系统 包括科斗、旋振筛、密封管道及阀门。可以把锌 粉筛分成多种规格，适合不同的冶炼工艺之用。 2 矿热电炉生产锌粉应用优化及效果 株洲火炬工业炉公司在宴际生产中．对炉体结 构进行了优化设计，炉盖采用新型优质浇注料整体 浇铸，不易剥落和开裂，密封性好；炉衬采用耐侵蚀 及冲刷性能良好的铬渣砖，可保证开炉成功及稳定 生产。单位产品实际电耗35 0 0 ～38 0 0k W h 。 锌粉品位高，一级粉率达9 0 ％以上。 玲凝器、惯性分离器、布袋收尘器采用星型排灰 阎出粉，出粉特别方便，同时不漏气；冷凝器、惯性分 离器、布袋收尘器之间的连接管道采用高温石棉橡 胶及粘接密封。 加料均可实现自动／手动加料} 采用制粒工艺， 便于控制反应速度，减少炉压波动．有利于生产控 制；可减少炉气带人冷凝器的粉尘，提高锌粉品位。 使人炉原料中锌浮渣比例提高到5 0 ％以上，可大量 消化电锌厂自产锌浮渣。降低流动资金占有。 在内蒙古已投产的三座20 0 0k V A 的矿热电 炉锌粉生产系统，目前运行良好．生产比较稳定，锌 粉有效锌平均达8 9 “以上，一级粉率达9 6 ％以上， 粒度分布0 ．1 1m m 目达9 0 “。电炉锌粉检测结 果如下 ％ Z n9 3 ．6 、P b2 ．0 6 、F e0 ．3 7 、S0 ．7 6 、 Z n O8 9 ．6 。 3 结论 矿热电炉生产的锌粉，能够完全满足湿法炼锌 生产工艺的中上清液净化工序需要；而且在湿法炼 锌的工厂，配套矿热电炉锌粉生产系统，可有效降低 生产成本，提高中上清液的净化效果；以年产l o 万 吨的电锌为例，年可创造价值在20 0 0 万元以上． 参考文献 E 1 ] 彭容秋锌冶金[ M ] ．长沙中南大学出版社，2 0 0 5 ． ．[ 2 ] 北京有色冶金设计研究总院，等．重有色盘属冶炼设计 手册铅锌铋卷[ M ] 北京冶金工业出版社，1 9 9 5 ． 万方数据