[發明專利]一種新型隧道式窯爐分級生產直接法氧化鋅的設備及方法

在審

• 申請號: 201810641998.1
• 申請日: 2018-06-21
• 公開（公告）號: CN108759461A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 梁峰;俞金長;李天朝;蔡錦華
• 申請（專利權）人: 赫章縣金川鋅業有限公司
• 主分類號: F27B9/02
• 分類號: F27B9/02;F27B9/24;F27B9/30;F27B9/36;C01G9/03
• 代理公司: 貴陽春秋知識產權代理事務所(普通合伙) 52109
• 代理人: 楊云

本發明一種新型隧道式窯爐分級生產直接法氧化鋅的設備，包括隧道式窯體、爐排、加熱裝置、自動加煤裝置、自動加料裝置、鼓風系統、初級氧化鋅冷卻收塵系統、高級氧化鋅冷卻收塵系統、渣鋅回收及二級氧化鋅收塵系統、出渣系統，所述隧道式窯體(1)采用半圓拱頂結構，由底煤加熱段(3)、初級氧化鋅冶煉段(4)、高級氧化鋅冶煉段(5)、殘留鋅回收和二級氧化鋅段(6)四段組成，段與段之間采用隔斷(7)密封；另外自動加煤裝置(12)設在底煤加熱段(3)的左端部；自動加料裝置(13)設在初級氧化鋅冶煉段(4)上端部；出渣系統(14)設在殘留鋅回收和二級氧化鋅段(6)的尾部，構成了完整的生產線。本發明具備韋氏爐生產的直接法氧化鋅等級高、品質好的優點，又能克服韋氏爐間斷生產的低效率的缺點。

技術領域

本發明屬于有色金屬冶煉領域，具體涉及一種新型隧道式窯爐分級生產直接法氧化鋅的設備及方法。

背景技術

直接法氧化鋅是以鋅焙砂和鋅礦原料直接通過火法經還原和氧化等反應過程冶煉而來；與之相對應的是間接法氧化鋅，則是先將鋅焙砂和鋅礦冶煉成鋅錠，由鋅錠加熱熔煉蒸發氧化而來，由于經過中間的冶煉過程，故稱之為間接法。

直接法氧化鋅冶煉過程的主要化學反應如下：

（1）還原反應總過程：

ZnO(s)+CO(g)=Zn(g)+CO₂(g) －70.06kJ ……………(a)

CO₂(g)+C(s)=2CO(g) －157.63kJ ……………………(b)

(a)+(b)得：ZnO(s)+C(s)=Zn(g)+CO(g) －227.69kJ …(c)

（2）氧化反應過程：

Zn(g) + O₂(g)=ZnO(s) +227.69kJ 。

目前，直接法生產氧化鋅的方法普遍采用韋氏爐生產法（圖3）和回轉窯生產法（圖4）兩種，一直以來，高等級直接法氧化鋅是以鋅焙砂為原料采用韋氏爐生產線冶煉生產的，韋氏爐是一種反射爐，由爐膛、氧化室、氧化孔、清理門、煙巷、清理門、聚塵室、清理門、布袋室、風機和煙囪等部分構成的（如圖3），其操作為間歇型，操作為人工操作，每個爐門配備一個爐工，勞動強度大，熱輻射嚴重，爐工一般為男性強壯青年勞力，由于受人力能力條件的限制，目前以爐膛面積12平方米和10平方米最為常見，生產是以球團為原料，無煙塊煤作燃料（底煤）。現以爐膛面積1 2平方米的韋氏爐生產線為例說明工藝過程和技術經濟指標，使用含鋅物料和無煙煤為原料，加入輔料石灰作為粘接劑、造渣劑和固硫劑，經制團系統混料、壓制成球團，球團晾干至含水分8%左右即可生產。先由人工加入燃料底煤600公斤，投底煤時間約5分鐘，關閉爐門，待燃燒后，即可鼓風，使其赤熱，時間約需20分鐘；然后由人工將團礦均勻投放爐內，每爐投料2.7噸左右，時間約需15分鐘，鼓風放廢氣5－12分鐘，盡可能將爐料中的水分及低沸點雜質驅除干凈，以免影響產品質量；廢氣放完后，開動引風機，關閉爐門，將閘板緩緩升起，即進入正式冶煉期；面對氧化室觀察氧化孔，從一邊氧化孔可以看透另一邊，即可結束冶煉，冶煉期大約110至120分鐘，停鼓風機和引風機，人工使用撬棍撬渣并耙出爐渣，人工耙渣時間約15分鐘，至此整個冶煉過程為一爐；接著加入燃料底煤，進入下一個冶煉周期（即下一爐），每天最多可生產九爐。韋氏爐生產運行需要較多的勞動力，每班冶煉三爐，每班需要爐工4人，布袋工1人、產品裝包工6人、制團工8人，每班共計需要生產工人19人。韋氏爐生產效率低，對勞動力的體力和耐熱要求高，但生產的產品品質好，等級高，使用高溫鋅焙砂生產直接法氧化鋅含量可以達到99.5%，產品達到GB/T3494-1995產品牌號ZnO-X1、ZnO-X2和ZnO-T1、ZnO-T2的要求。