一种新型隧道式窑炉分级生产直接法氧化锌的设备及方法技术

本发明专利技术一种新型隧道式窑炉分级生产直接法氧化锌的设备，包括隧道式窑体、炉排、加热装置、自动加煤装置、自动加料装置、鼓风系统、初级氧化锌冷却收尘系统、高级氧化锌冷却收尘系统、渣锌回收及二级氧化锌收尘系统、出渣系统，所述隧道式窑体(1)采用半圆拱顶结构，由底煤加热段(3)、初级氧化锌冶炼段(4)、高级氧化锌冶炼段(5)、残留锌回收和二级氧化锌段(6)四段组成，段与段之间采用隔断(7)密封；另外自动加煤装置(12)设在底煤加热段(3)的左端部；自动加料装置(13)设在初级氧化锌冶炼段(4)上端部；出渣系统(14)设在残留锌回收和二级氧化锌段(6)的尾部，构成了完整的生产线。本发明专利技术具备韦氏炉生产的直接法氧化锌等级高、品质好的优点，又能克服韦氏炉间断生产的低效率的缺点。

A new type of tunnel kiln classification production direct method Zinc Oxide equipment and method

The invention relates to a new type of tunnel kiln grading equipment for producing direct zinc oxide, including tunnel kiln body, grate, heating device, automatic coal feeding device, automatic feeding device, blast system, primary zinc oxide cooling and dust collecting system, advanced zinc oxide cooling and dust collecting system, slag zinc recovery and secondary zinc oxide dust collecting system. The tunnel kiln body (1) adopts a semi-circular dome structure, which consists of four sections: bottom coal heating section (3), primary zinc oxide smelting section (4), advanced zinc oxide smelting section (5), residual zinc recovery and secondary zinc oxide section (6), with partition (7) sealing between sections; and the automatic coal feeding device (12) is located in bottom coal heating section (3). The automatic feeding device (13) is located at the upper end of the primary zinc oxide smelting section (4), and the slag discharging system (14) is located at the tail of the residual zinc recovery and the secondary zinc oxide section (6), thus forming a complete production line. The invention has the advantages of high grade and good quality of direct zinc oxide produced by Wechsler furnace, and can overcome the shortcomings of low efficiency of intermittent production of Wechsler furnace.

【技术实现步骤摘要】
一种新型隧道式窑炉分级生产直接法氧化锌的设备及方法
本专利技术属于有色金属冶炼领域，具体涉及一种新型隧道式窑炉分级生产直接法氧化锌的设备及方法。
技术介绍
直接法氧化锌是以锌焙砂和锌矿原料直接通过火法经还原和氧化等反应过程冶炼而来；与之相对应的是间接法氧化锌，则是先将锌焙砂和锌矿冶炼成锌锭，由锌锭加热熔炼蒸发氧化而来，由于经过中间的冶炼过程，故称之为间接法。直接法氧化锌冶炼过程的主要化学反应如下：（1）还原反应总过程：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）氧化反应过程：Zn(g)+O2(g)=ZnO(s)+227.69kJ。目前，直接法生产氧化锌的方法普遍采用韦氏炉生产法（图3）和回转窑生产法（图4）两种，一直以来，高等级直接法氧化锌是以锌焙砂为原料采用韦氏炉生产线冶炼生产的，韦氏炉是一种反射炉，由炉膛、氧化室、氧化孔、清理门、烟巷、清理门、聚尘室、清理门、布袋室、风机和烟囱等部分构成的（如图3），其操作为间歇型，操作为人工操作，每个炉门配备一个炉工，劳动强度大，热辐射严重，炉工一般为男性强壮青年劳力，由于受人力能力条件的限制，目前以炉膛面积12平方米和10平方米最为常见，生产是以球团为原料，无烟块煤作燃料（底煤）。现以炉膛面积12平方米的韦氏炉生产线为例说明工艺过程和技术经济指标，使用含锌物料和无烟煤为原料，加入辅料石灰作为粘接剂、造渣剂和固硫剂，经制团系统混料、压制成球团，球团晾干至含水分8%左右即可生产。先由人工加入燃料底煤600公斤，投底煤时间约5分钟，关闭炉门，待燃烧后，即可鼓风，使其赤热，时间约需20分钟；然后由人工将团矿均匀投放炉内，每炉投料2.7吨左右，时间约需15分钟，鼓风放废气5－12分钟，尽可能将炉料中的水分及低沸点杂质驱除干净，以免影响产品质量；废气放完后，开动引风机，关闭炉门，将闸板缓缓升起，即进入正式冶炼期；面对氧化室观察氧化孔，从一边氧化孔可以看透另一边，即可结束冶炼，冶炼期大约110至120分钟，停鼓风机和引风机，人工使用撬棍撬渣并耙出炉渣，人工耙渣时间约15分钟，至此整个冶炼过程为一炉；接着加入燃料底煤，进入下一个冶炼周期（即下一炉），每天最多可生产九炉。韦氏炉生产运行需要较多的劳动力，每班冶炼三炉，每班需要炉工4人，布袋工1人、产品装包工6人、制团工8人，每班共计需要生产工人19人。韦氏炉生产效率低，对劳动力的体力和耐热要求高，但生产的产品品质好，等级高，使用高温锌焙砂生产直接法氧化锌含量可以达到99.5%，产品达到GB/T3494-1995产品牌号ZnO-X1、ZnO-X2和ZnO-T1、ZnO-T2的要求。生产直接法氧化锌的另一种方法回转窑生产法，如图4，回转窑是对散装或者浆状物料进行加热处理的热工设备，属于回转窑圆筒类设备，广泛应用于有色冶金、黑色冶金、化工、水泥、耐火材料、石灰等工业部门，在锌冶炼行业主要用于材料烘干、焙烧、富集有价金属和生产低等级的次氧化锌上。其技术原理及工艺过程：首先将含锌物料与煤按一定比例混合，混合料输送到窑尾，通过回转窑的不断转动进入窑尾的混合料不停地进入烘干和预热段，然后进入中温段，最后进入高温段。窑子不停转动，锌及其他金属发生还原反应和氧化反应过程，随着窑内的引风和鼓风，氧化烟气逆向进入中温段、预热段、沉降室，经过表面冷却后，在脉冲袋式沉降室沉降，即为次氧化锌产品。此法生产能力强，处理量大，生产效率高，生产成本低，在工艺上用料和配料上与韦氏炉相同，但此生产过程又无法象韦氏炉那样在冶炼期前期排废气5～12分钟，无烟煤及球团中的水分、灰分、挥发分及其他杂质除了少部分由布袋后排出，大部分进入产品，从而降低产品的等级，颜色差（白度低），而且此种生产方式在窑头需要鼓风助燃，又将产生扬尘，部分细颗粒扬尘进入产品，影响产品质量，盐酸不溶物等杂质高，产品的化学成分和各项技术指标将难以达到相应的国家标准，直接影响产品的品质。一般情况下使用与所述韦氏炉生产线一样的高温锌焙砂和无烟煤为原料，产品最高能达到氧化锌含量95%，只能用于电解锌、硫酸锌等的冶炼及综合回收或者低端的陶瓷和橡胶行业，影响产品的附加值和使用范围。以上两种方法有许多缺点，例如：使用所述的韦氏炉生产线生产高等级直接法氧化锌，虽然可以实现制造高等级的直接法氧化锌的生产目标，但其生产方式为间歇操作型，劳动强度大，热辐射大，对劳动力的要求高，受人力能力的影响，按12平方米炉膛面积的韦氏炉，每炉投料最多达到2.7吨，每天九炉24.3吨，人均投料量0.142吨，锌的直接回收率小于90%，日产直接法氧化锌小于8吨，人均班产量小于0.14吨氧化锌，生产效率低，生产成本高。受人为操作的影响，投料及耙渣的质量普遍存在不稳定的情况，有时投进的底煤不均匀和团矿成堆，耙渣也会不干净，造成冶炼过程不稳定，极易造成产品回收率下降和产品质量下降。使用所述的回转窑生产线生产直接法氧化锌，生产为连续型，可以克服韦氏炉生产线处理量小、生产效率低、生产成本高的缺点，但生产的产品质量差，产品氧化锌品位低、颜色差，产品只能作为初级原料，无法作为化工产品直接用于陶瓷橡胶等行业，此法与传统的韦氏炉相比只是提高生产效率，产品质量等级比韦氏炉生产线生产的低，只能生产低等级的次氧化锌，煤耗及其他辅料如石灰等的耗用一样。所以用于生产直接法氧化锌尤其是高等级氧化锌，此法有非常明显的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种新型隧道式窑炉分级生产直接法氧化锌的设备及方法，其主要特点：提供一种实现高效连续生产而不同于韦氏炉生产法的间断低效生产过程的直接法高等级氧化锌生产方法，提供一种实现产品高品质生产而不同于回转窑生产法生产产品低品质的直接法高等级氧化锌生产方法，提供一种高回收率的分级收尘的直接法氧化锌生产方法；本专利技术的窑炉是一种不同于隧道窑、辊道窑、链条炉、链排炉等冶金窑炉的新型的隧道式窑炉，生产线由隧道式窑体、炉排、加热装置、自动加煤装置、自动加料装置、鼓风系统、初级氧化锌冷却收尘系统、高级氧化锌氧化冷却收尘系统、渣锌回收及二级氧化锌收尘系统、出渣系统组成的；此方法是一种实现高效低成本生产优质的直接法氧化锌产品的新方法。本专利技术的目的及解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的：一种新型隧道式窑炉分级生产直接法氧化锌的设备，其特征在于：包括隧道式窑体1、炉排2、加热装置16、自动加煤装置12、自动加料装置13、鼓风系统17、初级氧化锌冷却收尘系统、高级氧化锌冷却收尘系统、渣锌回收及二级氧化锌收尘系统、出渣系统14，其特征是：隧道式窑体1采用半圆拱顶结构，由底煤加热段3、初级氧化锌冶炼段4、高级氧化锌冶炼段5、残留锌回收和二级氧化锌段6四段组成，段与段之间采用隔断7密封；底煤加热段3开有排烟口8，与尾气处理系统相连；初级氧化锌冶炼段4开设连接口与连接过道A9，与初级氧化锌冷却收尘系统相连；高级氧化锌冶炼段5开设连接口10，与氧化室和冷却收尘系统相连；残留锌回收和二级氧化锌冶炼段6开设连接口与连接过道B11，与二级氧化锌本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型隧道式窑炉分级生产直接法氧化锌的设备，其特征在于：包括隧道式窑体(1)、炉排(2)、加热装置(16)、自动加煤装置(12)、自动加料装置(13)、鼓风系统(17)、初级氧化锌冷却收尘系统、高级氧化锌冷却收尘系统、渣锌回收及二级氧化锌收尘系统、出渣系统(14)，其特征是：隧道式窑体(1)采用半圆拱顶结构，由底煤加热段(3)、初级氧化锌冶炼段(4)、高级氧化锌冶炼段(5)、残留锌回收和二级氧化锌段(6)四段组成，段与段之间采用隔断(7)密封；底煤加热段(3)开有排烟口(8)，与尾气处理系统相连；初级氧化锌冶炼段(4)开设连接口与连接过道A(9)，与初级氧化锌冷却收尘系统相连；高级氧化锌冶炼段(5)开设连接口(10)，与氧化室和冷却收尘系统相连；残留锌回收和二级氧化锌冶炼段(6)开设连接口与连接过道B(11)，与二级氧化锌冷却收尘系统相连；另外自动加煤装置(12)设在底煤加热段(3)的左端部；自动加料装置(13)设在初级氧化锌冶炼段(4)上端部；出渣系统(14)设在残留锌回收和二级氧化锌段(6)的尾部，构成了完整的生产线。

【技术特征摘要】
1.一种新型隧道式窑炉分级生产直接法氧化锌的设备，其特征在于：包括隧道式窑体(1)、炉排(2)、加热装置(16)、自动加煤装置(12)、自动加料装置(13)、鼓风系统(17)、初级氧化锌冷却收尘系统、高级氧化锌冷却收尘系统、渣锌回收及二级氧化锌收尘系统、出渣系统(14)，其特征是：隧道式窑体(1)采用半圆拱顶结构，由底煤加热段(3)、初级氧化锌冶炼段(4)、高级氧化锌冶炼段(5)、残留锌回收和二级氧化锌段(6)四段组成，段与段之间采用隔断(7)密封；底煤加热段(3)开有排烟口(8)，与尾气处理系统相连；初级氧化锌冶炼段(4)开设连接口与连接过道A(9)，与初级氧化锌冷却收尘系统相连；高级氧化锌冶炼段(5)开设连接口(10)，与氧化室和冷却收尘系统相连；残留锌回收和二级氧化锌冶炼段(6)开设连接口与连接过道B(11)，与二级氧化锌冷却收尘系统相连；另外自动加煤装置(12)设在底煤加热段(3)的左端部；自动加料装置(13)设在初级氧化锌冶炼段(4)上端部；出渣系统(14)设在残留锌回收和二级氧化锌段(6)的尾部，构成了完整的生产线。2.如权利要求1所述的一种新型隧道式窑炉分级生产直接法氧化锌的设备，其特征在于：所述炉排(2)由电机、减速机及链轮传动装置(15)驱动匀速运行。3.如权利要求1所述的一种新型隧道式窑炉分级生产直接法氧化锌的设备，其特征在于：所述底煤加热段(3)、初级氧化锌冶炼段(4)、高级氧化锌冶炼段(5)、残留锌回收和二级氧化锌段(6)各段长度根据加热或者冶炼所需时间与炉排运行速度计算。4.如权利要求1-3之一所述的一种新型隧道式窑炉分级生产直接法氧化锌的设备所用的方法，其特征在于：包括底煤加热工序、初级氧化锌冶炼工序、高级氧化锌冶炼工序、残留锌回收和二级氧化锌冶炼工序，物料随着炉排的匀速运动而连续按顺序进入各个工序，完成整个生产过程，具体地：底煤加热工序：自动加煤装置将小粒煤均匀平铺在炉排表面，由煤气或者天然气...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁峰，俞金长，李天朝，蔡锦华，
申请(专利权)人：赫章县金川锌业有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52