一种粗硒渣湿料真空熔炼设备制造技术

本发明专利技术涉及一种粗硒渣湿料真空熔炼设备，属冶金技术工程技术领域。本发明专利技术湿料真空熔炼设备由加热及温控装置、熔炼装置、加料装置、出料装置、搅拌装置、冷凝装置和真空系统组成，其中各装置间密封连接，以保证整个设备具有密封承压性。熔炼装置包括熔炼坩埚、炉盖和搅拌装置，熔炼坩埚与炉盖通过法兰连接，熔炼坩埚外壁设一层加热元件，通过加热及温控装置的电器控制系统控制熔炼坩埚内温度；炉盖上部设有可定时定量连续加料的加料装置，及放置于熔炼坩埚内部用于搅拌熔体的搅拌装置，炉盖上部开有导气口，熔炼装置通过导气管与冷凝装置连通；出料装置设于熔炼坩埚的下部外侧，包括出料管和出料阀门；冷凝装置由导气管、挡板、安全阀、放气阀、抽气口和排水阀构成；真空系统包括水环泵和抽气管道，真空系统通过抽气口和冷凝装置连接。

Vacuum melting equipment for coarse selenium slag wet material

The invention relates to a vacuum melting equipment for coarse selenium slag wet material, which belongs to the technical field of metallurgical technology engineering. The invention of wet material vacuum melting device by heating and temperature control device, melting device, a feeding device, a discharging device, a stirring device, a condensing device and vacuum system, wherein the device between the sealing connection, to ensure the sealing pressure of the whole equipment has. The melting device comprises a smelting crucible, a furnace cover and a stirring device, connected by a flange cover and smelting crucible furnace, smelting crucible wall with a layer of heating element, the electric control system to control the temperature of melting crucible heating and temperature control device; the upper part of the furnace cover is provided with a timing quantitative feeding device of continuous feeding, and placed in the smelting crucible the internal mixing device for mixing melt, the furnace cover is arranged at the upper part of the air guiding device, connected by melting guide pipe and condensing device; a feeding device is arranged on the outside of the lower part of the furnace, including a feed pipe and a discharge valve; condensing device is composed of a guide pipe, baffle, safety valve, discharge valve, suction and discharge valve a system includes a vacuum; water ring pumps and pumping pipeline, vacuum system connected by suction and condensing device.

【技术实现步骤摘要】
一种粗硒渣湿料真空熔炼设备
本专利技术涉及一种粗硒渣湿料真空熔炼设备，属冶金技术工程

技术介绍
硒是一种重要的半导体材料，熔点为221℃，沸点为685℃。硒在地壳中的丰度仅为0.05～0.09mg/kg，自然界中尚未发现有经济价值的单独硒矿床，硒通常伴生在铜、铅、镍等金属硫化矿中。硒的主要来源是重金属硫化矿冶炼时产生的副产品，而铜电解阳极泥和铜硫化矿的冶炼烟尘产硒量约占硒总产量的90％，其余的来自于铅、钴、镍精炼产出的焙砂以及硫酸生产的酸泥和生产制浆的洗涤泥中回收得到。铜电解阳极泥中提取硒的方法主要分为火法脱硒工艺及湿法脱硒工艺。常用的火法脱硒工艺有氧化焙烧法、苏打烧结法、硫酸化焙烧法、氯化法等。火法工艺的特点是通过氧化剂将硒元素氧化成易挥发的物质或者易溶于水的物质，然后控制条件使硒从物料中分离出来，其他元素继续留在物料中，达到分离硒的目的。目前常用的火法提取硒的方法是间断真空蒸馏的方法，所用设备为卧式蒸馏炉，工艺为：粗硒渣湿料—烘干—真空蒸馏—产品。将阳极泥得到的副产品通过挤压的方法获得含水在30％左右的粗硒渣湿料，得到的湿料先经过烘干得到密度为1.2g/cm3左右的干粉料，再用卧式真空炉蒸馏得到含碲的粗硒产品，之后再进一步除碲从而得到精硒，而金、银、铜、铅等富集到残留物中。此方法存在的弊端在于烘干段耗时长、耗能大、作业环境差，干燥后得到的原料密度小且呈粉状。当使用卧式真空炉蒸馏时，粉状原料在抽真空和加热过程中容易产生喷粉现象，喷溅出来的粉状物料会堵塞真空管路、污染冷凝室造成产品质量低，拆炉时造成作业环境差。干燥后的粗硒渣密度只有1.2g/cm3左右，粉状原料的性质决定了单台设备每次的处理量较少，使蒸馏段整体耗能大大增加。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种粗硒渣湿料真空熔炼设备。粗硒渣湿料在本专利技术设备中真空干燥、熔化、熔炼、真空脱气，以解决现有粗硒渣湿料单台设备产量低，作业环境差等问题。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术粗硒渣湿料真空熔炼包括加热及温控装置、加料装置、熔炼装置、搅拌装置、出料装置、冷凝装置、真空系统。熔炼装置外部设有加热及温控装置，熔炼装置上端设有加料装置和搅拌装置，熔炼装置下端设有出料装置，熔炼装置和冷凝装置通过导气管连接。各装置间密封连接保证整个设备具有密封承压性。所述加料装置设于炉盖上，加料装置(4)包括加料斗及内设的加料机构，通过内设加料机构实现在真空环境下定时定量连续加料，在真空熔炼过程可向熔炼坩锅(2)中不断加料；所述加料机构为翻转结构的机构、螺杆结构的机构以及具有定量加料功能结构的机构。所述熔炼装置包括熔炼坩埚、炉盖，熔炼坩埚和炉盖通过法兰连接。熔炼坩埚外部设一层加热元件，通过加热及温控装置的电器控制系统控制熔炼坩埚内温度。炉盖上设有可定时定量连续加料的加料装置，以及探入熔炼坩埚内部用于搅拌熔体的搅拌装置，熔炼装置通过导气管与冷凝装置连通。所述搅拌装置包括电机、减速机、连接轴和搅拌桨，所述搅拌桨探入熔炼坩埚内部以搅拌物料。所述出料装置设于熔炼坩埚的下部外侧，包括出料管和出料阀门。出料管前段有加热装置，接近出料阀门口处设有水套冷却装置。出料阀门利用硒熔体的粘性可与出料管形成密闭连接。所述冷凝装置包括导气管、挡板、安全阀、放气阀、抽气口、排水阀，安全阀和放气阀设于冷凝装置上部，抽气口设于冷凝装置远离导气管一侧，排水阀位于冷凝装置下部远离导气管一侧，挡板设于冷凝装置内部呈上下交错结构，构成用于改变气体流动方向的弯曲气路，蒸气通道为S型以提供热交换效率。所述真空系统包括水循环泵和抽气管道，通过抽气口和冷凝装置连接。本专利技术冷凝装置内部上下交错的挡板结构，构成用于改变气体流动方向的弯曲气路，保证气体在其内所走的通道为S形，既能保证最大的蒸汽接触面积又能阻断水蒸气中掺杂的硒蒸气随水蒸气向外排出，整个过程都在密闭空间内物料几乎无损失。冷凝装置上设置的安全阀能够保证生产的安全性，避免因水汽量过大而引起炉内过大产生正压。工作机理：硒能形成无定形和结晶形固体。无定形硒也叫“液态”硒，可分为粉状硒、玻璃体状硒和胶状硒，无固定熔点。无定形硒在40～50℃就开始软化，在100℃可以流动，在220℃变成液态。液态硒熔化后，可长时间保持可塑状态。熔融硒溶液快速冷却可形成无定形玻璃态硒。本专利技术针对含水硒渣中水份高、硒导热性差、比热小、易氧化、快速冷却时形成粘度高无定形硒的特性设有搅拌装置、真空系统、加热及温控装置、加料装置及冷凝装置。由于硒的比热小、导热性差、快速冷却时形成粘度高无定形硒的特性，当含水硒渣加入到硒熔体中时，由于物料温度低，水的热熔及汽化需要吸收大量的热，硒渣周围会形成一层无定形硒的包覆层，当加入的物料体积较大时，则会结成大块，使内部水份难以挥发，热量难以传到内部，会极大的降低生产效率。因此，本设备采用加料装置分段少量给料，同时带有搅拌装置，通过搅拌装置使后续加入的粗硒渣分散于已经熔化的硒熔体，形成大量小的包覆颗粒，增加硒渣与硒熔体的接触面。加料装置控制加料量，有利于防止硒溶液无定形化，从而使设备内部物料粘度急剧增大，从而使搅拌装置损坏。由硒的导热性差在搅拌装置的作用下，可加速加热装置的热量传到硒熔体中，再从硒熔体中传到硒渣原料中，从而提高传热效率。由于硒易氧化、硒渣中水份高、硒熔体容易包覆水蒸气及熔融硒熔体中盐类分解产生的易挥发性气体的特性。采用在真空系统使物料在真空状态下熔化，可防止硒的氧化，同时可降低水的蒸发温度。硒熔体容易包覆水蒸气及其它气体，在熔料装置中设置搅拌装置加速物料中气体的脱除速率，增加物料中的传质作用。由于硒渣中含有大量水份及其它气体，设置有真空系统、冷凝装置。通过真空系统和冷凝装置共同作用，有利于加速硒熔体中的水蒸气及其他易挥发性气体挥发，并易于对气体进行定向冷凝收集，有利于水的回收。由于水的存在也可使少量易挥发的氧化硒及其它有害氧化物得以很好的吸收，排出尾气达到环保要求。定期对冷凝水处理可回收溶解于水中的硒，硒基本无损失，硒回收率高。由于硒渣中含有大量水份及其它气体及熔化后硒的粘度高、比重轻、流动性小，硒渣中在熔炼过程产生的气体会分散在硒熔体中形成面包状，熔炼得到的硒熔体再通过真空蒸馏提纯。在真空蒸馏时由于硒熔体中存在大量气体，会减少物料装入量，同时会影响蒸馏效果，因此设置搅拌装置、真空系统、加热装置。通过加热装置使物料达到一定温度从而降低物料的粘度，使硒熔体内部气体易于扩散，同时在搅拌装置及真空系统的作用下加速气体脱除速率，最终达到脱除物料中气体的目的，使物料密度增加到4g/cm3以上，有利于物料后续提纯。由于本专利技术所述设备是在有压条件下操作，因此设备的密封性很好，设备集成的功能较多。因此，如果本设备采取从熔料装置上方出料，高温下硒易氧化，出料时会产生大量的硒蒸气，作业环境差，出料劳动强度大。本专利技术利用硒熔体导热性差、快速冷却可形成无定形玻璃态硒等性质，以及设备既要能真空密封又要易于放料的特点设计了出料装置。在接近出料阀门口处设有冷却装置，当熔融的硒溶液流动到出料阀门处时被冷却装置快速冷却形成无定形玻璃态硒，出料阀门和出料管间隙处充满无定形玻璃态硒形成密闭连接。出料管内的硒溶液与出料阀门处冷却的硒进行热交换，形成一定厚度的无定形硒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粗硒渣湿料真空熔炼设备，其特征在于湿料真空熔炼设备由加热及温控装置(1)、熔炼装置、加料装置(4)、出料装置、搅拌装置(5)、冷凝装置(8)和真空系统组成，其中各装置之间相互通过管道密封连接，以保证整个真空熔炼设备具有密封性和承压性；其中熔炼装置包括熔炼坩埚(2)、炉盖(3)和搅拌装置(5)，熔炼坩埚(2)与炉盖(3)通过法兰(6)连接，熔炼坩埚(2)外壁设有一层加热元件，通过加热元件及温控装置(1)的电器控制系统控制熔炼坩埚内温度；熔炼装置上端设有加料装置(4)和搅拌装置(5)，炉盖(3)上部开有导气口，熔炼装置下端设有出料装置，熔炼装置(4)通过导气管(7)与冷凝装置(8)连通。

【技术特征摘要】
1.一种粗硒渣湿料真空熔炼设备，其特征在于湿料真空熔炼设备由加热及温控装置(1)、熔炼装置、加料装置(4)、出料装置、搅拌装置(5)、冷凝装置(8)和真空系统组成，其中各装置之间相互通过管道密封连接，以保证整个真空熔炼设备具有密封性和承压性；其中熔炼装置包括熔炼坩埚(2)、炉盖(3)和搅拌装置(5)，熔炼坩埚(2)与炉盖(3)通过法兰(6)连接，熔炼坩埚(2)外壁设有一层加热元件，通过加热元件及温控装置(1)的电器控制系统控制熔炼坩埚内温度；熔炼装置上端设有加料装置(4)和搅拌装置(5)，炉盖(3)上部开有导气口，熔炼装置下端设有出料装置，熔炼装置(4)通过导气管(7)与冷凝装置(8)连通。2.根据权利要求1所述的粗硒渣湿料真空熔炼设备，其特征在于：所述熔炼装置外部设有加热及温控装置(1)，熔炼装置的炉盖(3)上部设有可定时定量连续加料的加料装置(4)以及放置于熔炼坩埚(2)内部的用于搅拌熔体的搅拌装置(5)。3.根据权利要求1所述的一种粗硒渣湿料真空熔炼设备，其特征在于：所述加料装置(4)包括加料斗及内设的加料机构，通过内设加料机构实现在真空环境下定时定量连续加料，在真空熔炼过程可向熔炼坩锅(2)中不断加料；所述加料机构为翻转结构的机构、螺杆结构的机构以及具有定量加料功能结构的机构。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴卫平，陈巍，杨斌，郑春阳，熊俊勇，杨堃，姚发苍，黄道泽，黎文霖，樊则飞，韩龙，汤文通，
申请(专利权)人：昆明鼎邦科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：云南,53