锌渣熔化熔析的方法及装置制造方法及图纸

技术编号:19207024 阅读:59 留言:0更新日期:2018-10-20 03:54
本发明专利技术公开了锌渣熔化熔析的方法及装置,将锌渣投入熔炉中熔化,再保护介质及铝投入熔炉中并使铝与液态锌渣充分混合;恒温一段时间并通过扒渣机构使底层锌液与上层浮渣充分分离,将锌液排出至铸锭装置冷却形成锌锭;浮渣送至溶解去铁后再送至电解槽电解或直接送至电解槽电解,浮渣中的铁通过溶解槽溶解沉淀干燥后可直接用于炼铁,溶解槽内的溶液送至电解槽中电解生成的锌经洗涤和干燥后可返回至熔炉,且电解槽内的废酸可送至溶解槽中使用,电解液中的铝可通过蒸馏结晶析出或采用熔盐电解的方式获得单质铝并加至熔炉中。本发明专利技术提供的方法在满足产品要求的前提下,可以在很大程度上降低原料和能量消耗,减少投资。

Method and device for melting and melting zinc slag

The invention discloses a method and a device for melting and precipitating zinc slag, which melts zinc slag into a furnace, protects medium and aluminium into the furnace and mixes aluminium with liquid zinc slag sufficiently, separates zinc liquid from upper slag sufficiently at constant temperature for a period of time and discharges zinc liquid to the ingot casting device for cooling to form zinc ingot. The iron in the scum can be directly used in ironmaking after it is dissolved and precipitated and dried in the dissolving tank. The solution in the dissolving tank can be sent to the zinc produced by electrolysis in the electrolytic tank after washing and drying, and the waste acid in the electrolytic cell can be sent to the dissolving furnace. Aluminum in the electrolyte can be obtained by distillation and crystallization or by molten salt electrolysis and added to the furnace. The method provided by the invention can greatly reduce the consumption of raw materials and energy and reduce investment on the premise of meeting the requirements of the product.

【技术实现步骤摘要】
锌渣熔化熔析的方法及装置
本专利技术涉及锌渣熔析设备
,具体地涉及一种锌渣熔化熔析的方法及装置。
技术介绍
目前针对热镀锌锌渣提纯锌的方法主要有湿法和火法两种工艺,其中,火法工艺以真空蒸馏法为主要代表,它利用锌的沸点较低(906℃),通过加热使其挥发,经精馏得精锌(纯度可达到99%以上)。火法工艺的主体设备是真空蒸馏装置,但设备占地较大,耐腐蚀性和密封性要求高。湿法的主要设备则是一套锌渣重熔电解装置,利用电解法进行分离提纯,阴极析出的锌熔融后加工成锌锭。由于热镀锌锌渣的特殊性,无论是真空蒸馏法还是电解法,能量消耗都比较高,废物排放量大,环境污染严重,生成成本很高。比如,专利号为91101840.9名为《热镀锌渣真空蒸馏提锌方法及其设备》的中国专利技术专利,该真空蒸馏提纯锌渣存在主要缺陷是:吨锌能耗在2000元以上,产量为30小时每吨左右,效率低下;再比如专利号为200710159251.4名为《锌渣提纯方法和提纯装置》的中国专利技术专利,该方法是将锌渣经温度为500~700℃的熔化炉熔化后通过给料器被送入其燃烧室温度为1000~1300℃的精馏塔蒸馏,蒸发后的锌蒸汽经温度为700~850℃的冷凝器冷凝成纯锌液,流入储锌槽,经铸模铸成0号锌锌锭;精馏塔未蒸发的锌液经下延部流入熔析炉,熔析炉的大、小池温度分别为400~750℃和500~750℃,经熔析炉处理产生的锌渣灰由渣口排出,B号锌被运回熔化炉进入下一循环。该方法可以生产出0号锌,但是该专利方法及装置仅适用于含锌量在99%以上热镀锌渣,提纯率才能达到80%以上,产出率较低;该装置中的能源介质为焦炉和高炉混合煤气,有造成CO中毒的安全隐患;另外,铁成分会对碳化硅塔盘产生侵蚀,精馏塔使用周期一般在十个月以内,维护成本高;也不能根据原料及产量进行停炉,直接造成生产成本增加。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本专利技术提出了一种锌渣熔化熔析的方法,包括如下步骤:A)、将锌渣投入熔炉中加热至锌渣全部熔化,再将用于隔离空气的保护介质及相应重量比的铝投入熔炉中并使铝与液态锌渣充分混合;恒温一段时间,再降温至恒定温度,并通过扒渣机构使底层锌液与上层浮渣充分分离,将锌液排出或舀出至铸锭装置冷却形成锌锭;B)、将步骤A)中的浮渣加入含有酸性溶液的溶解槽中溶解,并在溶解槽中加入沉铁剂除铁,沉淀后的铁进行干燥后送至炼铁处理;C)、将步骤B)中溶解槽除铁后的溶液送至电解槽中电解,将电解生成的锌经洗涤和干燥后加入步骤A)的熔炉中;或将将步骤A)中的浮渣直接送至电解糟中电解,电解槽中设置有用于沉淀杂质的分离间,将电解生成的锌经洗涤和干燥后加入步骤A)的熔炉中;D)、将步骤C)中电解槽内电解后生成的废酸返回至步骤B)中的溶解槽中;E)、将步骤C)中电解液中的铝经蒸馏结晶析出;或将步骤C)中电解槽内电解液中的铝采用熔盐电解的方式获得单质铝,并将单质铝加入步骤A)的熔炉中。进一步的,所述步骤C)中电解槽的电压为0.66v,电流强度为450A/M2,阳极材料为铅、石墨、不锈钢或钛合金;阴极材料为铝或镍;电解液为硫酸锌-硫酸。进一步,所述步骤A)中采用硅碳棒作为加热装置;步骤A)中熔炉加热至锌渣全部熔化的温度为500℃~900℃;保护介质为氨的化合物,铝的量为锌渣中含铁量的2~4倍或铝的重量为锌渣总重量的0.025~0.075;步骤A)中降温至恒定温度为400℃~500℃;所述熔炉密封并仅设置烟气冷却通道。进一步地,所述步骤B)中酸性溶液为盐酸溶液;溶解槽的PH值为3~5;沉铁剂为针铁矿。本专利技术提出的锌渣熔化熔析方法,布局合理,主体设备是一台熔炉,只需加入保护介质(调质剂)并加热到相应温度,不仅不需要提供真空,而且省却了精馏等工序,在设备投资和能耗上大大降低,而且锌成品(锌锭)的纯度可达到99%以上,其它杂质如铁、铝、铅等,含量也都符合要求指标。本专利技术提供的方法在满足产品要求的前提下,可以在很大程度上降低原料和能量消耗,减少投资。浮渣(含铝、铁)送至溶解去铁后再送至电解槽电解或直接送至电解槽电解,浮渣中的铁通过溶解槽溶解沉淀干燥后可直接用于炼铁,而溶解槽内的溶液送至电解槽中电解生成的锌经洗涤和干燥后可返回至熔炉,且电解槽内的废酸可送至溶解槽中使用,而电解液中的铝可通过蒸馏结晶析出或采用熔盐电解的方式获得单质铝并加至熔炉中;在当前环保要求日益严格的形势下,由于新工艺中的副产物都可以循环利用或作为其他部门的生产原料,整个工艺实现了无废排放,从而增加了本工艺方法的竞争优势。另外,本工艺还具有的显著优势是,运行可靠,工艺条件容易控制,产品纯度受外界影响小。本专利技术工采用硅碳棒作为加热装置,即利用电能进行加热可避免燃气反射炉的能源介质中CO可能造成中毒或爆燃的安全隐患;且采用硅碳棒作为热源可以根据产量合理安排停炉,不会造成设备连续工作带来的非生产能耗;与电炉相比,静止加热,锌液不会产生涡流造成铁、铝等杂质的二次熔化,从而使熔析效果达到最佳。本专利技术还提出了一种应用上述方法的锌渣熔化熔析装置,包括熔炉、设于熔炉上方的加热板和保温盖、与熔炉连通的除尘装置、扒渣机构、铸锭装置、设于铸锭装置与熔炉之间用于将熔炉内锌液舀至铸锭装置上的舀锌机构、及用于控制锌渣熔化熔析装置中各可电控部分的控制柜;所述铸锭装置包括圆盘铸锭机和铸锭模具;所述熔炉上设有与铸锭装置连通的出锌口;所述扒渣机构包括设于熔炉内的扒头组件及用于驱动扒头组件将熔炉内的浮渣扒出至熔炉外的驱动机构;所述扒头组件包括竖直的扒杆及设于扒杆下端的扒头;所述扒头包括竖直圆柱状的第三扒头、间距设于所述第三扒头一侧的第一扒头和间距设于第三扒头另一侧的第二扒头;所述第一扒头和第二扒头为处于同一竖直平面内的平板状结构,且所述第一扒头的板面大于所述第二扒头的板面;所述驱动机构包括扒渣电机、与扒渣电机通过伞齿轮组啮合的水平的丝杆、与所述丝杆配合的滑块、固定于所述滑块一侧的固定块及竖直固定于所述固定块上的轴承;所述扒杆上端插设固定于所述轴承内使所述扒杆相对于所述固定块转动连接;所述舀锌机构包括电动推杆、舀锌电机及铸勺;所述舀锌电机的输出轴垂直于电动推杆设置,并与电动推杆的底座连接;所述电动推杆的伸缩杆末端与铸勺连接;所述电动推杆所处的竖直平面与所述铸勺所处的竖直平面平行;所述铸勺包括槽钢状的主槽和副槽;所述副槽一端套设于主槽一端内,且主槽和副槽在此端通过铰链铰接,该端的副槽端面为斜面端;所述铰链设于所述主槽的靠近副槽一端的上部;所述主槽和副槽以铰链为转轴转动至两者夹角a为120~169°时,所述副槽的斜面端与主槽的内底端抵接;所述主槽和副槽以铰链为转轴转动至两者夹角b为170~180°时,所述副槽的外底端与主槽的内底端间距大于1cm;所述主槽位于所述斜面端上方还设有用于防止主槽和副槽的夹角大于180°的限位杆;所述副槽设于熔炉内;所述主槽一端与熔炉连通或设于熔炉内部,主槽另一端设于铸锭装置上端。进一步地,所述出锌口与所述铸锭装置通过设于两者之间的锌液溜槽连通;所述锌液溜槽包括溜槽、用于将溜槽分为多段的缓冲槽;所述溜槽包括一级溜槽和二级溜槽;所述一级溜槽一端与出锌口连通,一级溜槽另一端设于缓冲槽上端;所述二级溜槽一端设于缓冲槽侧壁并与其内部连本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种锌渣熔化熔析的方法,其特征在于,包括如下步骤:A)、将锌渣投入熔炉中加热至锌渣全部熔化,再将用于隔离空气的保护介质及相应重量比的铝投入熔炉中并使铝与液态锌渣充分混合;恒温一段时间,再降温至恒定温度,并通过扒渣机构使底层锌液与上层浮渣充分分离,将锌液排出或舀出至铸锭装置冷却形成锌锭;B)、将步骤A)中的浮渣加入含有酸性溶液的溶解槽中溶解,并在溶解槽中加入沉铁剂除铁,沉淀后的铁进行干燥后送至炼铁处理;C)、将步骤B)中溶解槽除铁后的溶液送至电解槽中电解,将电解生成的锌经洗涤和干燥后加入步骤A)的熔炉中;或将步骤A)中的浮渣直接送至电解糟中电解,电解槽中设置有用于沉淀杂质的分离间,将电解生成的锌经洗涤和干燥后加入步骤A)的熔炉中;D)、将步骤C)中电解槽内电解后生成的废酸返回至步骤B)中的溶解槽中;E)、将步骤C)中电解液中的铝经蒸馏结晶析出;或将步骤C)中电解槽内电解液中的铝采用熔盐电解的方式获得单质铝,并将单质铝加入步骤A)的熔炉中。

【技术特征摘要】
1.一种锌渣熔化熔析的方法,其特征在于,包括如下步骤:A)、将锌渣投入熔炉中加热至锌渣全部熔化,再将用于隔离空气的保护介质及相应重量比的铝投入熔炉中并使铝与液态锌渣充分混合;恒温一段时间,再降温至恒定温度,并通过扒渣机构使底层锌液与上层浮渣充分分离,将锌液排出或舀出至铸锭装置冷却形成锌锭;B)、将步骤A)中的浮渣加入含有酸性溶液的溶解槽中溶解,并在溶解槽中加入沉铁剂除铁,沉淀后的铁进行干燥后送至炼铁处理;C)、将步骤B)中溶解槽除铁后的溶液送至电解槽中电解,将电解生成的锌经洗涤和干燥后加入步骤A)的熔炉中;或将步骤A)中的浮渣直接送至电解糟中电解,电解槽中设置有用于沉淀杂质的分离间,将电解生成的锌经洗涤和干燥后加入步骤A)的熔炉中;D)、将步骤C)中电解槽内电解后生成的废酸返回至步骤B)中的溶解槽中;E)、将步骤C)中电解液中的铝经蒸馏结晶析出;或将步骤C)中电解槽内电解液中的铝采用熔盐电解的方式获得单质铝,并将单质铝加入步骤A)的熔炉中。2.根据权利要求1所述的锌渣熔化熔析的方法,其特征在于,所述步骤C)中电解槽的电压为0.66v,电流强度为450A/M2,阳极材料为铅、石墨、不锈钢或钛合金;阴极材料为铝或镍;电解液为硫酸锌-硫酸。3.根据权利要求1所述的锌渣熔化熔析的方法,其特征在于,所述步骤A)中采用硅碳棒作为加热装置;步骤A)中熔炉加热至锌渣全部熔化的温度为500℃~900℃;保护介质为氨的化合物,铝的量为锌渣中含铁量的2~4倍或铝的重量为锌渣总重量的0.025~0.075;步骤A)中降温至恒定温度为400℃~500℃;所述熔炉密封并仅设置烟气冷却通道。4.根据权利要求1所述的锌渣熔化熔析的方法,其特征在于,所述步骤B)中酸性溶液为盐酸溶液;溶解槽的PH值为3~5;沉铁剂为针铁矿。5.一种应用如权利要求1所述方法的锌渣熔化熔析装置,其特征在于,包括熔炉、设于熔炉上方的加热盖和保温盖、与熔炉连通的除尘装置、扒渣机构、铸锭装置、设于铸锭装置与熔炉之间用于将熔炉内锌液舀至铸锭装置上的舀锌机构、及用于控制锌渣熔化熔析装置中各可电控部分的控制柜;所述铸锭装置包括圆盘铸锭机和铸锭模具;所述熔炉上设有与铸锭装置连通的出锌口;所述扒渣机构包括设于熔炉内的扒头组件及用于驱动扒头组件将熔炉内的浮渣扒出至熔炉外的驱动机构;所述扒头组件包括竖直的扒杆及设于扒杆下端的扒头;所述扒头包括竖直圆柱状的第三扒头、间距设于所述第三扒头一侧的第一扒头和间距设于第三扒头另一侧的第二扒头;所述第一扒头和第二扒头为处于同一竖直平面内的平板状结构,且所述第一扒头的板面大于所述第二扒头的板面;所述驱动机构包括扒渣电机、与扒渣电机通过伞齿轮组啮合的水平的丝杆、与所述丝杆配合...

【专利技术属性】
技术研发人员:余守卫李淑萍胡飞张博王宗华张彭吴志杰
申请(专利权)人:武汉钢实资源循环利用科技有限公司
类型:发明
国别省市:湖北,42

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