短流程火法炼锌装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种短流程火法炼锌装置及方法。该装置包括炉体、隔墙和至少一个加热电极，炉体具有内腔；隔墙设置在炉体的内腔中，且隔墙将内腔沿水平方向分隔为熔炼区和电热还原区，且隔墙下方设置有连通通道用以连通熔炼区和电热还原区；熔炼区设置有第一进料口和熔炼区烟道，第一进料口用于加入锌精矿和熔剂；电热还原区设置有第二进料口、至少一个电极通孔及电热还原区烟道，第二进料口用于加入还原剂；加热电极与电极通孔一一对应并通过电极通孔延伸至电热还原区内部。利用本发明专利技术提供的火法炼锌装置通过炉体，有效地解决了现有技术火法炼锌存在的流程复杂、能耗大等问题，且兼具了生产效率高、设备成本低、锌的回收率高等优点。

Short-process pyrometallurgical zinc smelting plant and method

【技术实现步骤摘要】
短流程火法炼锌装置及方法
本专利技术涉及火法炼锌
，具体而言，涉及一种短流程火法炼锌装置及方法。
技术介绍
锌是十大有色金属之一，广泛应用于国民经济的各个方面。目前，锌冶炼以湿法流程为主，锌精矿经焙烧或其他手段处理后进行浸出，得到硫酸锌溶液经净液、电解沉积得到阴极锌片，经锌熔铸得到Zn99.995锌锭。该流程工序较多、过程复杂、投资巨大、能耗偏高，单电积工序的吨锌直流电耗就达到3000kWh。最重要的是，湿法过程产生大量的浸出渣、铁渣等，其产出率超过50％，这些渣均属于危险废物，需进行无害化处理，又造成了大量的能源消耗并带来了新的污染。鼓风炉、竖罐和电炉是目前仅存的火法炼锌工艺，能耗普遍较高。鼓风炉、竖罐对原料成分要求较高、备料过程复杂；电炉需控制炉内气氛和温度，防止铁的大量还原；三种火法炼锌工艺锌直收率较低，鼓风炉、电炉渣含锌高，锌总回收率低。目前，除单台鼓风炉的产能可达10万吨锌/年以上，竖罐和电炉的单系列产能仅为几千吨/年，完全无法满足现代化大工业生产的要求。CN101492774B炼锌设备及炼锌工艺将锌精矿使用氧气底吹熔炼炉熔化，之后铸块送鼓风炉还原，锌蒸汽使用传统的铅雨冷凝或锌雨冷凝得到粗锌。该方法消除了鼓风炉工艺的烧结机及其带来的问题。然而，该方法仍在使用鼓风炉熔炼，熔融渣需铸块冷却，备料过程复杂，能耗较高，锌回收率较传统火法炼锌技术并未提高。CN101914690B锌精矿冶炼工艺将锌精矿使用氧气底吹熔炼炉熔化，熔体送侧吹还原炉还原，锌蒸汽使用传统的铅雨冷凝或锌雨冷凝得到粗锌。该方法消除了鼓风炉工艺的烧结机及其带来的问题，使用侧吹还原炉替代鼓风炉直接将熔体还原，能耗更低；侧吹炉富氧熔炼，鼓风量小，锌蒸汽浓度较鼓风炉高，可副产煤气。然而，该方法中使用两台冶金炉，熔融渣由底吹炉流入侧吹炉，难免有热损失并增加了烟气逸散点，侧吹炉还原属于熔池熔炼，需鼓入大量富氧空气，造成锌蒸汽浓度偏低，更易造成锌蒸汽的二次氧化，降低锌直收率。CN105925805A铅锌矿冶炼方法将铅锌矿在氧化熔炼炉内熔化，熔体送工频电热还原炉还原，锌蒸汽使用传统的铅雨冷凝或锌雨冷凝得到粗锌。然而，该方法中使用两台冶金炉，熔融渣由氧化熔炼炉流入工频电热还原炉，难免有热损失并增加了烟气逸散点，工频电热还原炉熔炼温度受限，会造成渣含锌较高，锌回收率低，无法回收铁。且工频电热还原炉的单系列产能受限，难以适应大规模工业化生产。基于以上原因，有必要提供一种新的火法炼锌工艺，解决以上火法炼锌工艺中存在的流程复杂、能耗大等问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种短流程火法炼锌装置及方法，以解决现有技术中进行火法炼锌时存在的流程复杂、能耗大等问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种短流程火法炼锌装置，其包括：炉体，具有内腔；隔墙，设置在炉体的内腔中，且隔墙将内腔沿水平方向分隔为熔炼区和电热还原区，且隔墙下方设置有连通通道用以连通熔炼区和电热还原区；熔炼区设置有第一进料口和熔炼区烟道，第一进料口用于加入锌精矿和熔剂；电热还原区设置有第二进料口、至少一个电极通孔及电热还原区烟道，第二进料口用于加入还原剂；以及至少一个加热电极，加热电极与电极通孔一一对应并通过电极通孔延伸至电热还原区内部。进一步地，隔墙上开设有通孔，用以使熔炼区形成的高锌渣通过并进入电热还原区，且电热还原区还设置有排渣口和生铁排放口。进一步地，炉体具有顶壁，顶壁具有位于熔炼区上方的第一部分和位于电热还原区上方的第二部分，第一部分顶壁的位置高于第二部分顶壁的位置。进一步地，熔炼区的炉型为竖式炉型，第一进料口位于熔炼区的顶部和/或侧部，熔炼区烟道均位于熔炼区的顶部。进一步地，短流程火法炼锌装置还包括至少一个侧吹喷枪，熔炼区的侧部设置有至少一个喷枪入口，侧吹喷枪与喷枪入口一一对应并通过喷枪入口延伸至熔炼区内部，用于向熔炼区中喷入富氧气体及可选地碳质燃料。进一步地，炉体内部的底壁为沿熔炼区至电热还原区向下倾斜的表面；或者，炉体内部的底壁沿熔炼区至电热还原区分为三个部分，第一部分位于熔炼区下方，第三部分位于电热还原区下方，第一部分和第三部分通过第二部分连接，且第二部分具有台阶状表面或倾斜表面，以使第一部分的高度高于第三部分的高度。进一步地，第一部分底壁与第三部分底壁之间的高度差为150～500mm。进一步地，第三部分底壁位于隔墙的正下方，或者，第三部分底壁偏离隔墙的正下方并偏向熔炼区。进一步地，第二进料口位于电热还原区的顶部，电热还原区烟道位于电热还原区的顶部和/或侧部。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种短流程火法炼锌装置炼锌的方法，其方法包括以下步骤：将锌精矿、熔剂和富氧气体通入熔炼区中进行熔炼反应，得到高锌渣、含硫烟气及熔体；通过熔炼区烟道排出含硫烟气；使高锌渣及熔体进入电热还原区，在加热电极的加热作用及还原剂的还原作用下进行电热还原，得到锌蒸汽、炉渣及生铁。进一步地，锌精矿为硫化锌精矿和/或铅锌复合矿；优选地，富氧气体为富氧空气或氧气；优选地，熔剂为硅质熔剂、钙质熔剂、铁质熔剂中的一种或多种。进一步地，熔炼区中的氧气浓度为40～80％，熔炼反应的温度为1200～1400℃。进一步地，含硫烟气的温度为1200～1400℃，高锌渣中锌元素的含量为20～60％。进一步地，熔炼反应的过程中，利用侧吹喷枪向熔炼区的熔体中喷入富氧气体，或者，利用侧吹喷枪向熔炼区的熔体中喷入富氧气体和碳质燃料。进一步地，熔体通过对于隔墙与炉体底壁之间的连通通道进入电热还原区，高锌渣通过开设在隔墙上的通孔进入电热还原区。进一步地，还原剂为焦炭、无烟煤、碎焦、兰炭中的一种或多种。进一步地，电热还原的作业温度为1200～1300℃，且待锌蒸汽排出后，将电热还原的作业温度提高至1500～1600℃，以将生铁排出。进一步地，炉渣采用阶段排放的方式排出，炉渣含锌0.5～1.5％。进一步地，方法还包括对锌蒸汽进行冷凝得到粗锌和煤气的步骤；优选地，碳质燃料为天然气、粉煤、煤气中的一种或多种。进一步地，方法还包括对含硫烟气进行降温除尘的步骤；优选地，在降温除尘步骤之后，将得到的气体进行制酸。本专利技术提供的短流程火法炼锌装置包括炉体、隔墙和至少一个加热电极，炉体具有内腔；隔墙设置在炉体的内腔中，且隔墙将内腔沿水平方向分隔为熔炼区和电热还原区，且隔墙下方设置有连通通道用以连通熔炼区和电热还原区；熔炼区设置有第一进料口和熔炼区烟道，第一进料口用于加入锌精矿和熔剂；电热还原区设置有第二进料口、至少一个电极通孔及电热还原区烟道，第二进料口用于加入还原剂；加热电极与电极通孔一一对应并通过电极通孔延伸至电热还原区内部。本专利技术提供的火法炼锌装置通过炉体、隔墙设置将锌精矿的熔炼和电热还原集成在同一装置中，两个区之间通过设置强化冷却的隔墙阻隔未反应完全的生料的同时，保证熔炼区和电热还原区的烟气决然分开，两个区之间只有熔池下部的沟通相通。熔炼区烟气含高浓度SO2，为含硫烟气，电热还原区加入还原剂进行还原后，烟气主要为锌蒸汽。将两个区的烟气分开排出，更有利于锌回收和含硫烟气的单独利用。同时，将高效的熔炼区与电热还原区组合在一个炉子中，占地面积小，减少了配置高差、减少了炉子本身和厂房的建设投资。两个炉子组合，减少了熔体排放和加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种短流程火法炼锌装置，其特征在于，包括：炉体(10)，具有内腔；隔墙(20)，设置在所述炉体(10)的所述内腔中，且所述隔墙(20)将所述内腔沿水平方向分隔为熔炼区(11)和电热还原区(12)，且所述隔墙(20)下方设置有连通通道用以连通所述熔炼区(11)和所述电热还原区(12)；所述熔炼区(11)设置有第一进料口(111)和熔炼区烟道(112)，所述第一进料口(111)用于加入锌精矿和熔剂；所述电热还原区(12)设置有第二进料口(121)、至少一个电极通孔(122)及电热还原区烟道(123)，所述第二进料口(121)用于加入还原剂；以及至少一个加热电极(30)，所述加热电极(30)与所述电极通孔(122)一一对应并通过所述电极通孔(122)延伸至所述电热还原区(12)内部。

【技术特征摘要】
1.一种短流程火法炼锌装置，其特征在于，包括：炉体(10)，具有内腔；隔墙(20)，设置在所述炉体(10)的所述内腔中，且所述隔墙(20)将所述内腔沿水平方向分隔为熔炼区(11)和电热还原区(12)，且所述隔墙(20)下方设置有连通通道用以连通所述熔炼区(11)和所述电热还原区(12)；所述熔炼区(11)设置有第一进料口(111)和熔炼区烟道(112)，所述第一进料口(111)用于加入锌精矿和熔剂；所述电热还原区(12)设置有第二进料口(121)、至少一个电极通孔(122)及电热还原区烟道(123)，所述第二进料口(121)用于加入还原剂；以及至少一个加热电极(30)，所述加热电极(30)与所述电极通孔(122)一一对应并通过所述电极通孔(122)延伸至所述电热还原区(12)内部。2.根据权利要求1所述的短流程火法炼锌装置，其特征在于，所述隔墙(20)上开设有通孔，用以使所述熔炼区(11)形成的高锌渣通过并进入所述电热还原区(12)，且所述电热还原区(12)还设置有排渣口(124)和生铁排放口(125)。3.根据权利要求2所述的短流程火法炼锌装置，其特征在于，所述炉体(10)具有顶壁，所述顶壁具有位于所述熔炼区(11)上方的第一部分和位于所述电热还原区(12)上方的第二部分，第一部分所述顶壁的位置高于第二部分所述顶壁的位置。4.根据权利要求3所述的短流程火法炼锌装置，其特征在于，所述熔炼区(11)的炉型为竖式炉型，所述第一进料口(111)位于所述熔炼区(11)的顶部和/或侧部，所述熔炼区烟道(112)均位于所述熔炼区(11)的顶部。5.根据权利要求4所述的短流程火法炼锌装置，其特征在于，所述短流程火法炼锌装置还包括至少一个侧吹喷枪，所述熔炼区(11)的侧部设置有至少一个喷枪入口，所述侧吹喷枪与所述喷枪入口一一对应并通过所述喷枪入口延伸至所述熔炼区(11)内部，用于向所述熔炼区(11)中喷入富氧气体及可选地碳质燃料。6.根据权利要求1至5中任一项所述的短流程火法炼锌装置，其特征在于，所述炉体(10)内部的底壁为沿所述熔炼区(11)至所述电热还原区(12)向下倾斜的表面；或者，所述炉体(10)内部的底壁沿所述熔炼区(11)至所述电热还原区(12)分为三个部分，第一部分位于所述熔炼区(11)下方，第三部分位于所述电热还原区(12)下方，第一部分和第三部分通过第二部分连接，且第二部分具有台阶状表面或倾斜表面，以使第一部分的高度高于第三部分的高度。7.根据权利要求6所述的短流程火法炼锌装置，其特征在于，第一部分所述底壁与第三部分所述底壁之间的高度差为150～500mm。8.根据权利要求6所述的短流程火法炼锌装置，其特征在于，第三部分所述底壁位于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东波，黎敏，邓兆磊，尉克俭，茹洪顺，曹珂菲，苟海鹏，裴忠冶，吴卫国，许良，冯双杰，李兵，
申请(专利权)人：中国恩菲工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11