高效环保火法炼锌方法技术

本发明专利技术公开了一种高效环保火法炼锌方法，所述高效环保火法炼锌方法包括：将锌精矿与熔剂配料混合后的物料加入熔炼炉进行氧化脱硫造渣，得到高锌渣；得到的高锌渣进入炼锌炉的还原区进行还原，还原区内加入还原剂，得到锌蒸气；锌蒸气进入锌蒸气冷凝系统的第一换热体内进行冷凝，锌蒸气在第一换热体内与换热组件吸热部中的工作介质进行换热，能够快速将锌蒸气冷凝成液体。本发明专利技术的高效环保火法炼锌方法能够将高锌渣中的锌深度还原，得到锌蒸气，锌蒸气冷凝效率高、回收率高，该过程不损耗额外能量，还能将锌蒸气蕴含的热量传递给换热介质进行利用。

【技术实现步骤摘要】
高效环保火法炼锌方法
本专利技术涉及火法炼锌的
，具体地涉及一种高效环保火法炼锌方法。
技术介绍
锌是国民经济建设中重要的基础金属原材料，是十大有色金属之一，锌广泛应用于国民经济的各个方面。锌冶炼以湿法流程为主，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。火法冶炼具有悠久的历史，火法冶炼过程基本不会产生危废。相关技术中采用湿法炼锌的主要原因在于传统的火法炼锌技术能耗高、污染大，最终产生的废渣含锌高，锌的直收率低，冷凝技术差，冷凝效率低，冷凝时锌蒸气的回收率低等。如果能够降低锌还原能耗，将高锌渣中的锌深度还原，降低渣含锌，提高锌的直收率，创新锌蒸气冷凝技术，提高锌冷凝效率和回收率，那么火法冶炼将比湿法炼锌更具优势。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的实施例提出一种高效环保火法炼锌方法，该高效环保火法炼锌方法提高了锌的直收率而且环保、节能。根据本专利技术实施例的高效环保火法炼锌方法包括以下步骤：将锌精矿与熔剂配料混合得到混合物料；将所述混合物料加入炼锌炉的熔炼区；向所述炼锌炉内通入富氧气体；所述混合物料在所述炼锌炉的熔炼区内与富氧气体进行氧化脱硫造渣，得到烟气和高锌渣；所述高锌渣由所述炼锌炉的熔炼区进入所述炼锌炉的还原区内；向所述还原区加入还原剂；对所述还原区进行补热，所述还原剂对所述高锌渣进行还原以得到炉渣和锌蒸气；所述锌蒸气进入锌蒸气冷凝系统的第一换热体内，换热组件的吸热部位于所述第一换热体内，所述第一换热体内的锌蒸气与所述换热组件的吸热部内的工作介质换热,所述锌蒸气冷凝成液态锌并下落到所述第一换热体内的底部；所述吸热部内的工作介质吸热后进入到所述换热组件的放热部内,所述换热组件的放热部位于第二换热体内,所述放热部内的工作介质与第二换热体内的换热介质换热,所述放热部内的工作介质释放热量后回到所述吸热部。根据本专利技术实施例的高效环保火法炼锌方法，将锌精矿与熔剂配料混合后的物料进入熔炼炉进行氧化脱硫造渣，得到高锌渣。得到的高锌渣加入炼锌炉的还原区进行还原，还原区内加入有还原剂，能够将高锌渣中的锌深度还原，得到锌蒸气。将锌蒸气通入锌蒸气冷凝系统的第一换热体内进行冷凝，锌蒸气在与换热组件的吸热部内的工作介质进行换热，能够快速将锌蒸气冷凝成液体；吸热部内的工作介质在与锌蒸气换热后进入到所述换热组件的放热部内，放热部内的工作介质与第二换热体内的换热介质进行换热，放热部内的工作介质释放热量后回到吸热部进行下一轮换热，换热过程持续进行，换热速度快，锌蒸气冷凝效率高、回收率高，该过程不损耗额外能量，还能将锌蒸气蕴含的热量传递给换热介质进行利用。在一些实施例中，所述蒸气冷凝系统的第一换热体的内部为密闭的空间。在一些实施例中，所述工作介质的沸点高于所述锌的熔点。在一些实施例中，待所述液态锌漫过所述第一换热体的排液口，将漫过所述排液口的液态锌从所述排液口排出。在一些实施例中，所述锌蒸气与所述吸热部内的工作介质换热后形成所述液态锌以及废气，所述废气从所述第一换热体的废气出口排出。在一些实施例中，所述还原剂选自硅质还原剂和碳质还原剂中的至少之一。在一些实施例中，所述还原区采用电极补热，所述还原区的作业温度为1400-1600℃。在一些实施例中，所述还原区的炉渣的含锌量小于1％。在一些实施例中，所述还原区包括第一还原区和第二还原区，所述第一还原区内的还原剂为碳质还原剂，所述第二还原区内的还原剂选自硅质还原剂和碳质还原剂中的至少之一，所述高锌渣由所述熔炼区进入所述第一还原区，所述第一还原区内的还原剂对所述高锌渣进行还原以得到炉渣半成品，所述炉渣半成品由所述第一还原区进入所述第二还原区，所述第二还原区内的还原剂对所述炉渣半成品进行还原以得到所述炉渣。在一些实施例中，所述第一还原区采用燃烧补热，所述第一还原区的作业温度为1300-1450℃；所述第二还原区采用电极补热，所述第二还原区的作业温度为1400-1600℃。在一些实施例中，所述第一还原区的炉渣半成品的含锌量为5％-15％；所述第二还原区的炉渣的含锌量小于1％。在一些实施例中，所述硅质还原剂选自工业硅和硅铁中的至少之一，所述碳质还原剂选自无烟煤和焦炭中的至少之一。在一些实施例中，所述烟气由熔炼区的烟气出口排出，经回收余热，除尘净化后送制酸系统。在一些实施例中，所述炉渣从炼锌炉排出后进行水碎。附图说明图1是根据本专利技术实施例的高效环保火法炼锌方法所采用的熔炼炉的一个示例性结构示意图。图2是根据本专利技术实施例的高效环保火法炼锌方法所采用的熔炼炉的另一个示例性结构示意图。图3是图1或图2的A-A剖视图。图4是图1或图2的B-B剖视图。图5是根据本专利技术实施例的锌高效环保火法炼锌方法所采用的蒸气冷凝系统的一个示例性结构示意图。图6是根据本专利技术实施例的高效环保火法炼锌方法所采用的锌蒸气冷凝系统的另一个示例性结构示意图。附图标记：熔炼区01，第一加料口011，烟气出口012，侧吹喷枪013，还原区02，加热电极021，第二加料口022，锌蒸气出口023，金属出口024，排渣口025，隔墙03，送料口031；第一还原区04，第二还原区05，第一隔墙06，第一送料口061，第二隔墙07，第二送料口071；第一换热体1，第二换热体2，热管3，蒸发段31，冷凝段32，排液口4，蒸气入口5，废气出口6，循环泵7，第一循环管8，第二循环管9。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。如图1-6所示，根据本专利技术实施例的高效环保火法炼锌方法包括以下步骤：将锌精矿与熔剂配料混合得到混合物料；将混合物料加入炼锌炉的熔炼区01；通过熔炼区01一侧的侧吹喷枪013向炼锌炉内通入富氧气体，富氧气体的浓度为50％-90％；混合物料在炼锌炉的熔炼区01内与富氧气体进行氧化脱硫造渣，熔炼区01内的作业温度为1200-1450℃，得到烟气和高锌渣，熔炼区的烟气温度为1200-1450℃，高锌渣含锌25％-60％，烟气从熔炼区01的烟气出口012排出；将高锌渣由炼锌炉的熔炼区01进入炼锌炉的还原区02内；向还原区02加入还原剂；对还原区02进行补热，还原剂对高锌渣进行还原以得到炉渣和锌蒸气；锌蒸气从还原区02的锌蒸气出口023排出且在压力作用下由蒸气入口5自动进入锌蒸气冷凝系统的第一换热体1内，换热组件的吸热部位于第一换热体1内，第一换热体1内的锌蒸气与换热组件的吸热部内的工作介质换热,锌蒸气冷凝成液态锌本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效环保火法炼锌方法，其特征在于，包括以下步骤：/n将锌精矿与熔剂配料混合得到混合物料；/n将所述混合物料加入炼锌炉的熔炼区；/n向所述炼锌炉内通入富氧气体；/n所述混合物料在所述炼锌炉的熔炼区内与富氧气体进行氧化脱硫造渣，得到烟气和高锌渣；/n所述高锌渣由所述炼锌炉的熔炼区进入所述炼锌炉的还原区内；/n向所述还原区加入还原剂；/n对所述还原区进行补热，所述还原剂对所述高锌渣进行还原以得到炉渣和锌蒸气；/n所述锌蒸气进入锌蒸气冷凝系统的第一换热体内，换热组件的吸热部位于所述第一换热体内，所述第一换热体内的锌蒸气与所述换热组件的吸热部内的工作介质换热,所述锌蒸气冷凝成液态锌并下落到所述第一换热体内的底部；/n所述吸热部内的工作介质吸热后进入到所述换热组件的放热部内,所述换热组件的放热部位于第二换热体内,所述放热部内的工作介质与第二换热体内的换热介质换热,所述放热部内的工作介质释放热量后回到所述吸热部继续换热。/n

【技术特征摘要】
1.一种高效环保火法炼锌方法，其特征在于，包括以下步骤：
将锌精矿与熔剂配料混合得到混合物料；
将所述混合物料加入炼锌炉的熔炼区；
向所述炼锌炉内通入富氧气体；
所述混合物料在所述炼锌炉的熔炼区内与富氧气体进行氧化脱硫造渣，得到烟气和高锌渣；
所述高锌渣由所述炼锌炉的熔炼区进入所述炼锌炉的还原区内；
向所述还原区加入还原剂；
对所述还原区进行补热，所述还原剂对所述高锌渣进行还原以得到炉渣和锌蒸气；
所述锌蒸气进入锌蒸气冷凝系统的第一换热体内，换热组件的吸热部位于所述第一换热体内，所述第一换热体内的锌蒸气与所述换热组件的吸热部内的工作介质换热,所述锌蒸气冷凝成液态锌并下落到所述第一换热体内的底部；
所述吸热部内的工作介质吸热后进入到所述换热组件的放热部内,所述换热组件的放热部位于第二换热体内,所述放热部内的工作介质与第二换热体内的换热介质换热,所述放热部内的工作介质释放热量后回到所述吸热部继续换热。


2.根据权利要求1高效环保火法炼锌方法，其特征在于，所述工作介质的沸点高于所述锌的熔点。


3.根据权利要求1高效环保火法炼锌方法，其特征在于，所述蒸气冷凝系统的第一换热体的内部为密闭的空间。


4.根据权利要求1所述的高效环保火法炼锌方法，其特征在于，待所述液态锌漫过所述第一换热体的排液口，将漫过所述排液口的液态锌从所述排液口排出。


5.根据权利要求1所述的高效环保火法炼锌方法，其特征在于，所述锌蒸气与所述吸热部内的工作介质换热后形成所述液态锌以及废气，所述废气从所述第一换热体的废气出口排出。


6.根据权利要求1高效环保火法炼锌方法，其特征在于，所述还原剂选自硅质还原剂和碳质还原剂中的至少之一。

【专利技术属性】
技术研发人员：李东波，邓兆磊，黎敏，苟海鹏，宋言，吴卫国，许良，曹珂菲，冯双杰，陆志方，刘诚，魏甲明，尉克俭，陈宋璇，陈学刚，
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