CN104726722A - 一种锌冶炼电炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种锌冶炼电炉，包括炉体，变压器，炉体呈两端封闭的卧式圆筒状，炉体左端上部设置有烟气出口，炉体右端下部设置有出铁口，炉体右端中下部设置有排渣口，炉体上端安装多个用于加热炉体内腔的石墨电极，两相邻石墨电极之间设置有贯穿炉体的加料口，变压器上部设置有接线柱，每根接线柱上设置有两根连接线，两根连接线连接间隔的石墨电极，变压器为三相交流变压器，变压器的额定容量为16000KVA，变压器数量为两台，石墨电极数量为12根，石墨电极直径为550～650毫米，解决了炼锌电炉的冲顶问题，电路容量大、产量高（200t/d）,能耗低（3200、KWh/t.zn），热能分布均匀，利用合理，建设周期短、操作简单、易于控制，无湿法炼锌的酸泥污染。

Description

一种锌冶炼电炉

技术领域

本发明涉及冶金设备，尤指一种锌冶炼电炉。

背景技术

锌的冶炼方法主要分为火法炼锌和湿法炼锌，湿法炼锌是以浸出的方式为主，经净液处理后把精锌矿从固态变为液态，再经电解得到锌产品；火法炼锌是将锌矿加热后铅还原反应形成锌蒸汽，再经冷凝成为锌产品。

电炉是火法炼锌的核心设备，由于锌矿中锌是以氧化物形式存在，在电炉中，锌矿和还原性物料在电炉的电极加热形成的高温环境下反应，产生锌蒸汽，锌蒸汽经冷凝、精馏后得到锌产品。

现有技术的电炉一般为立式电炉，电炉呈圆柱体或矩形，上盖安装三支电极，利用电极在电炉内产生的电弧电阻加热炉内物料，立式电炉的缺陷主要是：规模小、产量低、能耗高，安全隐患较大，很容易发生冲顶事故，由于该安全问题一直未得到有效解决，所以电炉炼锌的规模化生产发展缓慢，现许多企业仍停留在3600KVA电炉的使用和运行，要想提高生产能力，则需要多台电炉，但这样不仅能耗较大，设备成本也较高，不利于生产规模扩大，同时也加大了投资强度。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种高效率、低成本、规模化的锌冶炼电炉。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种锌冶炼电炉，包括炉体，变压器，炉体呈两端封闭的卧式圆筒状，炉体上设置有支撑装置，炉体左端上部设置有烟气出口，炉体右端下部设置有出铁口，炉体右端中下部设置有排渣口，炉体上端安装多个用于加热炉体内腔的石墨电极，两相邻石墨电极之间设置有贯穿炉体的加料口，变压器上部设置有接线柱，每根接线柱上设置有两根连接线，两根连接线连接间隔的石墨电极，变压器为三相交流变压器，变压器的额定容量为16000KVA，变压器数量为两台，石墨电极数量为12跟，石墨电极直径为550～650毫米。

作为本发明的进一步改进，所述炉体外壳为钢板，炉体内部下层为耐火砖，炉体内部上层为一体浇筑的耐火材料。

作为本发明的进一步改进，所述炉体外侧上部水平设置有冷水管，冷水管上设置有喷孔，炉体外侧下部设置有水槽。

作为本发明的进一步改进，所述炉体外侧沿轴向设置有环形钢圈。

作为本发明的进一步改进，所述烟气出口连接铅雨冷凝器，铅雨冷凝器上部倾斜设置有两台驱动电机，每台驱动电机下部中心位置设置有石墨转子，铅雨冷凝器左侧串联有列管式换热器，列管式换热器串联布袋除尘器。

本发明的工作原理：

本发明属于锌冶炼技术，其工艺为将电极***液态熔融体（即熔渣）中，依靠电极与熔渣交界面上形成的微电弧与熔融体电阻的双重作用，使电能转化为热能，将锌矿熔化产生氧化锌气体，与焦炭发生还原反应，产生锌蒸汽，经铅雨冷凝器冷却，形成铅锌混合液，经分离、精馏得到纯金属锌，铅液回流至冷凝器循环使用。

本发明的技术核心：单台电炉、两台三相交流变压器（2*16000KVA）、十二根电极（石墨电极）、控制二次侧电流进行操作、圆形卧式电炉、铅雨冷却、列管式换热冷却器与布袋收尘器串联使用除尘，其特点：每台三相交流变压器控制六根电极，一相交流电控制两根电极，电炉外层为钢结构，最外层为水冷，电炉内部下层为耐火砖，上层为浇筑的一体耐火材料，安全（解决了炼锌电炉的冲顶问题），电路容量大、产量高（200t/d）,能耗低（3200、KWh/t.zn），热能分布均匀，利用合理，投资省（同生产规模是湿法炼锌的五分之一），建设周期短、操作简单、易于控制，无湿法炼锌的酸泥污染。

为了减少冷凝过程中锌的再氧化，要求锌蒸汽冷凝成液体锌所经过的时间愈短愈好，而且冷凝后的液体锌最好是与某种金属互溶，以便降低锌的活度，减少液体锌氧化，飞溅式冷凝器无法克服锌的氧化，采用铅雨冷凝器则可满足规模化生产的要求，且有如下优点：

1、在操作温度（550摄氏度）下，铅的蒸汽压力低，挥发很少；

2、铅的熔点低（327摄氏度），且随温度的升高对锌的溶解度增加，实际上，在冷凝器各段铅液都没有被锌饱和，冷凝器最冷段的温度比饱和温度约高出20-30摄氏度，最热段温度比饱和温度高出100摄氏度左右，因此，铅雨对锌的吸收效果很好；

3、铅的密度大（用小体积的铅就可得到较大的热容量）和导热性能好，铅雨的表面积大，喷洒开来相对炉气的运动速度快，这些因素使铅雨具有使炉气“骤冷”的能力。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明通过将加料口设置于每两根电极之间，有利于物料在电炉内的均匀分布，避免塌料；

2、本发明的两台变压器可同时使用，也可单独运行；整个电炉用钢板制作外壳，形成统一的整体，并用水冷，解决了因炉内瞬间压力过大，造成冲顶事故；

3、炉气进入冷凝***后，采用铅雨冷凝器冷却，效率高、易操作；

4、本发明冶炼效率高，能冶炼30%～27%的低品位锌矿。

附图说明

图1为一种锌冶炼电炉结构示意图；

图中1-布袋除尘器；2-驱动电机；3-接线柱；4-变压器；5-连接线；6-石墨电极；7-冷水管；8-炉体；9-排渣口；10-出铁口；11-环形钢圈；12-水槽；13-耐火砖；14-加料口；15-钢板；16-烟气出口；17-石墨转子；18-铅雨冷凝器；19-列管式换热器。

具体实施方式

实施例1

如图1所示一种锌冶炼电炉，包括炉体8，变压器4，炉体8呈两端封闭的卧式圆筒状，炉体8上设置有支撑装置，炉体8左端上部设置有烟气出口16，炉体8右端下部设置有出铁口10，炉体8右端中下部设置有排渣口9，炉体8上端安装多个用于加热炉体8内腔的石墨电极6，两相邻石墨电极6之间设置有贯穿炉体8的加料口14，变压器4上部设置有接线柱3，每根接线柱3上设置有两根连接线5，两根连接线8连接间隔的石墨电极6，变压器4为三相交流变压器，变压器4的额定容量为16000KVA，变压器4数量为两台，石墨电极6数量为12根，石墨电极6直径为550～650毫米，本发明的两台变压器可同时使用，也可单独运行，电路容量大、产量高（200t/d）,能耗低（3200、KWh/t.zn），热能分布均匀，利用合理，投资省（同生产规模是湿法炼锌的五分之一），建设周期短、操作简单、易于控制，无湿法炼锌的酸泥污染。

作为本发明的进一步改进，所述炉体8外壳为钢板15，炉体8内部下层为耐火砖13，炉体8内部上层为一体浇筑的耐火材料，整个电炉用钢板制作外壳，形成统一的整体，解决了因炉内瞬间压力过大，造成冲顶事故。

作为本发明的进一步改进，所述炉体8外侧上部水平设置有冷水管7，冷水管7上设置有喷孔，炉体8外侧下部设置有水槽12，冷水管的设置能有效的炉体外壳进行降温，防止炉体外壳局部温度过高造成炉体冲顶事故。

作为本发明的进一步改进，所述炉体8外侧沿轴向设置有环形钢圈11，环形钢圈的设置能有效的对炉体进行加强作用，增加炉体的安全性。

作为本发明的进一步改进，所述烟气出口16连接铅雨冷凝器18，铅雨冷凝器18上部倾斜设置有两台驱动电机2，每台驱动电机2下部中心位置设置有石墨转子17，铅雨冷凝器18左侧串联有列管式换热器19，列管式换热器19串联布袋除尘器1，为了减少冷凝过程中锌的再氧化，要求锌蒸汽冷凝成液体锌所经过的时间愈短愈好，而且冷凝后的液体锌最好是与某种金属互溶，以便降低锌的活度，减少液体锌氧化，飞溅式冷凝器无法克服锌的氧化，采用铅雨冷凝器则可满足规模化生产的要求。

Claims (5)

1.一种锌冶炼电炉，包括炉体（8），变压器（4），炉体（8）呈两端封闭的卧式圆筒状，炉体（8）上设置有支撑装置，炉体（8）左端上部设置有烟气出口（16），炉体（8）右端下部设置有出铁口（10），炉体（8)右端中下部设置有排渣口(9)，炉体(8)上端安装多个用于加热炉体(8)内腔的石墨电极(6)，两相邻石墨电极(6)之间设置有贯穿炉体(8)的加料口(14)，变压器(4)上部设置有接线柱(3)，每根接线柱(3)上设置有两根连接线(5)，两根连接线(8)连接间隔的石墨电极(6)，变压器(4)为三相交流变压器，变压器(4)的额定容量为16000KVA，变压器(4)数量为两台，石墨电极(6)数量为12根，石墨电极(6)直径为550～650毫米。

2.根据权利要求1所述一种锌冶炼电炉其特征在于：所述炉体（8）外壳为钢板（15），炉体（8）内部下层为耐火砖（13），炉体（8）内部上层为一体浇筑的耐火材料。

3.根据权利要求1所述一种锌冶炼电炉其特征在于：所述炉体（8）外侧上部水平设置有冷水管（7），冷水管（7）上设置有喷孔，炉体（8）外侧下部设置有水槽（12）。

4.根据权利要求1所述一种锌冶炼电炉其特征在于：所述炉体（8）外侧沿轴向设置有环形钢圈（11）。

5.根据权利要求1到4中任何一项所述的一种锌冶炼电炉其特征在于：所述烟气出口（16）连接铅雨冷凝器（18），铅雨冷凝器（18）上部倾斜设置有两台驱动电机（2），每台驱动电机（2）下部中心位置设置有石墨转子（17），铅雨冷凝器（18）左侧串联有列管式换热器（19），列管式换热器（19）串联布袋除尘器（1）。