PC竖炉炼锌工艺

PC竖炉炼锌工艺
PC竖炉炼锌工艺
河南化工2001年第9期
彭城彭广友
河南栾川众鑫化工有司471500)(河南栾川县经贸委471500)
摘要从工艺,设备,原料,技术操作,fg~4条件等方面对用PC竖妒炼辞S-艺进行了阐述,说明该工艺既节约能
源,又降低成本,锌含量99.7%,总收率达956%.
美毽词Pc竖炉锌化器碳化硅锌锭
由于锌的用途很广,近年来,国内外对锌的需求
日益增长,某些地区出现了许多用简陋的设备,原始
的工艺生产锌锭,环境污染大,劳动条件差,吨锌煤
耗4.3t,回收率只有57%左右,造成大量的锌资源
浪费.为此我们研制开发了Pc竖炉炼锌的生产工
艺技术,并取得了锌含量997%,总收率95.6%,吨
锌综合煤耗2.18t的显着成效.
1生产原料与工艺流程
1.1生产原料
ZnS精矿经焙烧后用作原料,其化学成分:Zn,
486%;S,0.6%;lab,0.23%;Cu,0.12%;Cd,
0.O1%;As,0.08%.制成团球后成分:zn,32.3%;
S,038%:lab,0.15%;Cu,0.o8%;Cd,0.OO6%;C,
25.O%;H20.4.6%.抗压力3.6MPa,抛高度(水泥
面)lm,2次.
1.2工艺流程(见图1)
将原料进行粉碎筛分,再经配料碾压,压团,干
燥焦结后,送到器内进行锌化蒸馏,冷凝铸锭.
图1工艺流程图
2锌锭试生产情况
2.1主要设备
上料机,碾压机,压团机,预锌器,集锌器,锌化
器,冷凝器,燃烧炉,排渣机等.炉体有耐热铸钢支座,高铝质耐火砖砌成循环式燃烧室,外附珍珠岩保温层.
该生产中关键设备为锌化器,锌化器采用SiC
材质,一次性铸造成型,把烧成温度13009[:提高到1500~C,并在中性或弱还原性火焰中烧制.主要技术参数:SiC>90%;使用耐压>90MPa;荷重软化点>1650℃;密度2.5～2.6g/ran3.
2.2试生产过程
2.2.1开炉准备
检查供水,供电,供风,上料与排渣系统等配套
设施一切完好后,将料盅关闭,把破碎为30～50ram 粒径的干燥焦炭用上料机输送到预锌器内,高度为700～800nun+符合要求的团球备用
2.2.2点火升温
新炉子要进行烘炉6—8d;升温控制在120～600%为5~C/h,600～900%为10~C/h,达到温控时均要进行恒温8h以上.
2.2.3正常操作
当温度达到850～900T:时,开启料盅,把焦炭放
人锌化器内,此时可间断性鼓人小风量,每3h加人一
次焦炭,每次加人量要从排渣机循环排出10%～20%,待加人量达到集锌器体1/2处,可适当调大风量,进行调节一冷器温度达到平衡状态,若温度偏
低,风量增大,尽快提高温度,缩短开炉时间,当温度达到平衡时,即可转人正常操作过程.
正常操作采用定温,定位,定加料量,定排渣量
的四定原则,工艺条件:集锌器,850～900%;燃烧室,1320～1350~C;加料量,2.4～2.5kg/mim排渣量, 1.6～17kg/roin;料层位限,集锌器1/2处;炉顶压
收稿日期:0001—O自—04
…
T一～i
河南化工2001年第9期
力,一2Pa.冷凝锌液4h放一次,进行直接铸锭
2.2.4排烟及烟尘处理
燃烧室排出的烟气经水喷淋后排空,一冷器气
体排出口经二冷收尘,雾化装置吸收,所排气体均可达到国标.
2.2.5产品质量与指标
产出锌锭呈白而略带灰色的金属,断裂面细粒
状六面体结晶,化学成分为:zn,99.78%;Pb,
0.110%;Fe,0.016%;CA,0.018%;Cu,0.002%;As,
0.003%
主要技术经济指标为:器壁生产能力,0.182
(?d);集锌器温度,880~C;还原煤耗,0.980t/t;
燃料煤耗,1.200t/t;总回收率,95.6%;锌耗焦球,
1.05t/t;冷凝效率,96.1%.
3结果与讨论
3.1温度影响
生团球在干燥中温度升得过快,会使团球产生
裂纹,控制温度十分重要.要求在65～7O℃控制
8h;85—90℃,8h;1(30—110℃,8h;130—140℃,24h.
干燥时间长短要根据含水量及天气变化有所不同. 干燥后750～780℃进行焦结,以满足锌化蒸馏过程的要求.
3.2气体成分
若空气进人一冷器与锌气体相遇,会发生爆炸;
同时增多蓝粉的生成量,降低冷凝效率.器内导出
的气体成分,对冷凝效率有一定影响,为获得良好的冷凝效果,必须要求操作平稳
3.3SiC含量
SiC的导热性是保证使用特性与经济效果关键
条件之一.实践证明:含SiC愈高,热传导性愈好,
热的利用率也就越高;三种不同SiC含量:81%～83%,85%～86%,9o%～91%的热利用率分别为
%,74%,89%.在SiC含量9o%～91%情况下,
当器壁厚为70mm,9Omm,110mm时热传导情况对比见图2.在器壁厚度一定时,当SiC含量为:81%, 83.5%,90.5%时热传导情况对比见图3.
由图2可知,SiC含量一定,器壁的厚度对热传
导性设有影响,均可以达到温度控制的操作条件.
由图3可知,器壁厚度一定,SiC含量对热传导性有着较大影响.因此由pc竖炉炼锌的特性所决定,
锌化器SiC>9o%才能满足工艺条件的要求.
3.4焦炭含量
实践证明,在炉料中加入6%～10%的焦炭混
p
\
世
时问/h
图2不同壁厚的热传导情况
900
800
7DO
600
500
400
300
200
tOO
图3不同!;ic含量热传导情况
合在团球中,能增强料间热能的传播能力,有效地防止锌在残渣中的损失,还可以提高滤铅效率及锌锭的质量.我们确定焦炭粒径为35—50mm.
3.5其它
锌化蒸馏与料层位限,加料速度,排渣速度,集
锌器温度等因素有着密切关系.实践证明,保证料层位限,稳定温度,降低排渣速度有利于锌化蒸馏. 4结论
4.1PC竖炉炼锌技术上可行,工艺合理,应用于生
产将给锌工业带来显着的经济效益和社会效益. 4.2该炼锌装置中的锌化器采用SiC(>9o%)一次铸造成圆形或椭圆形,大幅度提高了热传导性能和热利用效率,减小了器体受力作用,可以延长器体的使用寿命,每年可减少维修费用2.6万元.
4.3采用了自动上料,排渣系统,减轻了劳动强度, 改善了操作条件;同时增加了雾化系统,减轻了环境污染.
4.4该工艺锌总收率达9
5.6%,吨锌综合煤耗
2.18t,冷凝效率96.1%,得到粗锌纯度达99.78%, 创火法制取锌锭的最好水平.
4.5经试验和工业实践表明,该法工艺技术先进, 经济合理,设备简单,操作易掌握,原材料来源广,生产规模灵活性大,投资小,见效快,特别适于地方中小型企业.
啪㈣铷m。