炼锌设备及炼锌工艺
专利汇可以提供炼锌设备及炼锌工艺专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开一种炼锌设备和炼锌工艺。所述炼锌设备包括熔炼炉，用于将锌精矿熔炼成熔融物用于铸 块 ；鼓 风 炉，用于对铸块进行熔炼以便使铸块中的锌变成锌蒸气；和冷凝分离装置，所述冷凝分离装置的炉气入口与鼓风炉的炉气排出口相连，所述冷凝分离装置容纳有液态铅，从而冷凝分离装置从鼓风炉接收含锌炉气并利用液态铅从含锌炉气中捕集锌，且通 过冷 却使捕集的锌变成液态并浮在液态铅的上面以便分离锌和铅。根据本发明的炼锌设备和工艺，能够减少空气和噪声污染，提高效率，降低成本和投资，有效地利用资源和 能源 。，下面是炼锌设备及炼锌工艺专利的具体信息内容。
1、一种炼锌设备，其特征在于，包括： 熔炼炉，所述熔炼炉用于将锌精矿熔炼成熔融物用于铸块； 鼓风炉，所述鼓风炉用于对铸块进行熔炼以便使铸块中的锌变成锌蒸气；和 冷凝分离装置，所述冷凝分离装置的炉气入口与鼓风炉的炉气排出口相连，所述冷凝分离装置容纳有液态铅，从而冷凝分离装置从鼓风炉接收含锌炉气并利用液态铅从含锌炉气中捕集锌，且通过冷却使捕集的锌变成液态并浮在液态铅的上面以便分离锌和铅。
2、 根据权利要求1所述的炼锌设备，其特征在于，所述熔炼炉为氧气底吹熔炼炉，该氧气底吹熔炼炉的底部或侧部设有氧气喷入口。
3、 根据权利要求2所述的炼锌设备，其特征在于，所述氧气喷入口的轴线方向与竖直向下的方向的夹角a为0Q《a《90('。
4、 根据权利要求1所述的炼锌设备，其特征在于，进一步包括洗涤机，所述洗涤机用于洗涤从冷凝分离装置排出的除锌后的富含一氧化碳的炉气，以便从炉气中去除烟尘和/或未被捕集的锌。
5、 根据权利要求4所述的炼锌设备，其特征在于，进一步包括加热炉，所述加热炉利用洗涤后的富含一氧化碳的炉气加热将被送到鼓风炉内的空气。
6、 根据权利要求1所述的炼锌设备，其特征在于，进一步包括余热锅炉，所述余热锅炉用于回收熔炼炉排出的烟气中的热量。
7、 根据权利要求1所述的炼锌设备，其特征在于，所述冷凝分离装置包括：冷凝器，所述冷凝器具有含锌炉气入口、带有炉气出口的烟道、浮渣提取器、和转子，所述转子用于将冷凝分离装置内的液态铅搅动成铅雨，以便捕集炉气内的锌；铅泵，所述铅泵的入口与冷凝器相连，用于从冷凝器内泵出捕集了锌的铅；冷却溜槽，所述冷却溜槽的入口与铅泵的出口相连，且所述冷却溜槽用于对铅泵送入其中的捕集了锌的液态铅进行冷却，以便使锌变为液态并浮在铅的上面；分离槽，所述分离槽用于分离液态的锌与液态的铅，所述分离槽的入口与冷却溜槽的出口相连且所述分离槽的出铅口通过回铅槽与冷凝器的进铅口相连；和贮锌槽，所述贮锌槽的入口与分离槽的出锌口相连，用于贮存与铅分离的锌。
8、 根据权利要求7所述的炼锌设备，其特征在于，所述冷凝分离装置进一步包括：熔剂槽，所述熔剂槽设置在冷却溜槽与分离槽之间，熔剂槽的入口与冷却溜槽的出口相连且熔剂槽的出口与分离槽的入口相连；和熔析槽，所述熔析槽设置在分离槽和贮锌槽之间，熔析槽的入口与分离槽的出锌口相连且熔析槽的出锌口与贮锌槽相连。
9、 一种炼锌工艺，其特征在于，包括以下步骤：将锌精矿和熔剂加入到熔炼炉内熔炼成熔融物；将熔融物排出熔炼炉并进行铸块；将铸块和焦碳加入到鼓风炉内同时向鼓风炉内鼓热风，以便使铸块内的锌变成蒸气；利用液态铅捕集从鼓风炉排出的含锌炉气中的锌；冷却捕集了锌的液态铅，以便锌变成液态并浮在液态铅的上面；和分离液态锌和液态铅。
10、 根据权利要求9所述的炼锌工艺，其特征在于，进一步包括：将与锌分离的液态铅重复用于捕集含锌炉气中的锌。
11、 根据权利要求9所述的炼锌工艺，其特征在于，进一步包括：对去除了锌的富含一氧化碳的炉气进行洗涤。
12、 根据权利要求11所述的炼锌工艺，其特征在于，利用洗涤后的炉气对鼓送到鼓风炉内的空气进行加热。
13、 根据权利要求9所述的炼锌工艺，其特征在于，进一步包括：对从熔炼炉排出的烟气进行热交换，以便回收烟气中的热量。
14、 根据权利要求13所述的炼锌工艺，其特征在于，进一步包括：利用热交换后的富含二氧化硫的烟气制酸。
15、 根据权利要求9所述的炼锌工艺，其特征在于，所述锌精矿中还含有铅，所述炼锌工艺进一步包括：从鼓风炉的下部将炉渣下面的熔融铅排出。
炼锌设备及炼锌工艺
技术领域
鼓风炉炼锌法由英国帝国熔炼公司于50年代创始，因此常称为ISP 法（帝国熔炼法）。目前，全世界采用ISP法炼锌的有12个国家，ISP法 炼锌的产量占世界总产量的14。％。
ISP法炼锌的流程大体是：首先利用烧结机对锌精矿、熔剂（如石灰 石），和燃料的混合物进行烧结，然后利用粉碎机将烧结块粉碎，接着， 将粉碎后的烧结块进行筛分，粒度符合要求的烧结矿送入鼓风炉炼锌，而 粒度不符合要求的烧结矿返回再烧结，并再次经过粉碎，筛分。
然而，传统鼓风炉炼锌存在诸多问题。例如，经过粉碎和筛分，仅有 20%的烧结矿的粒度符合鼓风炉的粒度要求，其余80%的烧结矿返回再次 进行烧结，粉碎和筛分，从而即浪费了能源，也降低了效率。
另外，利用烧结机对矿石进行烧结存在许多问题，例如，烧结机的噪 声污染、粉尘污染非常大，容易发生铅中毒。
利用烧结机对矿石进行烧结，投资非常大。而且，矿石中的硫经过烧 结机烧结后变成二氧化硫，但是，二氧化硫在烧结机排气中的含量小、浓 度低，制酸困难，因此硫的回收率低，如果用于制酸，会大大增加制酸工 厂的投资和成本。另外，排放到大气中的烧结机排气的二氧化硫的含量大， 导致空气污染和酸雨。
由此，对于现有的鼓风炉炼锌，虽然对烧结机采取了诸多的改造措施， 但是效果不好，无法很好解决上述问题。
发明内容
为此，根据本发明的一个方面，提出一种炼锌设备，该炼锌设备消除
5了使用烧结机带来的问题，成本低，污染小。
根据本发明实施例的炼锌设备包括：熔炼炉，所述熔炼炉用于将锌精 矿熔炼成熔融物用于铸块；鼓风炉，所述鼓风炉用于对铸块进行熔炼以便 使铸块中的锌变成锌蒸气；和冷凝分离装置，所述冷凝分离装置的炉气入
口与鼓风炉的炉气排出口相连，所述冷凝分离装置容纳有液态铅，从而冷 凝分离装置从鼓风炉接收含锌炉气并利用液态铅从含锌炉气中捕集锌，且 通过冷却使捕集的锌变成液态并浮在液态铅的上面以便分离锌和铅。
根据本发明实施例的炼锌设备还具有如下附加技术特征： 所述熔炼炉为氧气底吹熔炼炉，该氧气底吹熔炼炉的底部或侧部设有
氧气喷入口。所述氧气喷入口的轴线方向与竖直向下的方向的夹角a为0。
根据本发明实施例的炼锌设备进一步包括洗涤机，所述洗涤机用于洗 涤从冷凝分离装置排出的除锌后的富含一氧化碳的炉气，以便从炉气中去 除烟尘和/或未被捕集的锌。
根据本发明实施例的炼锌设备进一步包括加热炉，所述加热炉利用洗 涤后的富含一氧化碳的炉气加热将被送到鼓风炉内的空气。
根据本发明实施例的炼锌设备进一步包括余热锅炉，所述余热锅炉用 于回收熔炼炉排出的烟气中的热量。
所述冷凝分离装置包括：冷凝器，所述冷凝器具有含锌炉气入口、带 有炉气出口的烟道、浮渣提取器、和转子，所述转子用于将冷凝分离装置 内的液态铅搅动成铅雨，以便捕集炉气内的锌；铅泵，所述铅泵的入口与 冷凝器相连，用于从冷凝器内泵出捕集了锌的铅；冷却溜槽，所述冷却溜 槽的入口与铅泵的出口相连，且所述冷却溜槽用于对铅泵送入其中的捕集 了锌的液态铅进行冷却，以便使锌变为液态并浮在铅的上面；分离槽，所 述分离槽用于分离液态的锌与液态的铅，所述分离槽的入口与冷却溜槽的 出口相连且所述分离槽的出铅口通过回铅槽与冷凝器的进铅口相连；和贮 锌槽，所述贮锌槽的入口与分离槽的出锌口相连，用于贮存与铅分离的锌。
所述冷凝分离装置进一步包括：熔剂槽，所述熔剂槽设置在冷却溜槽 与分离槽之间，熔剂槽的入口与冷却溜槽的出口相连且熔剂槽的出口与分 离槽的入口相连；和熔析槽，所述熔析槽设置在分离槽和贮锌槽之间，熔析槽的入口与分离槽的出锌口相连且熔析槽的出锌口与贮锌槽相连。
根据本发明的另一方面，提出一种炼锌工艺，该炼锌工艺流程简单， 污染小，成本低。
根据本发明实施例的炼锌工艺包括以下步骤：将锌精矿和熔剂加入到 熔炼炉内熔炼成熔融物；将熔融物排出熔炼炉并进行铸块；将铸块和焦碳 加入到鼓风炉内同时向鼓风炉内鼓热风，以便使铸块内的锌变成蒸气；利 用液态铅捕集从鼓风炉排出的含锌炉气中的锌；冷却捕集了锌的液态铅， 以便锌变成液态并浮在液态铅的上面；和分离液态锌和液态铅。
根据本发明实施例的炼锌工艺还具有如下附加技术特征-
根据本发明实施例的炼锌工艺进一步包括将与锌分离的液态铅重复 用于捕集含锌炉气中的锌。
根据本发明实施例的炼锌工艺进一步包括对去除了锌的富含一氧化 碳的炉气进行洗涤。
利用洗涤后的炉气对鼓送到鼓风炉内的空气进行加热。
根据本发明实施例的炼锌工艺进一步包括对从熔炼炉排出的烟气进 行热交换，以便回收烟气中的热量。
根据本发明实施例的炼锌工艺进一步包括利用热交换后的富含二氧 化硫的烟气制酸。
所述锌精矿中还含有铅，所述炼锌工艺进一步包括：从鼓风炉的下部 将炉渣下面的熔融铅排出。
由此，与现有技术相比，本发明的炼锌设备和炼锌工艺至少具有下列 优点之一：
根据本发明的炼锌设备和工艺消除了烧结机，彻底消除了烧结机带来 的问题，例如不需要对矿石进行烧结，粉碎和筛分，从而设备和工艺更加 简单，降低了粉尘和噪声污染。
根据本发明的炼锌设备和工艺，利用熔炼炉代替烧结机，降低了粉尘 和噪声污染，消除了粉碎和筛分设备和工艺，熔炼炉熔炼的矿石能够通过 铸块，全部添加到鼓风炉内，从而减少了矿石的返回率。而且，在铸块后， 可以不等铸块的温度降低，就将铸块添加到鼓风炉内，从而能够节约鼓风 炉熔炼铸块所需的能源。
7根据本发明的炼锌设备和工艺，熔炼炉的烟气中的二氧化硫含量高， 浓度大，因此可以用于制酸，进而降低了制酸的投资和成本，减少了对空 气的污染。
根据本发明的炼锌设备和工艺，熔炼炉的烟气可以例如利用余热锅炉 回收其中的热量，用于民用或生产用，节约了能源。
根据本发明的炼锌设备和工艺，分离锌的鼓风炉炉气由于富含一氧化 碳，因此，能够用于加热送到鼓风炉内的空气，从而进一步节约了能源， 降低了污染。
根据本发明的炼锌设备和工艺，通过采用氧气底吹熔炼炉熔炼锌精 矿，能够充分地对矿石进行熔炼，熔炼的效率更高，更加节省能源，降低 污染等。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面 的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或其他方面和优点从下面结合附图对实施例的描述 中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的炼锌设备的氧气底吹熔炼炉； 图2是图1所示氧气底吹熔炼炉的端视图；
图3是根据本发明实施例的炼锌设备的鼓风炉、冷却分离装置、洗涤 机、和加热炉的示意图；
图4是根据本发明实施例的炼锌设备的余热锅炉的示意图； 图5是根据本发明实施例的炼锌工艺的流程图； 图6是根据本发明另一实施例的炼锌工艺的流程图；和 图7是根据本发明又一实施例的炼锌工艺的流程图。
具体实施方式
熔炼炉1用于将锌精矿熔炼成熔融物用于铸块。鼓风炉2用于对铸块
进行熔炼以便使铸块中的锌变成锌蒸气。冷凝分离装置3从鼓风炉2接收
含锌炉气并利用液态铅从含锌炉气中捕集锌，且通过冷却使捕集的锌变成 液态并浮在液态铅的上面以便分离锌和铅。
根据本发明进一步的实施例，炼锌设备还可以包括洗涤机6，加热炉 4和余热锅炉7。
具体而言，如图1-4所示，图1示出了炼锌设备的熔炼炉1，例如氧 气底吹熔炼炉，熔炼炉1包括加料口 13、烟气出口 12，氧气喷入口 11和 排放口 14。
加料口 13用于向熔炼炉1内添加锌精矿或锌铅精矿，和熔剂，如石 英石。烟气出口 12用于排放熔炼中产生的高温烟气。氧气喷入口 11用于 向熔炼炉1内喷入氧气。排放口 14用于排放出锌精矿和熔剂的熔融物。
氧气喷入口 11形成在熔炼炉1的底部或侧部，且氧气喷入口 11的轴 线方向与竖直向下方向的夹角a在0 — 90度的范围内，因此熔炼炉1可以 称为氧气底吹熔炼炉，如图2所示。
将从排放口 14排出的熔融物铸块，铸块的粒度满足鼓风炉2的要求。 在铸块未完全冷却之前，将铸块和焦碳从鼓风炉2顶端的加料口加入。
图3示出了根据本发明炼锌设备的鼓风炉2，冷凝分离装置3，洗涤 机6，和加热炉4。
鼓风炉2的加料口处设置有两个料钟21， 22。当加料（如铸块和热的 焦碳）时，料钟21， 22向上移动，如图3所示，料钟21打开加料口，而 料钟22将加料口与鼓风炉2的内腔隔离。当加料后，料钟21， 22向下移 动，料钟21密封加料口，而加料口与鼓风炉2的内腔连通。加入的料沿 料钟22布到鼓风炉2内。
鼓风炉2的下部连接有向鼓风炉2的内腔中喷入热风的喷嘴5，图3 中示出了两个喷嘴5，但是本发明并不限于此，喷嘴5的数量可以为任何 合适的数量。
鼓风炉2靠近底部的位置上还设置有出铅口 23和排渣口 24。当锌精矿中含有铅时，在鼓风炉2内的熔炼出的铅通过出铅口 23排出。当然， 如果矿石中不含有铅，也可以不设置出铅口23，仅设置排渣口24。
鼓风炉2上还设置有炉气排出口 25，含锌或锌铅精矿在鼓风炉2内被 熔炼，其中的锌变成气态，从而和炉气一起从炉气排出口 25排出，而铅 变为液态沉在鼓风炉2的底部，通过出铅口 23排出。渣位于铅的上面， 通过排渣口 24排出。
如图3所示，冷凝分离装置3包括冷凝器31，冷凝器31具有含锌炉 气入口312、带有炉气出口的烟道32、浮渣提取器38、和转子311，转子 311用于将冷凝分离装置3内的液态铅搅动成铅雨，以便捕集炉气内的锌。 冷凝器31的含锌炉气入口 312例如通过管道7与鼓风炉2的炉气排出口 25相连，从而鼓风炉2内的含锌炉气通过管道7进入冷凝器31。
冷凝分离装置3的铅泵33的入口与冷凝器31相连，用于从冷凝器31 内泵出捕集了炉气内的锌的铅。
冷凝分离装置3的冷却溜槽34的入口与铅泵33的出口相连，冷却溜 槽34用于对铅泵送入其中的捕集了锌的液态铅进行冷却，以便使锌变为 液态并浮在铅的上面。
冷却溜槽34与熔剂槽310相连，被冷却后的变为液态的锌和位于锌 下面的铅从冷却溜槽34进入熔剂槽310,由于捕集的锌中可能存在氧化 锌，因此，在熔剂槽310内可以加入熔剂，例如氯化氨，从而使氧化锌变 成单体锌。熔剂槽310的出口与冷凝分离装置3的分离槽35的入口相连。
分离槽35用于分离液态的锌与液态的铅，分离槽35的入口与熔剂槽 310的出口相连且分离槽310的出铅口通过回铅槽39与冷凝器31的进铅 口相连，从而与锌分离后的铅返回到冷凝器31内，重复用于从含锌炉气 内捕集锌。
冷凝分离装置3的熔析槽36的入口与分离槽35的出锌口相连，与铅 初步分离的锌从分离槽35进入熔析槽36内，在熔析槽36内，锌与可能 存在的铅进一步分离，分离后的锌进入冷凝分离装置3的贮锌槽37内， 而分离的铅可以返回到分离槽35内。由此，完成了锌的熔炼。
含锌炉气在冷凝器31内被捕集锌之后，通过烟道32排出，排出的炉 气中富含一氧化碳。从烟道32排出的富含一氧化碳的炉气进入洗涤机6，
10以便去除其中的烟尘和/或未被捕集的锌，然后洗涤后的炉气可以进入加热 炉4，用于加热空气，而加热的空气又可以通过喷嘴5鼓入鼓风炉2内， 从而资源能够得到循环利用，如图3所示。当然，得到的富含一氧化碳的 炉气也可以用于其他用途。
浮渣提取器38提取的浮渣以及其他装置收集的篮粉可以经过处理重
复用于炼锌，这与现有技术相同，这里不再赘述。
冷凝分离装置3的其他构成可以与现有技术相同，这里不再详细赘述。
如图4所示，图4示出了炼锌设备的余热锅炉7，余热锅炉7包括炉 体，进烟口 71和出烟口 72。进烟口 71设置在氧气底吹熔炼炉1的烟气出 口 12的上方，高温烟气从氧气底吹熔炼炉1进入余热锅炉炉体，经过热 交换后，从出烟口 72排出。交换后的热量可以用于民用，例如供暖，或 者用于生产用，例如发电。余热锅炉的其他构成，例如循环系统，可以与 现有技术相同，这里不再详细赘述。
下面参看图5-7描述根据本发明实施例的炼锌工艺。
如图5所示，示出了根据本发明一个实施例的炼锌工艺的流程。首先， 将锌精矿和熔剂加入到氧气底吹熔炼炉1内，以便将它们熔炼成熔融物。 将熔融物排出氧气底吹熔炼炉1并进行铸块。
接着，将铸块和焦碳加入到鼓风炉2内同时向鼓风炉2内鼓热风，从 而铸块内的锌变成蒸气。对于本领域的普通技术人员，明显的是，焦碳在 加入到鼓风炉2之前，需要被加热到大约800摄氏度，当然，对于焦碳的 预热，可以采用任何合适的手段。而且，铸块是在完全冷却之前加入到鼓 风炉2内的，从而节约鼓风炉2熔炼所需的能源。
含锌炉气从鼓风炉2进入冷凝分离装置3，冷凝分离装置3内的转子 311转动，从而搅动其中的液态铅形成"铅雨"，利用铅雨含锌炉气中的锌。
接着，通过铅泵33将捕集了锌的铅泵送到冷却溜槽34内，以便冷却 捕集了锌的液态铅，从而锌变成液态并浮在液态铅的上面。
分离液态锌和液态铅进入熔剂槽310，通过合适的熔剂将氧化锌变成 单体锌，然后锌和铅进入分离槽35分离，分离后的锌进入熔析槽与可能 存在的铅进一步分离，与铅进一步分离的锌进入贮锌槽。分离后的铅通过 回铅槽返回到冷凝器31内，重复用于从炉气内捕集锌。由此完成了锌的熔炼。
图6示出了根据本发明另一实施例的炼锌工艺，如图6所示，当加入 到熔炼炉1内的矿石中还含有铅时，在鼓风炉2内，矿石中的铅通过熔炼
沉于鼓风炉2的底部，熔炼的铅通过出铅口 23排出，鼓风炉2内的渣通 过排渣口 24排出。其他步骤可以与图5所示实施例相同。
图7示出了根据本发明又一实施例的炼锌工艺，如图7所示，在冷凝 器31内，分离出锌的炉气富含一氧化碳，经过洗涤后可以用于加热鼓送 到鼓风炉2内的空气。熔炼炉l排出的高温烟气，可以利用余热锅炉7进 行热量回收。回收了热量的烟气中含有浓度较高的二氧化硫，可以用于制 酸，从而减少对空气的污染。图7所示炼锌工艺的其他步骤可以与图6所 示的炼锌工艺相同，这里不再详细赘述。
由此，根据本发明，通过采用熔炼炉1，尤其是氧气底吹熔炼炉，对 锌/或锌铅精矿进行熔炼，然后在通过鼓风炉2进行熔炼，能够克服传统 烧结带来的问题，减少了各种污染，降低了成本，而且能够重复利用资源， 尤其是对于现存鼓风炉炼锌设备，能够容易地进行改造。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员 而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例 进行变化、修改和替换，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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