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炼锌用耐火材料

作者:admin 发布日期: 2021-01-12 二维码分享


锌冶炼有火法冶炼和湿法冶炼两种,火法炼锌主要有竖罐炼锌蒸馏炉、塔式精馏炉、密闭鼓风炉及电热法炼锌等,湿法炼锌有传统的两端浸出法,即浸出渣用挥发窑处理及热酸浸出流程,即渣处理采用黄钾铁矾法、针铁矿法、赤铁矿法等,还有全湿法流程加压浸工艺等,炼锌用铅锌密闭鼓风炉等。

蒸馏法炼锌在我国粗锌冶炼中所占的比例约为30%,而采用塔式锌精馏炉生产的精锌,占精锌产品的50%

竖罐炼锌流程是火法炼锌的主要流程之一,目前虽然在国外使用这种流程的工厂已经很少了,但在我国还有相当数量的粗锌是用这种竖罐炼锌流程生产的,而所有火法炼锌产出的粗锌的精炼全是在精馏炉内进行的。

竖罐炼锌蒸馏炉是隔焰加热的火法炼锌设备。它由罐体(罐本体、上延部、下延部)、燃烧室、换热室及冷凝器等几部分组成。大型双罐炉的炉体总高度可达20m。其原理为:含焦粉烧结团矿从炉顶加入,团矿向下运行,由罐外燃烧室简介加热,使团矿中的ZnO1200~1300℃被还原为气态Zn,含Zn蒸气的炉气从炉子的上延部进入冷凝管(600℃),冷凝成锌液,残留渣由下部排出。

 

竖罐是间接加热,罐内为还原气氛,另外焦结团矿在罐内运动时,罐本体内壁承受着高温和硬度较高的团矿的摩擦,所以选用高热导率、高强度、抗蚀性强、耐磨性高的碳化硅材料。同时为保障罐内具有强还原气氛,碳化硅砌体必须精细加工与砌筑。罐头(即罐体两端墙)与罐壁(即罐体侧墙)的结合处为保障良好的气密性与热稳定性,一般采用砂封槽的形式。冷凝器由于要导热性好,也采用碳化硅材料。燃烧室布置在罐体的两侧部,通过加热罐体外壁间接加热罐内团矿,基本与罐体同样高,但宽度不大,是细高型的,温度在1300~1350℃,所以要求耐火材料高温强度高,目前用高质量高铝砖砌筑。换热室和冷凝器的温度不高,一般采用粘土砖砌筑。

塔式锌精馏炉是火法提炼精锌的.主要设备,它包括熔化炉、熔析炉(包括分馏室)、铅塔冷凝器、高镉锌冷凝器、精锌贮槽等部分,实际为多台设备组合体的总称,结构复杂。铅塔和镉塔是塔式锌精馏炉组的主体设备,它们的炉型相似,中间是一组数十个塔盘层叠而成。通常锌精馏炉一般主要由两座铅塔和一座镉塔组成。

精馏过程是利用锌与其他杂质的沸点不同而锌的沸点较低的特点(锌为916℃,铅为1750℃,镉为765℃),运用连续分馏原理将杂质金属(主要是铅、铁、镉等)分离,以获得精锌或1~3级锌。

精馏过程分为两段:首段是在铅塔内分离出铅、铁、铜、锡、烟等高沸点金属,并在熔析炉中产出铅(烟)、铁锌合金和无镉锌;第二段在镉塔中进行,铅塔冷凝器中产出的含镉锌流入镉塔,分馏后在他的下部产出精锌,镉则在冷凝器中富集与高镉锌内。

在火法炼锌时,在还原、蒸馏和精馏等工序中,由于锌蒸气易被氧气、二氧化碳以及水蒸气所氧化,故炼锌还原和蒸馏设备一般采用密闭或隔焰加热的方法进行冶炼,要求蒸馏不透气,不变形,隔焰层应选用高导热、高强度且不与炉料或锌蒸气反应的材料。

另外,锌蒸气须经冷凝收集,一般设有冷凝设备,为了喷溅冷凝锌蒸气成液体锌,在冷凝器内采用的转子以750~1000r/min的速度旋转,转子所用材料要求具有高的抗热震性及高温机械强度,并不与液体锌和锌蒸气反应。塔式锌精馏炉中的塔盘,由于直接与金属蒸气和熔体接触,要求材料抗金属蒸气和熔体侵蚀的能力优良,且具有高的导热能力好高强度,因此炉衬以碳化硅耐火材料为佳。

碳化硅耐火材料由于化学稳定性好、高温强度大、热导率高、抗热震性好、耐磨、抗冲刷、不被金属熔体润湿,抗金属蒸气侵蚀等优点,适宜作竖罐锌蒸馏炉炉壁,锌精馏炉的塔盘,冷凝器与转子等部位,故在窑炉关键部位多采用碳化硅质耐火材料,除此之外,其他部位还采用黏土质、高铝质、镁质以及不定形耐火材料。


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