[发明专利]一种锌冶炼电炉

说明书

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，其工艺为将电极插入液态熔融体（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；