[发明专利]一种氧化锌矿的真空冶炼方法

说明书

本发明提供了一种氧化锌矿的真空冶炼方法，包括安装真空微波冶炼设备、冶炼操作，本发明利用金属锌在真空状态熔沸点大大降低，及氧化锌物料在混合碳粉后能够强烈吸收微波辐射产生瞬间高温及催化氧化锌还原反应的特点，不仅降低了氧化锌的还原冶炼温度，而且能够使还原反应从制粒团块中均匀、内外一起地进行，不存在热传导过程，同时微波在真空中辐射没有能量损失，能够快速地被氧化锌制粒吸收，因而能够进行低能耗高效率冶炼。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种氧化锌矿的真空冶炼方法。

背景技术

目前氧化锌物料的冶炼方法和技术有火法冶炼和湿法冶炼两种。火法冶炼主要有电炉还原冶炼，横罐、竖罐还原冶炼及陶土炮弹罐爬坡炉或八卦炉还原冶炼。以电弧，煤气，天然气，燃煤为加热能源进行的还原冶炼。由于是外加热，热传导存在梯度，热利用率低，能耗高，并且1000℃以下低温时，易在物料表面形成二氧化硅玻璃体包裹物料，锌的冶炼回收率较低。为提高回收率，必须提高冶炼温度达到1200℃以上，不仅热辐射损失很大，冶炼时间长达8小时，操作环境恶劣，而且冶炼炉设备寿命短，维护检修频繁，生产成本高。目前锌的火法冶炼约占锌冶金的10-15％，主要是针对某些难选高铁高硅氧化锌矿。锌的湿法冶炼虽然占锌冶金的85-90％，但是湿法冶炼要求氧化锌的品位高，杂质含量少，采用硫酸系统的湿法炼锌，对于低品位氧化锌矿要求必须进行选矿富集或回转窑或烟化炉氧化还原挥发富集锌含量达到30％以上才能有经济效益。采用氢氧化钠或氨水直接进行碱性浸出低品位氧化锌矿，虽然避免了选矿和回转窑氧化还原挥发富集的工艺要求，但锌的碱浸率低，锌的回收率只有70-80％，碱耗大，而且所得锌产品主要是锌粉或小碎锌块，熔铸率低。生产成本高，并且含硅酸盐的碱浸液在提取锌后不易处理。氧化锌物料的湿法冶炼虽然较火法冶炼优越，但对低品位氧化锌矿来说，工艺流程长，三废(废渣，废水，废气)量大，环保治理成本高。

发明内容

为解决上述问题，本发明利用金属锌在真空状态熔沸点大大降低，及氧化锌物料在混合碳粉后能够强烈吸收微波辐射产生瞬间高温及催化氧化锌还原反应的特点，不仅降低了氧化锌的还原冶炼温度，而且能够使还原反应从制粒团块中均匀、内外一起地进行，不存在热传导过程，同时微波在真空中辐射没有能量损失，能够快速地被氧化锌制粒吸收，因而能够进行低能耗高效率冶炼。

具体的，本发明的技术方案为：一种氧化锌矿的真空冶炼方法，包括以下步骤：

(1)安装真空微波冶炼设备，由真空炉，微波辐射元件，集液池，真空泵和抽气管道组成。

(2)将氧化锌物料磨细至60目以上，按碳/锌＝1.2-1.5与碳粉混合并制团粒度为1-5mm，通过加料口进入真空炉内，并同时抽真空至200-600Pa，然后开启微波辐射，调控微波辐射频率为2-300GHz，功率5-20kW，用冷却循环水调控冶炼温度500-800℃。控制冶炼时间60-180分钟，铸锭。

上述所述的冶炼为可以为间断冶炼、连续操作冶炼中一种。

当为间断冶炼时，可在冶炼结束后通入氮气卸真空，并铸锭清渣。

当为连续操作冶炼时，可设置双料钟加料和出渣，及定时抽吸铸锭。

上述步骤(1)所述的真空微波冶炼设备，由真空炉，微波辐射元件，集液池，真空泵和抽气管道组成，真空炉外壳由能够反射微波辐射的金属材料制作，保证无微波泄露，内部炉底至炉中部侧壁用能够吸收微波辐射的碳化硅材料砖砌，并且留有出渣口，底部通过锌封砖与集液池连通，真空炉上部及侧壁安装微波辐射元件，并有加料口和检修炉门，集液池上部与真空冶炼腔连通，同时设置锌蒸汽冷凝装置及真空抽气孔，下部锌液池由碳化硅材料筑炉，并有金属锌液铸锭孔，真空泵前设有金属筛网过滤装置，真空炉排气口用管道密封并在密封管道顶端安装煤气收集装置。

上述步骤(1)所述的真空抽气管设有麦氏真空计，过滤网筛装置设有阀门便于清灰时与真空炉隔绝，清灰时首先关闭隔离阀门再停真空泵，再清灰。