[发明专利]一种高温下收集铅、锌有色冶炼渣挥发物的装置及方法

说明书

本发明公开了一种高温下收集铅、锌有色冶炼渣挥发物的装置及方法，包括管式炉/真空气氛炉、保护性气体、抽水泵和冷却塔，管式炉/真空气氛炉的一端设置有密封元件，通有保护性气体的管道经密封元件与管式炉/真空气氛炉连接；另一端经抽水泵与冷却塔连接形成冷却回路；管式炉/真空气氛炉的恒温段设置有用于放置样品的坩埚，管式炉/真空气氛炉的一端与冷却回路的连接处设置有收集器。本发明可以高效率、不改变物质性质、较完整地收集高温下的铅锌渣挥发物质；采用本发明收集到的挥发物质来研究铅锌渣的高温物性更加准确，更具参考价值。

技术领域

本发明属于火法炼铅、炼锌过程中对挥发物质的凝固和收集技术领域，具体涉及一种高温下收集铅、锌有色冶炼渣挥发物的装置及方法。

背景技术

含铅和锌的有色冶金渣属于易挥发性炉渣。在冶炼过程中，铅、锌金属及其氧化物会不断的逸出；这些物质的逸出会导致炉渣的性质发生变化，而性质发生了什么样的变化，变化是由于炉渣内的哪些物质引起，均需要更多的工作进行研究。一旦能充分解析挥发-成分-物质-性质变化之间的关系，对火法冶炼工艺的顺利进行及其工艺优化等具有重要意义。

直接收集挥发性物质进行研究，是较为有效的研究手段。但这种方法实施的难易取决于挥发物质的性质。实验证明，常温下为气态物质最难收集，常温下容易凝结的物质最容易收集。而含铅和锌的有色冶金渣在高温下挥发出去的物质以金属蒸汽、金属氧化物或其他含硫化合物的粉尘为主，属于容易收集的种类；通过设计合理方法和装置可以完成这个过程。

文献显示，有研究者尝试过进行铅和锌挥发物的收集。主要是通过在管式炉口增加导管至玻璃瓶，在瓶中富集挥发性物质。申请者重复了该项实验发现，这种方式需要大量的反应物质，但只能收集到挥发物质的少部分，不足10％。而且装置构造复杂，易受到外界气温的影响。

通过研究发现，高温区的氧化铝炉管会吸附一定量的物质，形成含铅和锌的复杂氧化物。其次，挥发物质遇冷凝结在低温区的炉管和导管上。这就消耗掉大部分的挥发性物质，最后进入玻璃瓶的就微乎其微。就算实验者从炉管和导管的管壁上收集凝结的物质，也会发现收集到的量很不完全，更多的物质通过气体方式逸散或者反应消失。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种高温下收集铅、锌有色冶炼渣挥发物的装置及方法，在物料的高温区末端增加收集装置，通过制造局部低温使刚挥发出的物质冷却并凝固吸附在收集器上，提高铅锌挥发物质凝结和收集效率。

本发明采用以下技术方案：

一种高温下收集铅、锌有色冶炼渣挥发物的装置，包括管式炉/真空气氛炉、保护性气体、抽水泵和冷却塔，管式炉/真空气氛炉的一端设置有密封元件，通有保护性气体的管道经密封元件与管式炉/真空气氛炉连接；另一端经抽水泵与冷却塔连接形成冷却回路；管式炉/真空气氛炉的恒温段设置有用于放置样品的坩埚，管式炉/真空气氛炉的一端与冷却回路的连接处设置有收集器。

具体的，收集器包括冷却管以及设置在冷却管上的若干叶片，冷却管的两端分别经快速接头与冷却回路连接，一端冷却管上设置有定位杆，位于冷却管快速接头处的叶片以及定位杆分别通过紧固螺母固定连接。

进一步的，叶片为圆形结构，中心设置有用于安装取样杆的卡孔，卡孔两侧沿竖直方向对称设置有用于安装冷却管的贯穿孔，叶片上设置有多个烟道孔。

进一步的，烟道孔的排列方式如下：

第一种包括两个烟道孔，两个烟道孔对应设置在以卡孔为中心的直角坐标系的第二象限和第四象限；第二种包括两个烟道孔，两个烟道孔对应设置在以卡孔为中心的直角坐标系的第一象限和第二象限；第三种包括四个烟道孔，四个烟道孔分别设置在以卡孔为中心的直角坐标系的第一象限、第二象限、第三象限和第四象限；第四种包括三个烟道孔，三个烟道孔分别设置在以卡孔为中心的直角坐标系的第二象限、第三象限和第四象限。