專利名稱：外熱立式真空金屬回收蒸餾爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種真空金屬回收蒸餾爐，屬于真空冶金設(shè)備。
背景技術(shù)：
我國是鋅資源大國，同時也是鋅生產(chǎn)和消費大國，目前，中國金屬鋅產(chǎn)量 居世界第一位。鋅由其性質(zhì)決定，用途廣泛，它在國民經(jīng)濟中具有極其重要的地位，其主要應(yīng)用于保護鋼鐵、延長鋼鐵使用壽命的鍍鋅工業(yè)，鋅基合金如黃 銅，冶煉添加劑如加鋅脫銀、加鋅粉除銅隔等行業(yè)。在鋅的使用和冶煉過程中， 產(chǎn)生大量二次(再生)鋅原料，如熱鍍鋅渣、廢雜黃銅、廢鋅-鋁合金，尤其火 法冶煉過程中，產(chǎn)出特殊的中間合金產(chǎn)品，如硬鋅、銀鋅殼、銅-鎘渣、鋅-銅合 金等，這些二次鋅物(原)料，絕大部分都以多元合金存在，且化學(xué)成分復(fù)雜， 物理外觀各異，難以回收處理，而這些復(fù)雜多元合金中有些含稀貴金屬，如硬 鋅中大量富集銦、鍺，銀鋅殼中大量富集金、銀，可綜合回收利用，在過去的 回收利用中，大多釆用傳統(tǒng)工藝-高溫還原氧化揮發(fā)法，即使鋅以蒸汽狀態(tài)進入 氣相，之后氧化成氧化鋅，收塵得到氧化鋅粉，熔體中得到棄渣和殘余合金，例如，廢雜銅(黃銅、鋅^銅合金，含鋅約35%)的回收利用是在轉(zhuǎn)爐中吹煉； 廢鋅一鉬合金則釆用廢料燃燒法處理，將鋁、鋅全部氧化成氧化物；硬鋅釆用 隔焰爐揮發(fā)回收利用，得到氧化鋅和殘留合金等。以上方法金屬回收率低、能 耗高、流程長、中間產(chǎn)品質(zhì)量差、環(huán)境污染嚴(yán)重。因此，開發(fā)和利用研究新技 術(shù)、新工藝、新設(shè)備、來處理復(fù)雜鋅合金，回收金屬鋅及有價稀貴金屬元素， 提高鋅二次資源的利用率是具有理論價值和實際意義的。
由于在復(fù)雜鋅合金中，鋅與其他元素(銅、鐵、鋁、銀、金、鉛、銦、鍺 等)在飽和蒸汽壓上相差較大，因而，利用這一性質(zhì)，在真空狀態(tài)下，使鋅與 其他元素分離。在專利91101840.9熱鍍鋅渣真空蒸餾提鋅方法和專利 98107600.9硬鋅真空蒸餾提鋅和富集鍺銦銀中分別公開了 一種真空蒸餾提鋅的 方法，其中涉及一種臥式真空爐，其特征是固體進料出渣，液體出鋅。與傳統(tǒng) 隔焰爐一電爐法相比，具有金屬回收率高，無污染等優(yōu)點，但該已有技術(shù)仍存 在一定問題，主要為主體設(shè)備易受鋅液腐蝕；真空罐法蘭連接處容易產(chǎn)生熱變 形，影響密封性，引起蒸發(fā)室漏鋅；加料小車保溫性差，滲渣嚴(yán)重，小車易變 形，卡死爐中；冷凝結(jié)鋅問題難以排除，易導(dǎo)致冷凝器結(jié)鋅死爐。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種外熱立式真空金屬回收蒸餾 爐，原料中的鋅可直接由固態(tài)升華為氣態(tài)，在冷凝器中直接迅速冷凝為固態(tài)， 不經(jīng)中間液態(tài)過程，對設(shè)備無腐蝕，結(jié)構(gòu)緊湊，密封性好。
解決本實用新型的技術(shù)問題所釆用的方案是加熱桶的上開口密封連接著 冷凝器，真空泵通過管道依次與收塵器和冷凝器上端連通。
冷凝器通過法蘭連接在加熱桶上，組成真空室，法蘭盤作為為支撐放置在 電爐上，冷凝器抽氣管焊接在冷凝器頂部，控溫儀和溫度顯示與記錄儀的熱電 偶設(shè)置在電爐中，真空計通過真空管連接在收塵器抽氣管上。
冷凝器釆用夾套式外殼強制水冷結(jié)構(gòu)，真空泵的真空度為5 Pa 10Pa，收 塵器抽氣管焊接在收塵器下部，排空管與真空泵軟連接。
本實用新型的具體技術(shù)方案為冷凝器內(nèi)直徑為1360mm,高為1100mm; 加熱桶上部內(nèi)直徑為1100mm，高為305mm，下部球面內(nèi)徑為654mm;真空泵 為2XZ-30旋片式真空泵；真空計為麥?zhǔn)险婵沼嫞瑴y量范圍l~650Pa;電爐為 ZR9-Cll0x40/JG真空罐爐，額定功率100kW,額定電壓380V，爐罐尺寸 ①1100 x 400(mm),外形尺寸3400 x 2220 x 2610(mm);電爐控溫儀為 KRW10-100/2-C電爐溫度控制柜；溫度顯示與記錄儀為XG-14智能圓圖數(shù)字顯 示記錄儀；收塵器尺寸為①350x600(mm);抽氣管內(nèi)直徑為108mm。
本實用新型的有益效果是
1. 固態(tài)進料出渣，固態(tài)出鋅，原料中的鋅直接由固態(tài)升華為氣態(tài)，在冷凝 器中直接迅速冷凝為固態(tài)，不經(jīng)中間液態(tài)過程，對設(shè)備無腐蝕。
2. 設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，加工精度要求不高，造價低。
3. 采用雙控溫區(qū)電爐加熱，溫度梯度設(shè)計合理，控溫方便、穩(wěn)定，精度高。
4. 冷凝器采用鋼制成半圓型冷凝罩及園柱冷凝屏。外殼釆用強制水冷，可 方便地控制冷凝溫度及配合蒸發(fā)過程進行。
5. 釆用一級冷凝和一級收塵對鋅蒸汽進行冷凝和收塵，冷凝器與蒸發(fā)器同 置于爐體中，結(jié)構(gòu)緊湊，易于檢修。
6. 操作方便，過程穩(wěn)定，終點易控制。裝料，抽真空至5 10Pa，加熱蒸餾， 隨著鋅的蒸發(fā)，真空度會升至30 100Pa,然后伴隨鋅的冷凝以及反應(yīng)的進行真 空度會逐漸降低，直至回復(fù)到初始真空度5 10Pa,表明鋅已蒸餾完畢。關(guān)閉電 爐停止加熱，開大冷卻水降溫，當(dāng)爐溫降到約200℃時，停止抽真空泵，打開冷 凝器，從冷凝器內(nèi)壁剝離后可得金屬鋅，從加熱桶取出殘渣可得富集稀貴金屬 的殘渣。


圖l為本裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中各標(biāo)號依次表示冷凝器l、加熱桶2、電爐3、真空泵4、控溫儀5、 溫度顯示與記錄儀6、收塵器7、冷凝器進水口 8、冷凝器出水口 9、冷凝器抽 氣管10、收塵器抽氣管11、真空計12、真空管13、排空管14。
具體實施方式
冷凝器1通過法蘭連接在加熱桶2上，組成真空室，以法蘭盤為支撐放置 在電爐3上，控溫儀5和溫度顯示與記錄儀6通過熱電偶對電爐進行測控，冷 凝器進水口 8焊接在冷凝器1上部，冷凝器出水口 9焊接在冷凝器1下部，冷 凝器抽氣管10焊接在冷凝器1頂部，通過法蘭與收塵器抽氣管11連接在一起 組成抽氣管道，收塵器抽氣管11焊接在收塵器7下部，真空計12通過真空管 連接在收塵器抽氣管11上，真空管13通過法蘭連接在收塵器7和真空泵4上, 排空管14與真空泵4為軟連接。
冶煉時，打開冷凝器l，將復(fù)雜鋅合金以固態(tài)形式裝入加熱桶2內(nèi)，然后裝 好冷凝器，用真空泵抽真空，真空度可達(dá)到5 10Pa;通過雙控溫區(qū)電爐對加熱 桶進行加熱，控制上溫區(qū)溫度750 800。C,下溫區(qū)溫度800 85(TC,使復(fù)雜鋅合 金中的金屬鋅氣化，以氣態(tài)形式進入冷凝器1。冷凝器1釆用夾套式外殼強制水 冷，冷凝區(qū)溫度為15(K30(TC,可使鋅蒸汽直接冷凝為固態(tài)，凝積在冷凝器內(nèi) 壁，剝離后可得含鋅99%以上的金屬鋅。復(fù)雜鋅合金中的稀貴金屬則以固態(tài)形 式富集于渣中。
實例一
1. 原料硬鋅，含鋅80.40%,含鉛14.37%，含鐵1.98%,含銅1.40%, 含銦0.27%,含銀4456g/T,含金56.05g/T。
2. 設(shè)備處理能力600kg/爐。
3. 主要設(shè)備參數(shù)
(1) 冷凝器內(nèi)直徑為1360mm,高為llOOmm;
(2) 加熱桶上部內(nèi)直徑為llOOmm,高為305mm,下部球面內(nèi)徑為R654mm;
(3) 真空泵為2XZ-;30旋片式真空泵；
(4) 真空計為麥?zhǔn)险婵沼嫞瑴y量范圍1 650Pa;
(5) 電爐為ZR9-Cll0x40/JG真空罐爐， 額定功率100kW,爐罐尺寸0)1100x400(mm)， 額定電壓380V， 外形尺寸3400x2220x2610(mm);
(6) 電爐控溫儀為KRW10-100/2-C電爐溫度控制柜；
(7) 溫度顯示與記錄儀為XG-14智能圓圖數(shù)字顯示記錄儀；
(8) 收塵器尺寸為0350x600(mm);
(9) 抽氣管內(nèi)直徑為10Smm。
4. 產(chǎn)品金屬鋅460.6kg，含鋅99.50%，含鉛0.45%;殘留合金139.4kg， 含銦1.16 ％，含銀1.91%,含金241.25g/T。
5. 效益蒸餾率76.77%,鋅直收率95.01%,銦富集比4.31,銀富集比4.28, 金富集比4.30。
實例二
1. 原料熱鍍鋅渣，含鋅93.10%,含鐵3.02%,含鋁1.24%,含鉛0.51%， 含銅0.01%,含鎂0.01 ％。
2. 設(shè)備處理能力600kg/爐。
3. 主要設(shè)備參數(shù)同實例一。
4. 產(chǎn)品金屬鋅555.06kg,含鋅99.21%;殘留合金44.94kg,含鋅17.65%。
5. 效益蒸餾率92.51%，鋅直收率98.58%。
權(quán)利要求1.一種外熱立式真空金屬回收蒸餾爐，其特征在于加熱桶的上開口密封連接著冷凝器，真空泵通過管道依次與收塵器和冷凝器上端連通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種外熱立式真空金屬回收蒸餾爐，其特征在于: 冷凝器通過法蘭連接在加熱桶上，組成真空室，法蘭盤作為為支撐放置在電爐 上，冷凝器抽氣管焊接在冷凝器頂部，控溫儀和溫度顯示與記錄儀的熱電偶設(shè) 置在電爐中，真空計通過真空管連接在收塵器抽氣管上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種外熱立式真空金屬回收蒸餾爐，其特征在于: 冷凝器釆用夾套式外殼強制水冷結(jié)構(gòu)，真空泵的真空度為5 Pa 10Pa,收塵器 抽氣管焊接在收塵器下部，排空管與真空泵軟連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種外熱立式真空金屬回收蒸餾爐，其特征在于: 冷凝器內(nèi)直徑為1360mm,高為1100mm;加熱桶上部內(nèi)直徑為1100mm,高為 305mm,下部球面內(nèi)徑為654mm;真空泵為2XZ-30旋片式真空泵；真空計為 麥?zhǔn)险婵沼嫞瑴y量范圍1 650Pa;電爐為ZR9-(J 110 x 40/JG真空罐爐，額定功 率100kW，額定電壓380V,爐罐尺寸01100x400，外形尺寸3400 x 2220x2610;電爐控溫儀為KRW10-100/2-C電爐溫度控制柜；溫度顯示與記錄 儀為XG-14智能圓圖數(shù)字顯示記錄儀；收塵器尺寸為①350x 600;抽氣管內(nèi)直 徑為108mm。
專利摘要外熱立式真空金屬回收蒸餾爐。本實用新型涉及一種真空金屬回收蒸餾爐，屬于真空冶金設(shè)備，本裝置主要包括真空室、電阻爐、控溫測溫系統(tǒng)、真空獲得和測量系統(tǒng)等部分，加熱桶的上開口密封連接著冷凝器形成了真空室，真空泵通過管道依次與收塵器和冷凝器上端連通。工作時真空室內(nèi)形成兩個區(qū)域高溫升華區(qū)和低溫冷凝區(qū)，原料中的鋅直接由固態(tài)升華為氣態(tài)，在冷凝器中直接迅速冷凝為固態(tài)，不經(jīng)中間液態(tài)過程，對設(shè)備無腐蝕，結(jié)構(gòu)緊湊，密封性好。
文檔編號C22B19/16GK201180151SQ20082008094
公開日2009年1月14日 申請日期2008年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月7日
發(fā)明者李存兄, 李旻廷, 剛 樊, 鄧志敢, 昶 魏 申請人:昆明理工大學(xué)