利用韋氏爐生產高等級煅燒氧化鋅的方法
【專利摘要】本發明涉及利用韋氏爐生產高等級煅燒氧化鋅的方法，本方法將原韋氏爐氧化室兩邊的四個拱形清理門改造成為兩邊對稱的四個圓形清理門，兩個滾筒從清理門橫穿過氧化室，滾筒為管內置螺旋結構，利用韋氏爐的氧化室在冶煉過程中所產生的熱量，對直接法氧化鋅或者次氧化鋅進行高溫煅燒，得到重質煅燒氧化鋅，同時氧化鋅含量大幅度提高，此法生產的煅燒氧化鋅同樣可以達到煅燒窯生產的氧化鋅的質量和使用性能，改善了生料氧化鋅的物理屬性和化學成分，比重大，流動性好，用其生產的釉料收縮性小，釉面不易出現針孔和裂紋。
【專利說明】利用韋氏爐生產高等級煅燒氧化鋅的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于有色金屬冶煉領域，具體涉及利用韋氏爐的氧化室熱量生產高等級煅燒氧化鋅的方法。
[0002]【背景技術】:
目前，99%氧化鋅和99.5%氧化鋅都是通過直接法和間接法生產，直接法是用鋅焙砂和煤炭混合通過韋氏爐生產線生產的，間接法是用鋅錠通過間接法生產線由焦炭、煤氣天然氣加熱成鋅蒸汽經氧化而得到氧化鋅。這兩種方法都需要專門生產線生產，需要煤炭、焦炭、天然氣及其他輔助材料等原料，存在工藝復雜，能耗聞，成本聞，廣品質量不穩定等缺點。
[0003]上述直接法氧化鋅和間接法氧化鋅等通過鋅蒸汽氧化生產的生料氧化鋅，在陶瓷釉料生產中由于受自身物理性質和化學成分的影響，容易出現針孔、裂紋等缺陷。為改善生料氧化鋅的物理和化學屬性，一般使用煅燒爐進行高溫煅燒，得到重質煅燒氧化鋅。煅燒氧化鋅比重大，流動性好，用于生產釉料收縮性小、成品率高，釉面不易出現針孔和裂紋。
[0004]目前，生產煅燒氧化鋅的方法主要是用煅燒窯，一般使用天然氣、煤氣、重油直接對生料氧化鋅進行加熱，溫度在900°C?1000°C，每噸煅燒氧化鋅耗用200立方左右的天然氣或者300公斤重油、500公斤煤炭。煅燒尾氣采用弓I風機裝置使系統處于負壓，經冷卻，用旋風分離器、袋式靜電除塵后者水洗進行凈化和回收。此生產方式存在投資大，耗燃料多，燃料與氧化鋅直接接觸加熱可能弓I起氧化鋅污染等缺點。
[0005]
【發明內容】
:
本發明的主要目的是提供一種利`用韋氏爐生產過程中氧化室的熱量生產煅燒氧化鋅的方法，其主要特點是不需要燃料和間接加熱生產煅燒氧化鋅和高等級氧化鋅，可以消除目前所采用方法的上述缺點。
[0006]但是本方法不是為了替代當前的煅燒窯的生產方法，而是提供給用韋氏爐生產直接法氧化鋅的生產廠家，在增加很少的投資、不需要增加燃料等的情況下，可以采用的一種低成本的生產煅燒氧化鋅和生產高等級氧化鋅的方法，以豐富產品品種，提高產品附加值。
[0007]—種利用韋氏爐生產高等級煅燒氧化鋅的方法，其特征在于:將原韋氏爐氧化室兩邊對稱的四個拱形清理門改造成為兩邊對稱的四個圓形清理門，兩個滾筒從清理門橫穿過氧化室，滾筒為管內置螺旋結構，生料氧化鋅從一側的進料口，在滾筒轉動產生的推力的作用下，緩慢通過筒體從另一側出料，進入煅燒氧化鋅收集器，出料口一側在引風機的作用下處于微負壓；
滾筒一端安裝可拆卸齒條，由齒輪、變速箱、電機傳動，作為驅動端；另一端安裝可拆卸輥圈支撐滾筒轉動，作為支撐端；兩端間距比氧化室外壁間距長50公分；滾筒驅動端安裝進料口，其出口在滾筒截面中間位置，滾筒支撐端安裝煅燒氧化鋅收集器和尾氣冷卻器、弓丨風裝置和布袋收塵裝置；兩套滾筒系統共用此套尾氣冷卻器、引風裝置和布袋收塵裝置。
[0008]圓形清理門和滾筒之間形成10毫米的間隙，在冶煉時作為新鮮空氣的進風口，依據進風量的大小和冶煉需要調整氧化孔的數量和大小。[0009]圓形清理門直徑470毫米。
[0010]滾筒外徑450毫米。
[0011 ] 需要清爐時，則把滾筒退出。
[0012]冶煉時，含鋅蒸汽從爐膛經被稱為爐喉的拱形過道進入氧化室，氧化室在引風機的作用下處于負壓狀態，新鮮空氣從滾筒和氧化室的間隙、氧化孔進入氧化室，空氣中的氧氣作為鋅氧化反應的氧化劑，氧化反應是放熱反應，鋅蒸汽和氧化后含氧化鋅的煙氣在氧化室上部流動，滾筒的位置不影響此流動。在冶煉高峰期時，氧化室溫度高達1300°C以上。在冶煉的結束期，氧化室內的溫度在800°C以上。氧化室的溫度范圍可以滿足煅燒氧化鋅的工藝要求。
[0013]氧化鋅生產過程每個冶煉周期時間90分鐘至120分鐘，這段時間氧化室內溫度最高，最高達到1300°C，氧化鋅進料量可以大一些、轉速快一些；冶煉周期間歇期含出渣、投底煤、投團礦、放廢氣等過程時間約40分鐘至60分鐘，這段時間氧化室溫度最低，一般為800°C左右，氧化鋅進料量應該小一些、轉速慢一些。進料量和轉速的選擇還需根據氧化鋅的化學成分進行調節，1000°C灼減量越大，進料量越小、轉速越慢，通過變頻器調整滾筒的轉速。
[0014]本發明的操作流程如下:啟動滾筒開始進料，同時開啟引風裝置，使滾筒內處于微負壓狀態，煅燒時滾筒內揮發的尾氣和收集器內的尾氣進入冷卻和收塵系統，收集器內的煅燒氧化鋅產品使用不銹鋼制斗車轉移，讓其自然冷卻。
[0015]由于韋氏爐生產線氧化室溫度、大小、煙氣量、以及生料氧化鋅的物理性能及化學成分，難以計算每批生料氧化鋅的煅燒時間和滾筒轉速，最簡單的辦法取少量樣品進行試驗，通過化驗的數據計算當批生料氧化鋅的煅燒時間和滾筒轉速(以N表示)。假設冶煉周期的轉速為NI，冶煉間歇期的.轉速N2，N2按NI的一半計算，具體方法如下:取每批生料氧化鋅綜合樣，檢測1000°C的灼減量(以A表示)，在冶煉周期內，取該批生料氧化鋅200公斤，從進料口下料，滾筒按某一轉速(以N3表示)轉動，從收集器去煅燒氧化鋅樣，化驗1000°C的灼減量(以B表示)，當批氧化鋅煅燒滾筒轉速Nl=(A-B)/AXN3, Ν2=Ν1/2。
[0016]按上述計算方法計算本發明所闡述利用韋氏爐生產煅燒高等級氧化鋅，簡單易行，可以實現批量生產。
[0017]本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。由以上技術方案可知，本發明有以下特點:
本發明利用氧化反應放熱過程的熱量、爐壁反射的熱量、煙氣的熱量，對滾筒內的氧化鋅進行煅燒，溫度維持在800°C?1300°C，滿足煅燒氧化鋅對溫度的要求，管內置螺旋結構除了推進氧化鋅粉末流動外，還有利于氧化鋅粉末與管壁的熱交換，筒內保持微負壓，使生料氧化鋅內的揮發物(尾氣)及時排除，尾氣經冷卻和布袋收塵進行回收。此方法簡單方便，易于實施，成效明顯。
[0018]本發明可選擇高灼減的氧化鋅或者次氧化鋅，在不加燃料及其他輔料的情況下生廣出聞等級氧化鋒，最聞含量達到99.5%以上，成本低，大大提聞廣品檔次和附加值。
[0019]本發明可以在不需要外加燃料的情況下，生產出合格的煅燒氧化鋅產品，每噸氧化鋅產品可以節省200立方左右的天然氣或者300公斤重油、500公斤煤炭。
[0020]本發明利用氧化反應放熱過程的熱量，進行間接加熱煅燒，與生料氧化鋅不接觸，避免燃料對氧化鋅的二次污染。
[0021]本發明利用清理門位置裝滾筒，避開煙氣流的流動方向，滾筒與清理門之間的間隙作為空氣的進風口，只需調整氧化孔的數量和大小，不影響冶煉過程，煅燒的熱交換過程對煙氣的冷卻還有一定好處。
[0022]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本發明的氧化室清理門改成圓形后氧化室和滾筒結構示意圖。
[0024]圖2是本發明的滾筒剖面示意圖。
[0025]圖3為原韋氏爐氧化室示意圖。
[0026]圖中:1、氧化室，2、拱形 清理門，3、圓形清理門，4、滾筒，5、進料口，6、收集器，7、齒輪，8、變速箱，9、電機，10、輥圈。
[0027]【具體實施方式】:
以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的利用韋氏爐生產高等級煅燒氧化鋅的方法【具體實施方式】、結構、特征及其功效，詳細說明如后。
[0028]參見圖1-3，一種利用韋氏爐生產高等級煅燒氧化鋅的方法，其特征在于:將原韋氏爐氧化室I兩邊的四個拱形清理門2改造成為兩邊對稱的四個圓形清理門3，兩個滾筒4從四個圓形清理門3橫穿過氧化室I，滾筒4為管內置螺旋結構，生料氧化鋅從一側的進料口 5，在滾筒轉動產生的推力的作用下，緩慢通過筒體從另一側出料，進入煅燒氧化鋅收集器6，出料口一側在引風機的作用下處于微負壓；
所述滾筒4為管內置螺旋結構，此結構除了推進氧化鋅粉末流動外，還有利于氧化鋅粉末與管壁的熱交換；滾筒兩端，一端安裝可拆卸齒條，由齒輪7、變速箱8、電機9傳動，作為驅動端；另一端安裝可拆卸輥圈I O支撐滾筒4轉動，作為支撐端；兩端間距比氧化室I外壁間距長50公分；滾筒4驅動端安裝進料口 5，其出料口在滾筒4截面中間位置，滾筒4支撐端安裝煅燒氧化鋅收集器6和尾氣冷卻器、引風裝置和布袋收塵裝置；兩套滾筒4系統共用一套尾氣冷卻器、引風裝置和布袋收塵裝置。
[0029]圓形清理門3和滾筒4之間形成10毫米的間隙，在冶煉時作為新鮮空氣的進風口，依據進風量的大小和冶煉需要調整氧化孔的數量和大小。
[0030]圓形清理3門直徑470毫米。
[0031]滾筒4外徑450毫米。
[0032]需要清爐時，則把滾4筒退出。
[0033]冶煉時，含鋅蒸汽從爐膛經被稱為爐喉的拱形過道進入氧化室，氧化室在引風機的作用下處于負壓狀態，新鮮空氣從滾筒和氧化室的間隙、氧化孔進入氧化室，空氣中的氧氣作為鋅氧化反應的氧化劑，氧化反應是放熱反應，鋅蒸汽和氧化后含氧化鋅的煙氣在氧化室上部流動，滾筒的位置不影響此流動。在冶煉高峰期時，氧化室溫度高達1300°C以上。在冶煉的結束期，氧化室內的溫度在800°C以上。氧化室的溫度范圍可以滿足煅燒氧化鋅的工藝要求。
[0034]氧化鋅生產過程每個冶煉周期時間90分鐘至120分鐘，這段時間氧化室內溫度最高，最高達到1300°C，氧化鋅進料量可以大一些、轉速快一些；冶煉周期間歇期含出渣、投底煤、投團礦、放廢氣等過程時間約40分鐘至60分鐘，這段時間氧化室溫度最低，一般為800°C左右，氧化鋅進料量應該小一些、轉速慢一些。進料量和轉速的選擇還需根據氧化鋅的化學成分進行調節，1000°C灼減量越大，進料量越小、轉速越慢，通過變頻器調整滾筒的轉速。此裝置的操作流程如下:啟動滾筒開始進料，同時開啟引風裝置，使滾筒內處于微負壓狀態，煅燒時滾筒內揮發的尾氣和收集器內的尾氣進入冷卻和收塵系統，收集器內的煅燒氧化鋅產品使用不銹鋼制斗車轉移，讓其自然冷卻。
[0035]現通過以下實施例進一步說明本發明，本實施例的韋氏爐爐膛面積為十二平方米，氧化室長4988mm，寬2432mm，高2596mm。但本實施例并非限定本發明的范圍，對于其他爐膛面積和氧化室尺寸的韋氏爐同樣適用，在實施本發明的方法之前，韋氏爐處于正常的生產狀態，這樣有利于驗證本發明的效果。
[0036]實施例1:使用高灼減量氧化鋅實施利用韋氏爐生產高等級煅燒氧化鋅的方法 步驟a:取整批生料氧化鋅綜合樣，測量堆密度，化驗氧化鋅含量和KKKTC灼減量。氧
化鋅含量為89.75%，灼減A=9.52%，堆密度0.13g/cm3。
[0037]步驟b:取本批氧化鋅200公斤做轉速試驗，在冶煉周期開始時，啟動引風機，控制引風機轉速，使滾筒內處于微負壓(以滾筒內煙塵不外冒為準)，啟動滾筒，調整變頻器，滾筒轉速為N3=60轉/分鐘。
[0038]步驟c:做完轉速試驗，停滾筒驅動電機、停引風裝置。從收集器取本批煅燒氧化鋅綜合樣，化驗1000 °C灼減量，為Β=6.73%。計算滾筒轉速NI= (A-B) /AXN3=(9.52-6.73)/9.52X60=17.59，NI 取 17 轉 / 分鐘，Ν2=Ν1/2=8.5 轉 / 分鐘。
[0039]步驟d:從冶煉周期開始啟動滾筒，調整滾筒轉速為17轉/分鐘，啟動引風裝置，使滾筒內保持負壓。開始進料，生料氧化鋅在滾筒內緩慢移動，產生的白煙狀尾氣在負壓的作用下進入冷卻器，由布袋收塵收集。進入冶煉間歇期，調整轉速為8.5轉/分鐘。
`[0040]步驟e:進入下一個冶煉周期和冶煉間歇期。下一個冶煉間歇期結束，本實施例結束，進行產品稱量、測量、化驗和評估分析。
[0041]在兩個冶煉周期和兩個冶煉間歇期，共用時320分鐘，兩個滾筒進料量2152.3公斤，得到產品1931.8公斤，經化驗和測量，堆密度5.2g/cm3,氧化鋅含量99.13%，灼減
0.06%，從實施過程和測量化驗結果，氧化鋅含量提高了 9.38%，按比例提高了百分之十點四五，堆密度達到重質煅燒氧化鋅指標，達到本發明的目標，即利用韋氏爐生產高等級煅燒氧化鋅，實現氧化鋅含量的大幅度提高和生產出合格的重質煅燒氧化鋅。
[0042]處理量平均每小時為404公斤，每天(24小時)接近十噸，每個韋氏爐每月可通過本發明的方法生產煅燒氧化鋅約300噸，從此結果得出結論，實施本發明的方法，可以實現規模化生產。
[0043]實施例2:使用低灼減量氧化鋅實施利用韋氏爐生產高等級氧化鋅的方法，
步驟a:取整批生料氧化鋅綜合樣，測量堆密度，化驗氧化鋅含量和KKKTC灼減量。氧化鋅含量為95.12%，灼減A=4.41%，堆密度0.18g/cm3。
[0044]步驟b:取本批氧化鋅200公斤做轉速試驗，在冶煉周期開始時，啟動引風機，控制引風機轉速，使滾筒內處于微負壓(以滾筒內煙塵不外冒為準)，啟動滾筒，調整變頻器，滾筒轉速為N3=60轉/分鐘。
[0045]步驟c:做完轉速試驗，停滾筒驅動電機、停引風裝置。從收集器取本批煅燒氧化鋅綜合樣，化驗1000 °C灼減量，為B=2.86%。計算滾筒轉速NI= (A-B) /AXN3=(4.41-2.86)/4.41X60=21.09，NI 取 21 轉 / 分鐘，Ν2=Ν1/2=10.5 轉 / 分鐘。
[0046]步驟d:從冶煉周期開始啟動滾筒，調整滾筒轉速為21轉/分鐘，啟動引風裝置，使滾筒內保持負壓。開始進料，生料氧化鋅在滾筒內緩慢移動，產生的白煙狀尾氣在負壓的作用下進入冷卻器，由布袋收塵收集。進入冶煉間歇期，調整轉速為10.5轉/分鐘。
[0047]步驟e:進入下一個冶煉周期和冶煉間歇期。下一個冶煉間歇期結束，本實施例結束，進行產品稱量、測量、化驗和評估分析。
[0048]在兩個冶煉周期和兩個冶煉間歇期，共用時312分鐘，兩個滾筒進料量2789.5公斤，得到產品2613公斤，經化驗和測量，堆密度5.56g/cm3,氧化鋅含量99.56%，灼減小于
0.01%，從實施過程和測量化驗結果，氧化鋅含量提高了 4.44%，按比例提高了百分之四點六七，堆密度達到重質煅燒氧化鋅指標，基本達到本發明的目標，即利用韋氏爐生產高等級煅燒氧化鋅的目標，由于本例使用的氧化鋅含量已超過95%，所以氧化鋅含量提高的空間較小，但仍實現氧化鋅含量達到99.5%以上的高等級。
[0049]處理量平均每小時為536公斤，每天(24小時)接近十二噸多，每個韋氏爐每月可通過本發明的方法生產煅燒氧化鋅約360噸，從此結果得出結論，實施本發明的方法，可以實現規模化生產。
[0050]實施例3:使用次氧化鋅實施利用韋氏爐生產高等級煅燒氧化鋅的方法 本實施例使用的次氧化鋅為回轉窯生產的，只能作為生產電解鋅和硫酸鋅等的初級原
料，附加值低，通過本實施例驗證本發明效果的同時，為次氧化鋅尋求一種新的加工方法。本例選擇低含鉛的次氧化鋅。
.[0051]步驟a:取整批次氧化鋅綜合樣，測量堆密度，化驗氧化鋅含量和1000°C灼減量。氧化鋅含量為59.1%，含鉛0.3%，灼減A=40.79%，堆密度0.09g/cm3。
[0052]步驟b:取本批氧化鋅200公斤做轉速試驗，在冶煉周期開始時，啟動引風機，控制引風機轉速，使滾筒內處于微負壓(以滾筒內煙塵不外冒為準)，啟動滾筒，調整變頻器，滾筒轉速為N3=60轉/分鐘。
[0053]步驟c:做完轉速試驗，停滾筒驅動電機、停引風裝置。從收集器取本批煅燒氧化鋅綜合樣，化驗1000°c灼減量，為Β=26.24%。計算滾筒轉速NI= (A-B)/AXΝ3= (32.79-26.2
4)/32.79X60=11.98，NI 取 11 轉 / 分鐘，Ν2=Ν1/2=5.5 轉 / 分鐘。
[0054]步驟d:從冶煉周期開始啟動滾筒，調整滾筒轉速為11轉/分鐘，啟動引風裝置，使滾筒內保持負壓。開始進料，生料氧化鋅在滾筒內緩慢移動，產生的白煙狀尾氣在負壓的作用下進入冷卻器，由布袋收塵收集。進入冶煉間歇期，調整轉速為5.5轉/分鐘。
[0055]步驟e:進入下一個冶煉周期和冶煉間歇期。下一個冶煉間歇期結束，本實施例結束，進行產品稱量、測量、化驗和評估分析。
[0056]在兩個周期和兩個冶煉間歇期，共用時327分鐘，兩個滾筒進料量1427公斤，得到產品927.4公斤，經化驗和測量，堆密度5.12g/cm3,氧化鋅含量99.07%,含鉛0.62%，灼減
0.02%，從實施過程和測量化驗結果，氧化鋅含量提高了 39.97%，按比例提高了百分之六十以上，堆密度達到重質煅燒氧化鋅指標，達到本發明的目標，即利用韋氏爐生產高等級煅燒氧化鋅的目標，氧化鋅含量大于99%。
[0057]處理量平均每小時為262公斤，每天(24小時)接近六噸多，每個韋氏爐每月可通過本發明的方法生產煅燒氧化鋅約200噸，從此結果得出結論，實施本發明的方法，可以實現規模化生產。
[0058] 以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，任何未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明`技術方案的范圍內。
【權利要求】
1.一種利用韋氏爐生產高等級煅燒氧化鋅的方法，其特征在于:將原韋氏爐氧化室(I )兩邊對稱的四個拱形清理門(2 )改造成為兩邊對稱的四個圓形清理門(3 )，兩個滾筒(4 )從圓形清理門(3 )橫穿過氧化室(I )，滾筒(4 )為管內置螺旋結構，生料氧化鋅從一側的進料口( 5 )，在滾筒(4 )轉動產生的推力的作用下，緩慢通過筒體從另一側出料，進入煅燒氧化鋅收集器(6 )，出料口一側在引風機的作用下處于微負壓； 滾筒(4 )一端安裝可拆卸齒條，由齒輪(7 )、變速箱(8 )、電機(9 )傳動，作為驅動端；另一端安裝可拆卸輥圈(I O )支撐滾筒(4 )轉動，作為支撐端；兩端間距比氧化室(I )外壁間距長50公分；滾筒(4 )驅動端安裝進料口( 5 )，其出口在滾筒(4 )截面中間位置，滾筒(4 )支撐端安裝煅燒氧化鋅收集器(6 )和尾氣冷卻器、引風裝置和布袋收塵裝置；兩套滾筒(4 )系統共用此套尾氣冷卻器、引風裝置和布袋收塵裝置。
2.如權利要求1所述的利用韋氏爐生產高等級煅燒氧化鋅的方法，其特征在于:圓形清理門(3 )和滾筒(4 )之間形成10毫米的間隙，在冶煉時作為新鮮空氣的進風口，依據進風量的大小和冶煉需要調整氧化孔的數量和大小。
3.如權利要求1所述的利用韋氏爐生產高等級煅燒氧化鋅的方法，其特征在于:圓形清理門(3)直徑470毫米。
4.如權利要求1所述的利用韋氏爐生產高等級煅燒氧化鋅的方法，其特征在于:滾筒(4 )外徑450暈米。
【文檔編號】C01G9/02GK103435093SQ201310362535
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月20日 優先權日:2013年8月20日
【發明者】俞金長, 李天朝 申請人:赫章縣金川鋅業有限公司