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窯爐知識之氧化鋅揮發(fā)窯介紹

日期:2023-06-30    編輯:榮盛耐材    

1.氧化鋅揮發(fā)窯揮發(fā)的目的

濕法煉鋅生產(chǎn)中所得的浸出渣含有較多的鋅及其他有價金屬(如鉛、銅、鎘、銦、鍺及金、銀等)。為充分利用資源,提高金屬回收率并減輕其對環(huán)境的污染,故對浸出渣須進行處理,我們目前采用回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)的方法處理浸出渣。

2.氧化鋅揮發(fā)窯用于對鋅浸出渣的處理

揮發(fā)回轉(zhuǎn)窯工藝采用的是新工藝、新設(shè)備,其特點是設(shè)備大、設(shè)備處理能力大、自動化程度高、產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定,但總體投資大。系統(tǒng)除部分控制儀表外,全部采用國產(chǎn)設(shè)備。揮發(fā)窯系統(tǒng)中大量使用自動或半自動控制,在節(jié)約投資的前提下,大大減少了操作工勞動強度。整個系統(tǒng)是目前國內(nèi)的揮發(fā)窯處理鋅浸出渣系統(tǒng)。
 

3.氧化鋅揮發(fā)窯的結(jié)構(gòu)部件

1.窯體:氧化鋅回轉(zhuǎn)窯的窯體一般由20毫米厚的鋼板焊接(或鉚按)成圓筒。

2.滾圈:滾圈并不直接套在窯體上,而是通過底座墊板安裝在窯體上,其作用是加固氧化鋅回轉(zhuǎn)窯窯體,同時可以將筒體的重量傳給托輪,在耐火材料生產(chǎn)中所使用的氧化鋅回轉(zhuǎn)窯,一般有5到8個滾圈。

3.托輪及托輪軸:托輪是通過熱裝法裝在托輪軸上,而托輪軸則裝在兩個有青銅軸瓦的軸承內(nèi),軸承用水淖縱冷卻后出來的水溫不應(yīng)超過25度。

4.擋輪:擋輪為一限制裝置,限制氧化鋅回轉(zhuǎn)窯窯體在托輪上的位置,但它不能制止窩體的上下移動。

5.傳動裝置:氧化鋅回轉(zhuǎn)窯一般是利用齒輪來帶動回轉(zhuǎn)的。
 

4、氧化鋅揮發(fā)窯的組成系統(tǒng)

氧化鋅揮發(fā)窯主要由:配料系統(tǒng)、上料系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)、渣水淬系統(tǒng)、氧化冷卻系統(tǒng)、收塵裝袋系統(tǒng)、煙氣脫硫系統(tǒng)組成。

1. 配料系統(tǒng)主要目的是把含鋅廢料或鋅礦粉與焦粉按比例配比并攪拌均勻,該系統(tǒng)由多倉稱重配料機(選配)、皮帶輸送機和攪拌機組成;

2. 上料系統(tǒng)的目的是把攪拌好的混合料送入窯尾的料倉內(nèi),由輸送機(膠帶輸送或斗式提升機)、料倉、給料機組成;

3. 氧化鋅揮發(fā)窯系統(tǒng)是該生產(chǎn)線的核心設(shè)備,主要由筒體、耐火襯、傳動機構(gòu)、支撐機構(gòu)、窯頭罩、窯尾導(dǎo)料機構(gòu)、風機、熱源生成機構(gòu)組成;

4. 渣水淬系統(tǒng)主要目的是把經(jīng)高溫煅燒鋅蒸發(fā)后的高溫廢渣通過水急冷的方式激碎,該系統(tǒng)主要由冷水池、撈渣機、水泵、循環(huán)水池組成;

5. 氧化冷卻系統(tǒng)主要目的是把高溫的鋅蒸汽充分氧化反應(yīng)生成氧化鋅并把氣流降到合適溫度,該系統(tǒng)由人字管、管道、配風閥、收集箱組成;

6. 收塵裝袋系統(tǒng)主要目的是把生成的氧化鋅成品從氣流中分離出來并收集裝袋,該系統(tǒng)由管道、脈沖除塵器、空壓機、風機、卸料閥、稱量包裝機構(gòu)組成;

7. 煙氣脫硫系統(tǒng)目的是把煅燒過程中產(chǎn)生的二氧化硫進行脫除,達到達標排放;該系統(tǒng)主要由脫硫塔、反應(yīng)池、再生池、曝氣機、板框壓濾機、耐腐蝕泵、風機組成。

5、氧化鋅揮發(fā)窯工作原理

氧化鋅揮發(fā)窯工作原理就是利用金屬鋅、鎘、鉛和鎘的硫化物以及鉛的氧化物在高溫下具有較高的蒸氣壓的特點,使鋅、鉛、鎘等金屬以氧化物形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閾]發(fā)物,銅和貴金屬轉(zhuǎn)入窯渣,再用另外的方渣從揮發(fā)物和窯渣小回收這些金屬。一般多采用氧化鋅回轉(zhuǎn)窯處理含鋅的濾餅。濾餅中的鋅主要以鐵酸鋅、氧化物和硫酸鹽形態(tài)存在,在氧化鋅回轉(zhuǎn)窯的高溫下,鐵酸鋅和固體碳作用,還原為金屬鋅,同時鋅、鉛、鎘的硫酸鹽也被還原,井以硫化物和金屈形態(tài)揮發(fā)出來。從固相中還原和揮發(fā)出來的金屬,在窯氣氛作用下,又重新氧化,后主要以氧化物形態(tài)產(chǎn)出。

注意:送入氧化鋅回轉(zhuǎn)窯中的空氣量,應(yīng)確保密中煙氣有足夠的氧量,使之能再氧化早先已被還原出的全部金屬蒸氣、硫化物和一氧化碳。增加氧化鋅回轉(zhuǎn)窯的空氣量,則會使還原區(qū)向進科端延長。相反,減少空氣量,則還原區(qū)縮短,還原區(qū)起始段向排料端延伸。

6、氧化鋅揮發(fā)窯的處理量

為提高低品位鋅礦焙燒的生產(chǎn)效益,在保持窯溫和鋅發(fā)揮率,設(shè)備運轉(zhuǎn)負荷有承受能力的條件下,可實驗逐步提高給料量,使之達到相應(yīng)的較大處理量。45米窯試生產(chǎn)期間,每小時進混合料高達9噸,產(chǎn)生窯粘結(jié)現(xiàn)象時,可適當增加焦炭加入量,提高窯內(nèi)燃燒溫度,改善窯料透氣性并將粘結(jié)物熔化脫離窯壁,再恢復(fù)正常爐料。高溫帶窯襯腐蝕過快時,除加強該部位的窯體外部強制水冷卻外,主要應(yīng)控制適應(yīng)于所處理鋅礦脈石焙燒渣成份的合理揮發(fā)溫度,使窯溫略低于其軟化點溫度,又不影響鋅的還原揮發(fā)率。此外,控制鋅礦鉛、硫含量,合理配礦,適當增加焙燒渣中氧化鈣,氧化鋁的含量,控制窯頭鼓風量,不使高溫帶過于集中,也可緩解窯襯腐蝕速度,提高回轉(zhuǎn)窯作業(yè)率。45米回轉(zhuǎn)窯窯頭高溫帶22米段砌筑高鋁耐火磚,窯外為強制水冷窯體鋼殼。為適應(yīng)高硅氧化鋅礦特點,高溫帶溫度控制在1150-1200°C作業(yè),窯內(nèi)砌體可連續(xù)作業(yè)3個月以上。

7、氧化鋅揮發(fā)窯從含鋅煙道灰中制取次氧化鋅的工藝

含鋅廢料和無煙煤粉(或焦粉)按一定比例兌料、攪拌成成分均勻的混合料,通過膠帶運輸或斗式提升機送至窯尾的混合料倉內(nèi),混合料倉下是園盤給料機,混合料通過園盤給料機計量后給料至回轉(zhuǎn)窯內(nèi),隨著回轉(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)動,混合料緩慢的從低溫區(qū)向高溫區(qū)運動,在高溫區(qū),混合料中的煤與窯尾鼓進的空氣發(fā)生氧化反應(yīng),生成CO,CO和煤中的C與渣中的ZnO發(fā)生還原反應(yīng),生成Zn蒸汽,Zn蒸汽又被空氣中的O2氧化,生成ZnO煙塵,在收塵器內(nèi)被收集下來,剩余的渣在窯頭水淬后進入渣池。

8、氧化鋅揮發(fā)窯的結(jié)構(gòu)及作用窯體

筒體由鋼板焊制而成,窯頭、窯尾設(shè)擋料圈,內(nèi)襯窯磚。窯磚有三種:鎂鋁鉻磚、高鋁磚、粘土磚 支撐裝置:托圈、托輪 傳動裝置:大齒圈、小齒輪、萬向連接器、減速器、電機 窯頭罩:烘窯裝置(油槍)、窯頭密封裝置、排料裝置等 窯尾沉降室:窯尾密封、下料管、沉降室 附屬設(shè)施:液壓站、潤滑站 。

9、 氧化鋅揮發(fā)窯的主要操作與控制

回轉(zhuǎn)窯操作達到什么效果金屬揮發(fā)率高:鋅、鉛、鎘、銦、鍺等 窯渣含鋅、銦等有價金屬低、含碳低 氧化鋅質(zhì)量好:金屬含量高:鋅、鉛、銦等;雜質(zhì)低:碳、鐵、硅等 窯磚壽命長 成本低:各種消耗低(煤耗) 處理量盡可能大。

1.窯溫控制 窯內(nèi)溫度越高,鉛、鋅氧化物的還原速度越快,揮發(fā)越完全。但溫度過高,對窯襯腐蝕加劇,大大縮短窯襯壽命,并可能產(chǎn)生爐料熔化,形成爐結(jié),惡化操作,降低金屬回收率。因此,應(yīng)根據(jù)爐料的熔點及性質(zhì)控制適宜的溫度。窯內(nèi)溫度沿窯長方向可分為四個溫度帶,即干燥帶、預(yù)熱帶、反應(yīng)帶和冷卻帶。其中反應(yīng)帶長,溫度高。一般反應(yīng)溫度為1100~1300℃,窯尾煙氣溫度為650~750℃。

2、窯內(nèi)負壓控制 窯內(nèi)負壓一般控制在-20~50Pa,負壓過大進入窯內(nèi)的空氣多,反應(yīng)帶后移,窯尾溫度升高,進料溜子易損壞,甚至有細顆粒進入煙道影響氧化鋅質(zhì)量。負壓過小,窯內(nèi)空氣量不足,反應(yīng)帶前移,窯渣含鋅偏高,甚至窯頭有可能出現(xiàn)冒火現(xiàn)象。

3、強制鼓風 強制鼓風是改善窯況的主要因素之一,它可使窯溫均勻,反應(yīng)帶延長,并使爐料適當翻動,加速反應(yīng)過程。生產(chǎn)實際表明,強制鼓風可提高生產(chǎn)能力10~25%,鉛、鋅回收率分別提高4~5%及2~3%。強制鼓風壓力一般為0.1~0.2MPa。

4、窯身轉(zhuǎn)動窯身的轉(zhuǎn)速對于爐料在窯內(nèi)停留時間,反應(yīng)速度及反應(yīng)的完成程度有很大影響。轉(zhuǎn)速太大,爐料在窯內(nèi)停留時間短,雖然翻動良好,但反應(yīng)不完全,渣含鋅升高。轉(zhuǎn)速太慢,爐料在窯內(nèi)停留時間長,焦粉(無煙煤)燃燒完全,但處理量低。一般來說,爐料在窯內(nèi)的停留時間為2~3h,窯身轉(zhuǎn)速在60~120s/r。

10、氧化鋅揮發(fā)窯開、停機操作

1、開窯操作

1)往窯內(nèi)搬進適量柴火.

2)開窯點火前檢查好各設(shè)備正常運行的準備工作,把直升煙道打開。3)插入油槍、鼓風管,開啟油泵,明火點燃,開始烤窯升溫。

3)烤窯升溫時,嚴格執(zhí)行升溫計劃,不可過急增、減油量,以防耐火磚炸裂,烤窯時及時調(diào)整油量和風量,使直升煙道冒白煙為好。

4)溫度低于300℃(窯尾溫度),間斷轉(zhuǎn)窯,每半小時轉(zhuǎn)窯四分之一,溫度達300℃以上,連續(xù)轉(zhuǎn)窯。

5)當窯尾溫度達600℃左右,即可進料。

6)進料時,行進8~10t焦粉幫助提溫,然后再進混合料。進料初期,焦比要適當高些。待物料至窯頭時,逐漸減少油量,待窯尾溫度穩(wěn)定在650℃左右方可停油,可通知開排風機,開鐘罩閥,進行強制鼓風,關(guān)直升煙道,轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)。

2、停窯操作

1)停窯前,先要把料倉內(nèi)的料全部進完,待窯內(nèi)物料中的鋅基本揮發(fā)完后,再抽出風管,關(guān)鐘罩閥,停止收塵。將窯密封起來,讓其自然冷卻,以防窯內(nèi)襯磚炸裂

2)停料后,在窯內(nèi)沒有冷卻下來之前,須繼續(xù)轉(zhuǎn)窯,當窯尾溫度降到100℃以下,方可停窯。