專利名稱：鋅粉的制備及造漿裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋅粉制備技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種鋅粉的制備及造漿裝置與 方法。
背景技術(shù)：
近年來，濕法煉鋅方法得到了迅猛的發(fā)展，產(chǎn)能迅速增長。在濕法煉鋅工藝中，鋅 粉由于具有負的標準電極電位及較大的比表面積和化學(xué)活性在濕法煉鋅工藝中用作置換 劑。在濕法煉鋅工藝中，凈化置換反應(yīng)主要為在鋅粉表面進行的多相接觸反應(yīng)，因此，鋅粉 的比表面積是影響置換反應(yīng)的重要因素，鋅粉的比表面積愈大，置換反應(yīng)進行得愈迅速和 完全。對于鋅粉而言，由于鋅粉的比表面積與粒度成反比關(guān)系，即鋅粉的粒徑越小，比表面 積越大，從而有利于反應(yīng)的順利進行。因此，濕法煉鋅工藝要求用作置換劑的鋅粉粒徑小、 比表面積大、活性好。目前，鋅粉主要采用鋅錠、析出鋅或高溫鋅焙砂及其它含鋅物料經(jīng)間接法、直接法 或電熱還原法加工制備而成。國內(nèi)鋅冶煉廠常用的置換鋅粉制取方法為空氣霧化法，即將 鋅液用壓縮空氣吹成霧狀并在密閉容器內(nèi)直接迅速冷卻成鋅粉。如圖1所示，空氣霧化法 制備鋅粉的制備裝置包括熔鋅爐101、虹吸吹粉器102、空氣壓縮機103、沉降室104和布 袋收塵器105。鋅粉的制備過程為金屬鋅經(jīng)熔鋅爐101熔化，熔化后的鋅液引入虹吸吹粉 器102內(nèi)，被同時引入虹吸吹粉器內(nèi)的經(jīng)過空氣壓縮機103壓縮的壓縮空氣霧化而獲得鋅 粉，攜帶鋅粉的氣流經(jīng)沉降倉104初步沉降分離后通過布袋收塵器105收集氣流中余下的 細鋅粉。在采用空氣霧化法制備鋅粉的過程中，由于整個電解鋅廠的壓縮空氣壓力較低且 不穩(wěn)定，難以達到生產(chǎn)細粒鋅粉所需的適宜空氣壓力，因此生產(chǎn)的鋅粉較粗且粒度波動范 圍大。并且，經(jīng)熔鋅爐熔煉后的鋅液溫度通常在550°C 600°C，鋅液在虹吸吹粉器內(nèi)與引 入的壓縮空氣直接接觸，鋅液與空氣發(fā)生氧化反應(yīng)，因而鋅粉顆粒表面上覆蓋有氧化膜，因 而鋅粉的活性較差。因此，采用空氣霧化法制備的鋅粉顆粒表面有氧化膜、粒徑較大、活性 差，不利于濕法煉鋅工藝中凈化過程的順利進行。此外，在采用空氣霧化制備鋅粉時，熔鋅 爐101中的鋅液通過石英管進入虹吸吹粉器102，鋅液容易在其中凝固，石英管易損壞，難 以實現(xiàn)鋅粉的連續(xù)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種鋅粉的制備及造漿裝置與方 法，利用本發(fā)明提供的裝置可連續(xù)化穩(wěn)定生產(chǎn)，本發(fā)明提供的制備及造漿方法制備的鋅粉 無氧化膜、粒徑較小。本發(fā)明提供一種鋅粉的制備裝置，包括鋅熔化電爐；通過電熱保溫流管與所述鋅熔化電爐相連的保溫爐；
與所述保溫爐出口相連的霧化噴嘴及霧化塔；與所述霧化噴嘴相連的高壓水系統(tǒng)；與所述霧化塔出口相連的濕式振動篩；與所述濕式振動篩連接的分段沉降槽。優(yōu)選的，所述電熱保溫流管包括石墨管；盤繞在所述石墨管上的絕緣電熱體；包覆在所述石墨管外層的耐火保溫材料；包覆在所述耐火保溫材料外層的鋼殼體。優(yōu)選的，所述保溫爐包括設(shè)有氮氣輸入孔的密封爐蓋；所述爐蓋上裝有溫度測量儀；設(shè)有鋅液流入孔和鋅液自流孔的爐體；所述爐體上裝有液面測量儀；所述爐體上裝有鋅液流調(diào)節(jié)裝置，所述鋅液流調(diào)節(jié)裝置通過調(diào)節(jié)伸出桿的伸縮量 控制所述鋅液流出量。優(yōu)選的，所述高壓水系統(tǒng)包括高壓水泵和高壓管路，所述高壓水泵采用變頻調(diào)速器控制；所述高壓管路上裝有壓力測量裝置、流量測量裝置、變送儀表和電動調(diào)節(jié)閥。優(yōu)選的，所述分段沉降槽具有不同的流通截面積。本發(fā)明還提供一種鋅粉的制備與造漿裝置，包括自動加料機；鋅熔化電爐；通過電熱保溫流管與所述鋅熔化電爐相連的保溫爐；與所述保溫爐出口相連的霧化噴嘴及霧化塔；與所述霧化噴嘴相連的高壓水系統(tǒng)；與所述霧化塔出口相連的濕式振動篩；與所述濕式振動篩連接的分段沉降槽；與所述分段沉降槽連接的造漿槽；與所述造漿槽連接的耐磨耐腐輸送泵及管路。優(yōu)選的，所述造漿槽上裝有耐腐耐磨攪拌機、液位計和密度計。本發(fā)明還提供一種鋅粉的制備與造漿方法，包括將金屬鋅加熱熔化，得到鋅液；將所述鋅液加熱、保溫；將所述保溫后的鋅液流入高壓霧化水流中霧化、冷卻，得到水鋅混合物；將所述水鋅混合物中的鋅粉振動分級；將所述振動分級后的水鋅混合物分段沉降，得到不同粒度的鋅粉；將所述不同粒度的鋅粉加入中性浸出液中造出不同濃度的鋅粉漿；將所述鋅粉漿輸送到相應(yīng)凈化工序的貯槽。
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優(yōu)選的，所述金屬鋅加熱熔化的溫度為460°C 520°C。優(yōu)選的，所述鋅液保溫的溫度為550°C 600°C。優(yōu)選的，所述鋅液加熱、保溫在氮氣保護下進行。優(yōu)選的，所述高壓霧化水流的壓力為12 25MPa ；所述高壓水溫度為小于40°C。優(yōu)選的，所述水鋅混合物中水與鋅的重量比為4 10 1。優(yōu)選的，所述中性浸出液為PH值為5. 2 6的電解鋅中性浸出上清液。優(yōu)選的，所述鋅粉漿為中性浸出液與鋅粉的混合漿液，所述中性浸出液與鋅粉的 重量比為7 10 1。從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供一種鋅粉的制備及造漿裝置，所述鋅粉 的制備裝置包括鋅熔化電爐、電熱保溫流管、保溫爐、霧化器、高壓水系統(tǒng)、濕式振動篩和分 段沉降槽。保溫爐通過電熱保溫流管與鋅熔化電爐形成”U”連通器，鋅熔化電爐、電熱保溫 流管和溫爐構(gòu)成一個水平的、穩(wěn)定的鋅液流動通道，從而保證鋅液均勻、穩(wěn)定的從鋅熔化電 爐流入保溫爐且不把鋅渣帶入保溫爐，保證了保溫爐內(nèi)鋅液面恒定和鋅液的潔凈，鋅液從 保溫爐流出的流速、流量和溫度穩(wěn)定，實現(xiàn)了連續(xù)穩(wěn)定化生產(chǎn)。此外，本發(fā)明提供的鋅粉的制備及造漿方法采用高壓霧化水流將鋅液霧化，與現(xiàn) 有技術(shù)中的空氣霧化法相比，無需采用空氣霧化，避免了鋅粉與空氣的接觸；采用中性浸出 液造漿，制備用于凈化工藝的鋅粉漿。因此，制備得到的鋅粉表面無氧化膜、粒徑較小且均 勻、比表面積大、活性好，實現(xiàn)了自動連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，有利于濕法煉鋅工藝的順利進行。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中空氣霧化法制備鋅粉的制備裝置示意圖；圖2為本發(fā)明實施例中的鋅粉的制備裝置示意圖；圖3為本發(fā)明實施例中的電熱保溫流管示意圖；圖4為本發(fā)明實施例中工頻無芯感應(yīng)保溫電爐示意圖；圖5為本發(fā)明實施例中的霧化器示意圖。
具體實施例方式下面對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例 僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明公開了一種鋅粉的制備裝置，如圖2所示，包括工頻有芯感應(yīng)電爐202 ；與工頻有芯感應(yīng)電爐202出口相連的電熱保溫流管203 ；通過電熱保溫流管203與工頻有芯感應(yīng)電爐202虹吸出鋅口相連的工頻無芯感應(yīng)保溫電爐204 ；與工頻無芯感應(yīng)保溫電爐204出口相連的霧化器206 ；與霧化器206高壓水入口相連的高壓水系統(tǒng)205 ；與霧化器206出口連接的濕式振動篩207 ；與濕式振動篩207連接的分段沉降槽208。本發(fā)明還公開了一種鋅粉的制備與造漿裝置，如圖2所示，包括自動加料機201;與自動加料機201連接的工頻有芯感應(yīng)電爐202 ；與工頻有芯感應(yīng)電爐202出口相連的電熱保溫流管203 ；通過電熱保溫流管203與工頻有芯感應(yīng)電爐202虹吸出鋅口相連的工頻無芯感應(yīng) 保溫電爐204 ；與工頻無芯感應(yīng)保溫電爐204出口連接的霧化器206 ；與霧化器206高壓水入口相連的高壓水系統(tǒng)205 ；與霧化器206出口連接的濕式振動篩207 ；與濕式振動篩207連接的分段沉降槽208。與分段沉降槽208連接的造漿槽209 ；與造漿槽209相連的耐磨耐腐輸送泵210 ；通過管路與耐磨耐腐輸送泵210相連的鋅粉漿貯槽211。本發(fā)明采用工頻有芯感應(yīng)電爐202作為金屬鋅的熔化母爐，用于金屬鋅的熔化， 為鋅粉生產(chǎn)提供合格的鋅液。所述金屬鋅優(yōu)選為陰極鋅片或鋅錠。工頻有芯感應(yīng)電爐202 優(yōu)選由電爐本體、虹吸出鋅口、感應(yīng)體和電控系統(tǒng)組成(圖中未示出)。感應(yīng)體是工頻有芯 感應(yīng)電爐的加熱元件，優(yōu)選為大功率噴流型感應(yīng)體，從而具備功率大、使用壽命長、金屬燒 損小等特點。電熱保溫流管203結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括石墨管303、包覆在石墨管303外層的耐火保溫材料304、包覆在耐火保溫材料304 外層的鋼管殼體302、盤繞在石墨管303上的絕緣電熱體305、分別位于耐火保溫材料304 內(nèi)的引出棒裝置301。引出棒裝置301與絕緣電熱體305相連，用于為絕緣電熱體305供 電，從而達到為電熱流管加熱的目的。石墨管303為鋅液導(dǎo)流管，鋅液在石墨管303內(nèi)流通。 由于在石墨管303的外圈盤繞有絕緣電熱體305，并通過對絕緣電熱體305通電，可實現(xiàn)對 石墨管303及石墨管303內(nèi)的鋅液加熱的目的，因此本發(fā)明提供的電熱保溫流管203能夠 保證鋅液不凝固，流動暢通。工頻無芯感應(yīng)保溫電爐204如圖4所示，包括鐵軛403、爐殼405、感應(yīng)線圈406、設(shè)有鋅液流入孔402和鋅液自流孔404的爐體 407、設(shè)有氮氣輸入孔408和測溫裝置410的爐蓋401、設(shè)置在爐蓋上的鋅液流量調(diào)節(jié)機構(gòu) 409。所述鋅液流量調(diào)節(jié)機構(gòu)409通過其伸出桿的伸縮控制鋅液自流孔404的入口通流面 積，從而調(diào)節(jié)鋅液流出量。具體可通過絲杠機構(gòu)實現(xiàn)，通過限制絲母的軸向移動和絲杠(即 伸出桿)的轉(zhuǎn)動，從而可使得在轉(zhuǎn)動絲母時，絲杠會沿其軸向移動，通過絲杠的軸向移動， 控制鋅液自流孔404的鋅液入口通流面積。鋅液自流孔404的頂部為錐形孔，通過伸出桿 與該錐形孔不同位置處的配合來改變二者之間的縫隙，從而可調(diào)節(jié)鋅液自流孔404的通流面積。工頻無芯感應(yīng)保溫爐204上的鋅液流量調(diào)節(jié)機構(gòu)409可以調(diào)節(jié)鋅液的流速及流量， 從而可達到調(diào)節(jié)鋅粉粒度的目的，因此，可滿足不同工藝對鋅粉粒度及活性的要求。鋅液流 入孔402的直徑從爐殼向里逐漸增大，用于防止鋅液的在工頻無芯感應(yīng)保溫爐204入口處 凝固，從而保證鋅液均勻、穩(wěn)定的流入工頻無芯感應(yīng)保溫爐204。爐體407上還裝有溫度測 量儀、液面測量儀(圖中未示出)，用于測量和控制鋅液溫度和液面高度。通過爐蓋401上 的氮氣輸入孔408輸入氮氣，從而降低爐內(nèi)鋅液的氧化，并防止鋅液流量調(diào)節(jié)機構(gòu)409上的 石墨絲桿的氧化損壞。工頻有芯感應(yīng)電爐202和工頻無芯感應(yīng)保溫電爐204內(nèi)均裝有溫度測量傳感器， 與專用變頻電源調(diào)功裝置配合，保證了爐內(nèi)鋅液溫度的穩(wěn)定，從而確保獲得穩(wěn)定粒度鋅粉 功能的實現(xiàn)，克服了采用間斷作業(yè)工藝制備金屬粉末所導(dǎo)致的溫度無法穩(wěn)定控制、不能獲 得粒度一致的產(chǎn)品等問題。工頻無芯感應(yīng)保溫電爐204通過電熱保溫流管203與工頻有芯感應(yīng)電爐202形 成”U”型連通器。工頻無芯感應(yīng)保溫電爐204、電熱保溫流管203和工頻有芯感應(yīng)電爐202 構(gòu)成一個水平的、穩(wěn)定的鋅液流動通道，從而保證鋅液均勻、穩(wěn)定的流入工頻無芯感應(yīng)保溫 電爐204，同時配合自動加料機201自動加料，保證了工頻無芯感應(yīng)保溫電爐204內(nèi)鋅液面 恒定，因而鋅液從工頻無芯感應(yīng)保溫電爐204流出的流速、流量和溫度穩(wěn)定，實現(xiàn)了連續(xù)化 生產(chǎn)。此外，工頻無芯感應(yīng)保溫電爐204上裝有鋅液流量調(diào)節(jié)裝置，可根據(jù)需獲得鋅粉的粒 度調(diào)節(jié)鋅液流量，因此本發(fā)明實現(xiàn)了穩(wěn)定可調(diào)的連續(xù)化生產(chǎn)作業(yè)。高壓水系統(tǒng)205包括兩臺高壓水泵(一用一備)、安全閥、溢流閥、電動調(diào)節(jié)閥、手動閥和電動截止閥、 高位水池。其中一臺水泵作為工作水泵，另外一臺水泵為備用水泵，當(dāng)工作水泵出現(xiàn)故障停 止運行時，通過電動截止閥自動切換到備用水泵運行。所述高壓水泵優(yōu)選采用柱塞式高壓 水泵；高壓水系統(tǒng)205管路上優(yōu)選裝有流量計和壓力計，具有實時測量和傳送水壓、水量數(shù) 據(jù)功能；所述安全閥和溢流閥的作用是對高壓水系統(tǒng)進行超載保護。高壓水系統(tǒng)205通過 管道與霧化器206的入口相連，高壓水直接進入霧化器206的霧化噴嘴501中，把鋅液流霧 化、冷卻制備得到鋅粉。本發(fā)明利用高壓水系統(tǒng)，采用水力霧化方法制備鋅粉，代替現(xiàn)有技 術(shù)中的空氣霧化的方法，無需將鋅粉與空氣直接接觸，從而使制備的鋅粉表面無氧化膜，粒 徑較小、比表面積大。霧化器206結(jié)構(gòu)如圖5所示，包括與工頻無芯感應(yīng)保溫電爐204的出口相連的霧化噴嘴501和霧化塔502。高壓水 系統(tǒng)205與霧化噴嘴501相連，濕式振動篩207與霧化塔502出口相連。霧化噴嘴501優(yōu) 選采用耐磨不銹鋼制造的多股環(huán)流噴嘴；霧化塔502優(yōu)選為采用不銹鋼制造的上下錐形、 中間圓柱形的塔體，霧化噴嘴501安裝固定于霧化塔頂部。霧化噴嘴501中心線與工頻無 芯感應(yīng)保溫爐203中心線重合且安裝于其正下方。從工頻無芯感應(yīng)保溫電爐204底流孔流 出的鋅液流股穿過霧化噴嘴中心，并被從霧化噴嘴501底部噴出的多股高速水流破碎、霧 化為鋅液顆粒，同時被高壓水進一步冷卻為鋅粉，得到水鋅混合物。濕式振動篩207優(yōu)選采用不銹鋼制造的濕式直線振動篩，可以為單層或多層篩網(wǎng) 結(jié)構(gòu)，根據(jù)設(shè)計產(chǎn)量與粒度要求選用標準產(chǎn)品。濕式振動篩207用于將所述水鋅混合物中 的鋅粉振動分級，將從霧化器流入的水鋅混合物中的粗顆粒和細顆粒進行分離。其中，振動篩位于霧化器下方，當(dāng)水鋅混合物從霧化器中流出后，直接進入振動篩中，實現(xiàn)水鋅混合物 中粗顆粒和細顆粒的分離。濕式振動篩對水鋅混合物進行篩分，篩上物回收、烘干后返回工 頻有心感應(yīng)電爐重新熔化或在別的工藝中直接加以利用，篩下合格水鋅混合漿體流入分段 沉降槽。分段沉降槽208用于將所述振動分級后的水鋅混合物分段沉降，水鋅混合物中的 鋅粉顆粒按重量遞減規(guī)律均勻沉降，從而在不同的槽內(nèi)得到不同粒度的鋅粉。分段沉降槽 208通過管道與濕式振動篩207出口連接，經(jīng)過振動篩的水鋅混合物通過管道流入分段沉 降槽208中。如圖2所示，水鋅混合物從分段沉降槽208的一端流入，由于水鋅混合物中 鋅粉的粒徑大小不同，可以實現(xiàn)對水鋅混合物中的不同粒度鋅粉的分段沉降。分段沉降槽 208優(yōu)選包括多個首尾相連的方形槽體，其流通截面積逐步遞增，合格水鋅混合物在流經(jīng)以 上所述沉降槽時，由于水流速度逐步遞減，根據(jù)兩相混合流的固相沉降機理，其中的鋅粉依 顆粒從大到小依次沉降在不同的槽體中。造漿槽209由不銹鋼、玻璃鋼或工程塑料制成的耐腐耐磨圓形筒體以及安裝于其 上的耐腐耐磨攪拌機組成，其側(cè)面安裝有帶遠傳和就地顯示的液位計和密度計。振動分級 后的水鋅混合物從分段沉降槽中經(jīng)過分段沉降后，通過電動抓斗將分段沉降后凈化工藝所 要求的不同粒徑的鋅粉送到造漿槽中，與中性浸出液混合，通過電動攪拌機的攪拌作用造 漿。通過調(diào)節(jié)造漿槽209中的鋅粉漿的固液比，從而使制備的鋅粉漿符合濕法冶金工藝的 要求。造漿時，根據(jù)不同凈化工藝對濃度的要求在造漿槽中加入相應(yīng)體積的中性浸出液，再 根據(jù)不同凈化工藝對鋅粉粒度的要求用電動計量抓斗加入相應(yīng)粒度、相應(yīng)重量的鋅粉，同 時開啟攪拌機使造漿槽中的固液充分攪拌均勻，然后根據(jù)密度計測量的數(shù)據(jù)確定鋅粉漿的 密度是否合格，再用耐磨耐腐輸送泵210把合格鋅粉漿通過相應(yīng)耐磨耐腐管路輸送至相應(yīng) 凈化工序點的鋅粉漿貯槽211中。耐磨耐腐輸送泵210可根據(jù)鋅粉漿流量以及管路系統(tǒng)阻力選用標準產(chǎn)品，可以達 到對鋅粉漿輸送的目的即可。在實際生產(chǎn)中可以配備兩臺或多臺耐磨耐腐輸送泵210，其中 一臺作為備用泵，其余作為工作泵。輸送管路及閥門需選用耐磨耐腐材料，保證鋅粉漿的輸 送過程連續(xù)、穩(wěn)定。此外，本發(fā)明提供的制備裝置所包括的測量與電器控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)以下控制 鋅液面測量與自動控制；溫度測量與自動調(diào)功、自動控溫；高壓水壓力、流量自動測量與控 制；造漿槽中性浸出液加入量自動控制及鋅粉漿密度自動測量；合格鋅液漿自動輸送。具 體為本發(fā)明優(yōu)選采用自動加料機進行加料，更優(yōu)選采用陰極鋅片加料機201，所述陰極 鋅片加料機201為全液壓結(jié)構(gòu)、PLC程序控制?？筛鶕?jù)工頻有芯感應(yīng)電爐202的溫度和工 頻無芯感應(yīng)電爐204液面清況自動向工頻有芯感應(yīng)電爐202中加料，使得加料過程中工頻 有芯感應(yīng)電爐202的爐溫波動較小，有利于鋅液溫度的恒定；另外陰極鋅片加料機201加料 動作與工頻無芯感應(yīng)電爐204液面聯(lián)鎖，只有當(dāng)液面在某一范圍內(nèi)時才進行加料動作，當(dāng) 液面高于設(shè)定值時，停止加料，以確保工頻無芯感應(yīng)保溫電爐204內(nèi)液面恒定。因此，本發(fā) 明通過自動加料裝置，將金屬鋅，例如陰極鋅片或鋅錠等自動加入至工頻有芯感應(yīng)電爐202 中，并能保證鋅液溫度、液面的穩(wěn)定。本發(fā)明工頻有芯感應(yīng)電爐202和工頻無芯感應(yīng)保溫爐204內(nèi)均裝有溫度測量傳感器、其電源優(yōu)選均采用逆變電源調(diào)功，通過PLC程序及帶PID調(diào)節(jié)的溫度儀自動控溫。本發(fā)明高壓水系統(tǒng)205中的高壓泵優(yōu)選采用變頻調(diào)速器控制，同時管路上優(yōu)選裝 有流量計、壓力計和電動調(diào)節(jié)閥，用于實時測量、傳送和控制水壓、水量數(shù)據(jù)；變頻器、測控 儀表、電動調(diào)節(jié)閥相互配合，并通過PLC程序控制系統(tǒng)實現(xiàn)對水壓和水量的控制。根據(jù)設(shè)定 的壓力和流量自動變頻調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速和電動閥開啟度，從而控制水壓及流量，實現(xiàn)對鋅粉 粒徑的控制。本發(fā)明造漿槽209側(cè)面裝有帶遠傳和就地顯示的液位計和密度計，用于測量中性 浸出液的體積容量和鋅粉漿的濃度，與PLC程序控制系統(tǒng)相連，造漿作業(yè)時，把凈化需要的 鋅粉漿濃度數(shù)據(jù)輸入控制系統(tǒng)后，中性浸出液管道控制閥門自動打開向造漿槽209中注入 所需中性浸出液；當(dāng)鋅粉漿濃度達到要求時，控制系統(tǒng)自動發(fā)出指令，耐磨耐腐泵開啟，把 合格鋅粉漿輸送到相應(yīng)凈化工序儲槽。從上述實施例可以看出，本發(fā)明提供一種鋅粉的制備裝置，包括工頻有芯感應(yīng)電 爐202、電熱保溫流管203、工頻無芯感應(yīng)保溫電爐204、霧化器206、高壓水系統(tǒng)205、濕式振 動篩207和分段沉降槽208。工頻無芯感應(yīng)保溫電爐204通過電熱保溫流管203與工頻有 芯感應(yīng)電爐202形成” U”型連通器，工頻有芯感應(yīng)電爐202、電熱保溫流管203和工頻無芯 感應(yīng)保溫電爐204構(gòu)成一個水平的、穩(wěn)定的鋅液流動通道，從而保證鋅液均勻、穩(wěn)定的流入 工頻無芯感應(yīng)保溫電爐204 ；測控系統(tǒng)保證了工頻無芯感應(yīng)保溫電爐203內(nèi)鋅液面和鋅液 溫度恒定；因此，鋅液從工頻無芯感應(yīng)保溫電爐204流出的流速、流量和溫度穩(wěn)定，實現(xiàn)了 連續(xù)化穩(wěn)定生產(chǎn)、鋅粉粒度可控。本發(fā)明還提供一種鋅粉的制備與造漿方法，包括將金屬鋅加熱熔化，得到鋅液；將所述鋅液加熱、保溫，得到合格鋅液；將所述保溫后的合格鋅液流入高壓霧化水流中霧化、冷卻，得到水鋅混合物；將所述水鋅混合物中的鋅粉振動分級；將所述振動分級后的合格水鋅混合物分段沉降，得到不同粒度的鋅粉；將所述不同粒度的鋅粉加入中性浸出液中造出不同濃度的合格鋅粉漿；將所述合格鋅粉漿輸送到相應(yīng)凈化工序的貯槽。所述將金屬鋅加熱熔化優(yōu)選在工頻有芯感應(yīng)電爐中進行，所述金屬鋅加熱熔化的 溫度優(yōu)選為460°C 520°C ；將所述鋅液保溫優(yōu)選在工頻無芯感應(yīng)保溫電爐中進行，所述鋅 液保溫的溫度為550°C 600°C，更優(yōu)選為570°C 590°C ；將所述鋅液升溫、保溫優(yōu)選在氮 氣保護下進行，防止了鋅液氧化現(xiàn)象及鋅液流量調(diào)節(jié)石墨絲桿氧化現(xiàn)象的發(fā)生，防止鋅鋅 液中夾帶氧化鋅顆粒從而導(dǎo)致鋅粉有效鋅含量降低以及因石墨絲桿氧化損壞導(dǎo)致生產(chǎn)過 程中斷現(xiàn)象的發(fā)生；所述高壓霧化水流的高壓水壓力優(yōu)選為12 25MPa，更優(yōu)選為15 20MPa ；所述高壓霧化水流的流量優(yōu)選依據(jù)是高壓霧化水流量與鋅液流量重量比為4 10 1，更優(yōu)選為6 7 1 ；所述高壓霧化水流的溫度為小于40°C，更優(yōu)選為20 30°C; 所述中性浸出液與鋅粉的重量比優(yōu)選為7 10 1，更優(yōu)選為8 9 1。本發(fā)明提供的鋅粉的制備與造漿方法采用高壓霧化水流將鋅液霧化，與現(xiàn)有技術(shù) 中空氣霧化相比，制備得到的鋅粉表面無氧化膜、粒徑小、比表面積大、活性好。經(jīng)分析檢測 及實驗，結(jié)果表明第一，本發(fā)明生產(chǎn)的鋅粉顆粒表面無氧化膜、其金屬鋅含量達到99%以上，較空氣霧化鋅粉高出；第二，由于鋅液微粒在水中驟冷，水霧化鋅粉顆粒為表面帶刺 狀的球體或橢球體，在平均粒徑相同的情況下，其表面積為空氣霧化鋅粉顆粒表面積的兩 倍以上，達1. lm2/g ；第三，由于本發(fā)明制備的鋅粉沒有氧化膜，比表面積大、活性好，因而在 濕法煉鋅工藝的凈化過程中的鋅粉用量少，經(jīng)實驗測試表明，水霧化鋅粉在濕法煉鋅的凈 化過程中用量較空氣霧化鋅粉減少30%，使電解凈化工序費用大大降低。從上述實施例可以看出第一，本發(fā)明提供的鋅粉的制備與造漿方法采用高壓霧 化水流將鋅液霧化，與現(xiàn)有技術(shù)中空氣霧化相比，無需采用空氣霧化，避免了鋅粉與空氣的 接觸，因此，制備得到的鋅粉表面無氧化膜、粒徑小、比表面積大、活性好、用量少；第二，通 過調(diào)節(jié)鋅液溫度、流量、高壓水壓力和流量，可以實現(xiàn)對鋅粉粒度的有效控制；第三，采用中 性浸出液造漿、耐磨耐腐泵及管路系統(tǒng)，可以生產(chǎn)滿足不同凈化工藝要求的鋅粉漿、實現(xiàn)遠 距離自動輸送；第四，整個生產(chǎn)過程安全、環(huán)保。基于以上幾點，本發(fā)明能更好的滿足濕法煉 鋅工藝中凈化過程對鋅粉的要求。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明 將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一 致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
一種鋅粉的制備裝置，其特征在于，包括鋅熔化電爐；通過電熱保溫流管與所述鋅熔化電爐相連的保溫爐；與所述保溫爐出口相連的霧化噴嘴及霧化塔；與所述霧化噴嘴相連的高壓水系統(tǒng)；與所述霧化塔出口相連的濕式振動篩；與所述濕式振動篩連接的分段沉降槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備裝置，其特征在于，所述電熱保溫流管包括石墨管；盤繞在所述石墨管上的絕緣電熱體； 包覆在所述石墨管外層的耐火保溫材料； 包覆在所述耐火保溫材料外層的鋼殼體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備裝置，其特征在于，所述保溫爐包括 設(shè)有氮氣輸入孔的密封爐蓋；所述爐蓋上裝有溫度測量儀； 設(shè)有鋅液流入孔和鋅液自流孔的爐體； 所述爐體上裝有液面測量儀；所述爐體上裝有鋅液流調(diào)節(jié)裝置，所述鋅液流調(diào)節(jié)裝置通過調(diào)節(jié)伸出桿的伸縮量控制 所述鋅液流出量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備裝置，其特征在于，所述高壓水系統(tǒng)包括高壓水泵和高 壓管路，所述高壓水泵采用變頻調(diào)速器控制；所述高壓管路上裝有壓力測量裝置、流量測量裝置、變送儀表和電動調(diào)節(jié)閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備裝置，其特征在于，所述分段沉降槽具有不同的流通截 面積。
6.一種鋅粉的制備與造漿裝置，其特征在于，包括 自動加料機；鋅熔化電爐；通過電熱保溫流管與所述鋅熔化電爐相連的保溫爐； 與所述保溫爐出口相連的霧化噴嘴及霧化塔； 與所述霧化噴嘴相連的高壓水系統(tǒng)； 與所述霧化塔出口相連的濕式振動篩； 與所述濕式振動篩連接的分段沉降槽； 與所述分段沉降槽連接的造漿槽； 與所述造漿槽連接的耐磨耐腐輸送泵及管路。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備與造漿裝置，其特征在于，所述造漿槽上裝有耐腐耐磨 攪拌機、液位計和密度計。
8.一種鋅粉的制備與造漿方法，其特征在于，包括 將金屬鋅加熱熔化，得到鋅液；將所述鋅液加熱、保溫；將所述保溫后的鋅液流入高壓霧化水流中霧化、冷卻，得到水鋅混合物；將所述水鋅混合物中的鋅粉振動分級；將所述振動分級后的水鋅混合物分段沉降，得到不同粒度的鋅粉；將所述不同粒度的鋅粉加入中性浸出液中造出不同濃度的鋅粉漿；將所述鋅粉漿輸送到相應(yīng)凈化工序的貯槽。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備與造漿方法，其特征在于，所述金屬鋅加熱熔化的溫度 為 460°C 520"C。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備與造漿方法，其特征在于，所述鋅液保溫的溫度為 550°C 600"C。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備與造漿方法，其特征在于，所述鋅液加熱、保溫在氮氣 保護下進行。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備與造漿方法，其特征在于，所述高壓霧化水流的壓力為 12 25MPa ；所述高壓水溫度為小于40°C。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備與造漿方法，其特征在于，所述水鋅混合物中水與鋅的 重量比為4 10 1。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備與造漿方法，其特征在于，所述中性浸出液為PH值為 5. 2 6的電解鋅中性浸出上清液。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備與造漿方法，其特征在于，所述鋅粉漿為中性浸出液與 鋅粉的混合漿液，所述中性浸出液與鋅粉的重量比為7 10 1。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種鋅粉的制備及造漿裝置，其中，鋅粉的制備裝置包括鋅熔化電爐、電熱保溫流管、保溫爐、霧化噴嘴、霧化塔、高壓水系統(tǒng)、濕式振動篩和分段沉降槽。保溫爐通過電熱保溫流管與鋅熔化電爐形成”U”連通器，鋅熔化電爐、電熱保溫流管和溫爐構(gòu)成一個水平的、穩(wěn)定的鋅液流動通道，保證了保溫爐內(nèi)鋅液面恒定和鋅液的潔凈，鋅液從保溫爐流出的流速、流量和溫度穩(wěn)定，實現(xiàn)了連續(xù)穩(wěn)定化生產(chǎn)。此外，本發(fā)明提供的鋅粉的制備及造漿方法采用高壓霧化水流將鋅液霧化，無需采用空氣霧化，避免了鋅粉與空氣的接觸，因此，制備得到的鋅粉表面無氧化膜、粒徑較小且均勻、比表面積大、活性好，有利于濕法煉鋅工藝的順利進行。
文檔編號B22F9/08GK101947653SQ20101050224
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者孫陽春, 張恩明, 李健, 李雨薇, 熊家政, 王令明, 肖琿, 魯志昂 申請人:株洲火炬工業(yè)爐有限責(zé)任公司