一種φ2000×18米節(jié)能環(huán)保型汞冶煉電磁感應焙燒回轉(zhuǎn)窯的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種節(jié)能環(huán)保型汞冶煉電磁感應焙燒回轉(zhuǎn)窯，特別是一種Φ 2000 X 18米節(jié)能環(huán)保型汞冶煉電磁感應焙燒回轉(zhuǎn)窯，屬于汞金屬冶煉裝備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]中國汞礦主要分布于貴州東部、湖南西部.已探明的汞礦資源僅次于西班牙，居世界第二位.《明史食貨志》記載，貴州大萬山長官司有水銀朱砂場局，據(jù)此可以推知該地采汞至少有六百多年的歷史.近代采汞始于19世紀末，1899年英法商人以借款辦礦為名，建立了“英法水銀公司”，建豎爐煉汞.1908年清政府收回了礦權(quán)，轉(zhuǎn)為民營開采.1941年國民黨政府成立了資源委員會汞業(yè)管理處(后改名西南汞礦局)經(jīng)營汞業(yè)，1946年改組為益民公司中華人民共和國成立后，對湖南貴州一帶汞礦進行了全面勘探和規(guī)劃；改進采礦方法；建立機械化選礦設(shè)施；采用新型冶煉設(shè)備，其中蒸餾法和回轉(zhuǎn)窯處理汞礦的技術(shù)達到了國際先進水平，使汞工業(yè)有了新的發(fā)展.80年代初有汞企業(yè)13個，其中貴州汞礦歷史悠久，規(guī)模較大.1982年汞產(chǎn)量是1952年的9.1倍，朱砂(HgS)產(chǎn)量是1952年的33倍.汞仍是中國重要出口品之一，1950?1980年累計出口汞約1.8萬噸.在防護汞中毒方面，從70年代開始做了大量的工作，使礦區(qū)環(huán)境保護和安全防護狀況有了顯著改善。
[0003]戰(zhàn)國時已有采汞的礦業(yè).春秋末戰(zhàn)國初期已有用汞齊鎏金的技術(shù).煉汞的原料是硫化汞(HgS)，古稱丹砂、砂或辰砂.硫化汞在空氣中加熱即能分解成汞，其關(guān)鍵在于如何使生成的汞蒸氣不被氧化并有效地冷凝收集。
[0004]汞冶煉有火法和濕法兩種。火法煉汞是在不太高的溫度下(450?800°C )，將汞礦石或精礦進行焙燒，直接將汞還原呈氣態(tài)分離出來，而后冷凝成液態(tài)汞。火法煉汞工序較簡單，技術(shù)經(jīng)濟指標較高，為國內(nèi)外傳統(tǒng)的煉汞方法。常用的焙燒設(shè)備有回轉(zhuǎn)窯、多膛爐、液態(tài)化焙燒和機械蒸餾爐等。濕法煉汞是用硫化鈉或次氯酸鹽溶液浸出汞精礦，浸出液凈化后用電解或置換等方法獲得金屬汞。濕法能減少汞的污染，但流程復雜，技術(shù)經(jīng)濟指標不如火法，因而未被廣泛應用。美國還研宄出一種從辰砂礦石中提取汞的電氧化法，汞的回收率為90%?99%，但未見有生產(chǎn)報道。從開采礦石提煉出來的未金屬，稱為原生未，純度通常大于99.9%，且具有純凈而明亮的外觀，在工業(yè)上有許多用途。汞的用途較廣，在總的用量中，金屬汞的占30%，化合物狀態(tài)的汞約占70%。冶金工業(yè)常用汞齊法(汞能溶解其它金屬形成汞齊)提取金、銀和鉈等金屬?；瘜W工業(yè)用汞作陰極以電解食鹽溶液制取燒堿和氯氣。汞是制造汞弧整流器、水銀真空泵、新型與酒精、濃硝酸溶液混合加熱制成的。汞的一些化合物在醫(yī)藥上有消毒、利尿和鎮(zhèn)痛作用，汞銀合金是良好的牙科材料。在中醫(yī)學上，汞用作治療惡瘡、疥癬藥物的原料。汞可用作精密鑄造的鑄模和原子反應堆的冷卻劑以及鎘基軸承合金的組元等。另外汞在軍事工業(yè)中應用更廣。
[0005]由于汞密度非常大，物理學家托里拆利利用汞第一個測出了大氣壓的準確數(shù)值。某些特殊用途，如電子技術(shù)方面要求汞的純度在99.9999%以上，稱為高純汞。它是將精汞在真空或充滿惰性氣體的氣氛下進行蒸餾或電解而制取的。我國汞礦山生產(chǎn)的精汞，一般含未在99.99%以上。貴州未礦、務川未礦和銅仁未礦還可生產(chǎn)出高純未。
我國煉汞目前多采用浮選精礦-蒸餾爐工藝。貴州汞礦還建有雙層單稀相流態(tài)化焙燒爐，用來處理含汞0.1%以下的低品位粉碎礦。有些地區(qū)的小礦仍使用老式高爐處理原礦，對環(huán)境污染嚴重。貴州地區(qū)還有一定數(shù)量的用煤爐培燒的煉汞回轉(zhuǎn)窯，這種煤爐培燒的煉汞回轉(zhuǎn)窯，生產(chǎn)效率低下、環(huán)境污染嚴重、能耗高。工業(yè)爐窯也耗能大戶之一，目前，我國共有各類工業(yè)爐約11萬臺，約占全國總能耗的1/4，占工業(yè)總能耗的60%。以我國工業(yè)爐窯中污染最重的電石行業(yè)為例，每年產(chǎn)生的爐窯尾氣超過150億立方米，絕大部分被直接燃燒排放，造成能源極大的浪費，每年因此相當于損失240萬噸標準煤，同時排放1200萬噸二氧化碳和90余萬噸粉塵，其中粉塵含量超過了國家標準(GB9078-1996的限值10mg/Nm3) 400倍左右，嚴重破壞了生態(tài)環(huán)境。工業(yè)爐窯尾氣大量排放造成的環(huán)境污染和資源浪費備受關(guān)注。自改革開放以來，我國工業(yè)爐窯工藝技術(shù)有了較大的進步，但工業(yè)爐窯能源利用總體水平不高，僅相當于發(fā)達國家20世紀50?60年代的水平，工業(yè)爐的熱效率平均不到30%，而國際上工業(yè)爐的熱效率平均為50%以上。工業(yè)爐窯密閉生產(chǎn)和高溫尾氣凈化與循環(huán)利用裝置作為節(jié)能環(huán)保技術(shù)的載體，應用于高能耗、重污染行業(yè)，隨著國家對電石、鐵合金、鋼鐵行業(yè)等“兩高”行業(yè)準入標準的重新修訂，原有落后生產(chǎn)設(shè)備亟需進行改造，工業(yè)爐窯節(jié)能環(huán)保技術(shù)和設(shè)備的推廣速度不斷提高；目前間熱式回轉(zhuǎn)窯的加熱方式，主要有電熱、燃油、燃氣(人工煤氣或液化石油氣)三種。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提出的是一種Φ 2000X18米節(jié)能環(huán)保型汞冶煉電磁感應焙燒回轉(zhuǎn)窯，其目的旨在采用變頻電源通過套在回轉(zhuǎn)窯外管的感應加熱圈對回轉(zhuǎn)窯內(nèi)窯管表面高溫加熱區(qū)感應加熱，由于窯管是勻速旋轉(zhuǎn)的，窯管受熱十分均勻一般加熱溫度在450度-1000度自動調(diào)功調(diào)溫，對回轉(zhuǎn)窯中的汞礦石培燒加熱到800度左右，回轉(zhuǎn)窯中的汞礦石蒸發(fā)出汞蒸汽，讓汞蒸汽通過冷凝器收集到汞金屬；電磁感應回轉(zhuǎn)窯的產(chǎn)量能與電熱、燃煤、燃油或燃氣焙燒回轉(zhuǎn)窯相媲美。解決用煤爐培燒的煉汞回轉(zhuǎn)窯，存在的生產(chǎn)效率低下、環(huán)境污染嚴重、能耗高等問題。電磁感應加熱是一種最清潔的能源，除了取用和分配方便之外，還具有熱效高、無煙氣、無灰渣帶走顯熱、窯體結(jié)構(gòu)簡單緊湊、散熱面積小、散熱損失少、易于自動控制調(diào)節(jié)、窯溫控制精度高、適合較窄預燒溫度工藝要求等特點，這是燃油和燃氣加熱方式所不能比擬的。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:一種Φ2000Χ 18米節(jié)能環(huán)保型汞冶煉電磁感應焙燒回轉(zhuǎn)窯，其結(jié)構(gòu)包括1.一種Φ 2000X18米節(jié)能環(huán)保型汞冶煉電磁感應焙燒回轉(zhuǎn)窯，其特征是包括窯頭罩1、汞礦石喂料斗2、高溫合金鋼內(nèi)膽窯筒體3、輪帶4、可移動式托輪組5、傳動裝置6、齒輪副7、固定式托輪組8、軌道18、水泥墩12 ；
其中汞礦石喂料斗2固定在窯頭罩I頂部，三個輪帶4按規(guī)定間距焊接固定在高溫合金鋼內(nèi)膽窯筒體3的筒外，可移動式托輪組5和固定式托輪組8上的托輪通過輪帶4與高溫合金鋼內(nèi)膽窯筒體3相接，工作時將高溫合金鋼內(nèi)膽窯筒體3托起，支撐其全部重力，并使其可在二個可移動式托輪組5和一個固定式托輪組8上的托輪上滾動；
所述高溫合金鋼內(nèi)膽窯筒體3通過齒輪副7連接傳動裝置6 ;軌道18、固定式托輪組8和一個傳動裝置6固定在水泥墩12。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點及積極效果:
(O電磁感應加熱是一種最清潔的能源，除了取用和分配方便之外，還具有熱效高、無煙氣、無灰渣帶走顯熱、窯體結(jié)構(gòu)簡單緊湊、散熱面積小、散熱損失少、易于自動控制調(diào)節(jié)、窯溫控制精度高、適合較窄預燒溫度工藝要求等特點，這是燃油和燃氣加熱方式所不能比擬的。包括
1)電熱回轉(zhuǎn)窯是采用電阻材料作為電熱元件而進行加熱的。1980年代從德國Riedhammer公司引進的回轉(zhuǎn)窯，其加熱元件是采用鎳鉻合金(lCrl8Ni9Ti或Cr25Ni20Si2)或鐵鉻鋁合金(0Crl3A14或0Cr25A15)制成螺旋形發(fā)熱體，一般按窯墻兩側(cè)和窯底三面布置安裝。幾經(jīng)國產(chǎn)化后，現(xiàn)已改進為用硅碳棒(SiC)作加熱元件，在窯底單面布置。這樣雖然是單面輻射傳熱，但由于窯管是勻速旋轉(zhuǎn)的，窯管受熱仍很均勻；
2)燃油回轉(zhuǎn)窯其加熱方式系采用3~4臺輕柴油燃燒器，成直線地均布于加熱窯體的一偵U，明焰式火焰直接噴射在窯管外表面上，使窯管受熱后將熱能傳遞給管內(nèi)物料。特點是油霧燃燒反應迅速，升溫過程較快，有利縮短窯爐冷態(tài)升溫過程，縮短升溫時間。但是，在油蒸汽碳氫化合物燃燒反應過程中放出的氫原子，除了與氧分子作用生成羥基之外，還可能與S原子生成H2S，H2S雖然也可以燃燒并放出一定的熱量，但燃燒后又可生成SO2氣體，這種氣體不僅對窯管起腐蝕作用，而且通過排氣管排出后還會污染大氣環(huán)境；
3)燃氣回轉(zhuǎn)窯燃氣回轉(zhuǎn)窯的燃料一般有人工煤氣和液化石油氣兩種。采用的燃燒裝置則分別是人工煤氣燃燒器和液化石油氣燃燒器。燃燒器使用的數(shù)量和安裝布置的形式與燃油回轉(zhuǎn)窯基本相同。燃氣燃燒也是明焰式火焰燃燒，同樣有升溫速度較快的特點。人工煤氣的熱值較低，一般為5400kJ/m3，不能獲得較高的火焰溫度。液化石油氣的熱值較高，一般在22500~62800kJ/m3的范圍內(nèi)，只要有變壓設(shè)備就能方便使用。液化石油氣的氣態(tài)和液態(tài)體積比高達250: 1，有利于實現(xiàn)液體貯運，氣態(tài)使用。但貯站和變壓設(shè)備投資較大，且安全管理工作亦十分重要。
(2)與電、油、氣加熱方式比較。在電、油、氣三種加熱方式中，電熱是一種最清潔的能源，除了取用和分配方便之外，還具有熱效高、無煙氣、無灰渣帶走顯熱、窯體結(jié)構(gòu)簡單緊湊、散熱面積小、散熱損失少、易于自動控制調(diào)節(jié)、窯溫控制精度高、適合較窄預燒溫度工藝要求等特點，這是燃油和燃氣加熱方式所不能比擬的；
另外，電熱回轉(zhuǎn)窯不僅無需建設(shè)燃料貯運站場，簡化了燃料采購運輸和安全管理工作，而且還可以避免因SO2氣體腐蝕窯管和污染環(huán)境的弊端，因此其經(jīng)濟社會效益是非常明顯的；
三種加熱方式的經(jīng)濟指標比較，在生產(chǎn)能力指標相同條件下，假定貯油站投資以10萬元計，液化氣貯站投資以30萬元計，則設(shè)備初期投資總額，燃油回轉(zhuǎn)窯是電熱回轉(zhuǎn)窯的
2.6-2.9倍，燃氣回轉(zhuǎn)窯是電熱回轉(zhuǎn)窯的3.1-3.3倍，而運行耗能成本則燃油、燃氣回轉(zhuǎn)窯分別高出電熱回轉(zhuǎn)窯48