[发明专利]韦氏炉余热综合循环利用降低煤耗的方法

说明书

技术领域

本发明属于有色金属冶炼领域，具体地涉及一种韦氏炉余热综合循环再利用于生产过程降低煤耗的方法。

背景技术：

直接法氧化锌生产的理论基础为锌的氧化物能被还原剂一氧化碳还原，还原过程吸收热量，还原所得到的锌蒸汽被空气中的氧气氧化，并释放出大量的热量，经冷却后由布袋室收集到氧化锌产品。

目前，直接法氧化锌使用被称为韦氏炉的反射炉内进行冶炼，韦氏炉的结构示意图见附图3。氧化锌生产是以团矿为原料，无烟块煤作燃料（底煤）在冶炼过程提供热量和保持温度。团矿为含锌物料和粉状煤炭及其他配料的混合物，粉煤作为还原剂，在实际冶炼过程粉煤的掺入量大大超过还原所需的量，部分粉煤配合和补充底煤为冶炼过程提供热量。其操作为间歇型，开始先由人工加入燃料，关闭炉门，待燃烧后，即可鼓风，使其赤热；然后由人工将团矿均匀投放炉内，鼓风放废气8－12分钟，尽可能将炉料中的水分及低沸点杂质驱除干净，以免影响产品质量；废气放完后，开动引风机，关闭炉门，将水闸板缓缓升起，即进入正式冶炼期。冶炼分早期、高峰期和结束，结束时耙出炉渣，此时炉膛内温度最低，至此为一个冶炼周期，进入下一个冶炼周期。冶炼过程的主要化学反应如下：

（1）还原反应总过程：

ZnO(s)+CO(g)=Zn(g)+CO₂(g) －70.06kJ  ……………(a)

CO₂(g)+C(s)=2CO(g) －157.63kJ  ……………………(b)

(a)+(b)得：ZnO(s)+C(s)=Zn(g)+CO(g) －227.69kJ  …(c)

（2）氧化反应过程：

Zn(g) +??O₂(g)=ZnO(s) +227.69kJ

从上述反应（1）看，理论上锌（以100%锌计）和碳（以100%C计）的重量比5.45:1即可满足还原反应的条件，而目前实际生产上这个比例高达1:1，有的甚至达到1:4，还原煤掺入量远远过量。作为燃料煤的块煤（大小在3厘米左右），理论上铺平炉膛底即可，以十二平方炉膛为例，铺平炉膛底360公斤即可，而实际生产中需要加入550公斤左右。特别是在寒冷的冬季，煤炭的用量还要增加，才能满足生产的条件。

在冶炼过程中，需要从炉底鼓风，鼓风的空气为自然风，冶炼前期和后期鼓风量小，冶炼高峰期鼓风量最大。还原反应的温度维持在900℃～1200℃，温度太低，则冶炼无法正常进行。

投入炉膛冶炼的团矿，由压团机制团，铺在地面自然晾干至水份小于8%，晾干时间一般需要3到4天，如果冬季和潮湿的环境，晾干的时间更长。

以上所述的生产方式存在一些明显缺点，为持续维持冶炼过程所需的热量，燃料煤（底煤）量和团矿中配入的粉煤量大大过量，浪费大量煤炭，煤炭中带入新的杂质，影响产品质量。即便如此，在寒冷的冬季鼓进炉底的空气为冷空气，在冶炼前期难以升温，在冶炼后期则越鼓风炉膛温度越低，影响冶炼的正常进行，进而影响下一个冶炼周期，形成恶性循环。

还有一个大的缺点，就是团矿的自然晾干，时间长，占用场地大，特别是在零下的气温下，团矿结冰成硬块，一旦投进炉膛，结冰融化，团矿散开，影响冶炼过程，散开的团矿中的锌难以还原，影响回收率，同时散开的物料进入烟气，影响产品质量，为了不影响回收率按目前的办法只有多加还原煤。

发明内容：

本发明的主要目的是，提供一种综合循环利用韦氏炉生产过程产生的余热进而降低煤耗的方法，这种方法的主要特点是利用氧化反应过程产生的热量对炉底鼓风的空气进行加热，降低煤耗，以及利用氧化室、烟巷、聚尘室的余热烘干团矿，提高生产效率，以消除目前所采用方法的上述缺点。

本发明的目的及解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的：