锌竖罐蒸馏车间设计(design of zinc smelter by veItical retort process)

以锌焙烧车间产出的高温氧化锌焙砂为原料，经制团、焦结和竖罐蒸馏，生产蒸馏粗锌的锌冶炼厂车间设计。蒸馏锌含锌97％～99％，供精馏制取精锌或直接用于镀锌生产。

简史   20世纪30年代，美国和墨西哥采用竖罐蒸馏锌，实现了炼锌连续蒸馏和机械化操作。1942年中国葫芦岛锌厂建成，采用竖罐蒸馏锌工艺。50年代末用飞溅冷凝器取代了挡板冷凝器，提高了锌的冷凝效率。60年代中期改竖井式焦结炉为自热式焦结炉；并发展为竖炉栅废气燃烧式焦结炉；用旋涡炉熔炼蒸馏罐渣、综合回收有价金属。70年代初设计建成大型锌竖罐蒸馏炉，单炉日产锌量18～24t。

工艺过程   焙砂配入优质焦煤和粘合剂，经混合、制团和干燥加入焦结炉，在800℃以上高温除去团矿中的水分和挥发物，并使团矿中的煤焦化，产出坚实多孔高强度的赤热团矿。团矿分批加入竖罐蒸馏炉，用煤气或重油间接加热。含锌蒸气的炉气从竖罐上部引入冷凝器，经冷凝获得蒸馏锌。罐渣从竖罐下部排出。工艺流程见图1。

主要设备   有制团机、焦结炉和竖罐蒸馏炉。

(1)制团机。通常采用双辊压团机。根据每日所需团矿量和压团机生产能力确定压团机台数。每2～3台需配备1台备用。

(2)焦结炉。是带有燃烧室，以燃烧后的热气流通过团矿使之焦结的设备。以团矿挥发物作燃料时为自热式焦结炉。其规格以有效容积表示，在中国，此种炉子有效容积一般为2．83～13．23m³。设计所需焦结炉有效容积，根据每日所需焦结团矿量和焦结炉生产率计算确定。焦结炉寿命一般为2年以上，设计选用2台焦结炉时，需配备1台备用。

(3)竖罐蒸馏炉。由碳化硅砖砌成的矩形竖炉本体与其外的燃烧室和换热室、罐上下部的密封装置以及冷凝器等组成。简称竖罐。其规格以罐壁有效受热面积表示，中国常用的坚磕罐壁有效受热面积有40m²、60m²和100m²三种。设计所需竖罐台数按下式计算：

m = A / 365Fa^，η₂

式中m为所需竖罐台数，台；A为蒸馏锌产量。kg／a；F为罐壁有效受热面积，m²；a^，为罐壁单位生产率，kg／(m²•d)，一般在160～200kg／(m²•d)之间；η₂为蒸馏炉运转率，％，一般为90％～96％。

车间配置   制团、焦结和蒸馏生产关系密切，焦结炉排出的热焦结团矿，需在短时间内加入竖罐蒸馏炉，二者通常邻近配置。主厂房跨度根据竖罐蒸馏炉和冷凝器的尺寸确定，一般为18～21m。竖罐蒸馏车间配置见图2．

技术特点   竖罐炼锌电力消耗较少，焦耗低于鼓风炉炼锌(ISP)，适宜于电、焦缺少地区采用。但需有适宜的粘合剂，耗煤量较大，对还原煤的焦结性等有严格要求。常用粘合剂有粘土、煤焦油、沥青、石灰、水玻璃和纸浆废液等，中国竖罐炼锌厂主要以亚硫酸纸浆废液作粘合剂。

主要技术经济指标   锌竖罐蒸馏车间的制团锌回收率为99．5％～99．95％；焦结锌回收率为97．5％～98．5％；蒸馏锌回收率为95％～96％；冶炼总回收率为94％～96％；每吨蒸馏锌总煤耗(折标煤)为1．7～2．4t，电耗为380～480kw•h。