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耐火材料行业知识

(炼铅、锌)熔炼炉用耐火材料

铅、锌冶炼有两类工艺流程。其一,铅、锌为独立原料,分别单独进行冶炼;其二,铅、锌为共生矿,通过冶炼同时获得粗铅和粗锌或获得粗铅和高锌烟尘(湿法提锌的原料)。目前,大规模工业生产使用的炉窑很多,有沸腾焙烧炉,铅鼓风炉、铅锌密闭鼓风炉、竖罐蒸馏炉、平罐蒸馏炉及电炉等。全世界约8085%的铅采用鼓风炉熔炼。锌的提取用火法和湿法各国所占比重不同。其主要用优质高铝耐火砖、粘土质、镁砖、碳化硅砖系列耐火材料。

一、铅鼓风炉用耐火砖

铅鼓风炉是一种具有垂直作业空间的火法冶炼设备。炉子本体由炉顶,炉身、炉缸及炉底、虹吸口、前床等部分组成。

铅鼓风炉铅鼓风炉熔炼为还原熔炼。其工艺特点为:氧化铅精矿团块或烷结块与焦炭、造渣熔剂(硅石和石灰石)按比例由炉顶加入炉内。物料在下降过程中逐渐被加热、还原、软化、熔化,进入炉缸,铅由虹吸口放出,炉渣由渣口放出后水淬或进入前床待处理。空气由炉子下部风口鼓入,焦炭在焦点区燃烧产生高温还原性气流,穿过炉料向炉顶运动。焦点区温度约为12501550℃,炉顶温度正常情况下小于400℃。

因此,鼓风炉的炉衬除了受到高温作用和炉料、炉气的冲蚀磨损之外,在炉子的中部和—匕部衬砖的砖缝和气孔内有PbOZnO及其他金属氧化物的沉积,并可能与耐火砖组分发生化学反应,生成硅酸盐、铝酸盐,使炉衬形成疏松、脆化变质层,或产生鼓胀龟裂而损毁。风口区和炉缸部位炉渣的化学侵蚀特别严重,加上高温作用,常发生局部熔穿损毁。炉子中部一带,由于温度不高,软熔性炉渣沿炉壁凝结形成炉结。清除这些炉结会造成严重的机械损坏。

铅鼓风炉用耐火砖分为两类:

1.全水套铅鼓风炉

炉底、炉壁全部采用水套,可分为汽化冷却,或水冷。靠熔炼时内壁表面上挂上一层渣皮加以保护。耐火砖只用于虹吸口及流渣槽(渣沟),一般采用镁砖或粘土砖砌筑。

2.普通铅鼓风炉

一般为半水套形式。耐火砖的应用分为四个区域:炉身上部,温度较低,一般采用粘土砖炉衬;炉身下部一般采用镁砖、镁铬砖砌筑;风口区,燃料在此燃烧,物料在此全部熔化,温度最高,炉渣和金属对炉衬的侵蚀非常严重,只采用耐火砖砌筑,难以维持正常生产,因而采用水套冷却或在水冷板内,衬以优质粘土砖或高铝砖或熔铸镁铬砖加以保护,炉缸和炉底起集液和铅渣分离作用,非工作层为粘土砖,工作衬用致密铬砖,镁砖或镁铬砖砌筑。为防止铅的渗透,采用镁质或镁铬质耐火捣打料捣制,如锅底或形船形。

虹吸出铅口及保温前床,位于炉体外侧。一般采用镁质、镁铬质耐火砖砌筑工作衬。非工作层为粘土砖。保温前床一般为电加热形式,结构类似小型电炉。

二、竖罐蒸馏炉用耐火砖

锌精矿提取金属锌通常采用竖罐蒸馏炉、乎罐蒸馏炉及电炉直接制取金属锌。也可采用焙脚硫酸浸出—电解提取锌的方法。

竖罐蒸馏炉主要由蒸馏室、燃烧室和空气通道组成,与之配套的为冷凝器()和粗锌精馏塔。

根据竖罐蒸馏过程及冷凝精馏工艺的特点,所选用的耐火砖应具有如下一些基本特性:导热性能好;耐火度高;荷重软化温度高;高温结构强度大;重烧线变化小;耐磨性好;气密性好。因此,竖罐蒸馏炉的蒸馏室一般皆采用碳化硅耐火砖砌筑。要求耐火砖尺寸准确.砌缝尽量小,一般采用特种泥浆砌筑,以便工作衬形成整体,保证整体的稳固性、气密性,防止锌蒸气窜漏,燃烧室、空气通道和炉子外墙等采用粘土砖砌筑。使用寿命为35年。

粗锌精馏炉(精馏塔)分为铅塔和镉塔。其作用是将液态粗锌经多级蒸馏之后,分别得到纯度为99.6%以上的纯锌和金属铅,镉。精馏塔由5060块塔盘组成.塔盘块大壁薄,要承受重力。热应力,化学侵蚀的作用。塔盘是精馏炉基本构筑材料。要求采用导热性能好、高温结构强度大、耐热霞性好,抵抗锌蒸气及金属液体侵蚀能力强的碳化桂耐火砖。使用寿命34年。精馏塔位于塔身中间。塔身一般采用粘土砖砌筑。

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