專利名稱：兩用煉砷爐的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及到一種冶煉設備，特別是以硫化砷礦為燃料，直接制取六氧化四砷(砒霜)和金屬砷的兩用冶煉爐。
砷的煉制通常是以砒霜(AS4O6)為原料。由于砒霜和砷在高溫下易揮發，所以煉制時應在密閉的容器中進行，這種容器人們常稱為“反應罐”。常見的“反應罐”為兩種，一種是“橫罐”，另一種叫“豎罐”。橫罐是用鑄鐵材料制成，把砒霜和木炭粉按一定的比例，并加入適量的水混勻，然后置于反應罐內，壓實。在罐口上裝上冷凝器和延伸器，成為密封狀態，再把反應罐橫放入爐中，用煤加熱，一般爐內放5～6個“反應罐”，當溫度升到900～950℃時，保溫8～10小時，然后滅火降溫，待接近常溫時，卸下冷凝器取產品、因為木炭是一種還原劑，在高溫狀態下，砒霜發生升華現象，變成氣態，立即砷被還原出，當砷氣進入冷凝器時，立即又發生凝華現象，變成固體的砷凝結在冷凝器內壁上。同時清除罐內的殘渣，再裝上新料，又重新點火升溫進行間斷式煉制。橫罐煉砷存在如下缺點1、燃料耗費大每噸砷大約需耗3.6－4噸的煤；2、時間長，產量低一爐需24小時，而且一只反應罐只能煉18－20kg的砷；3、砷的直接回收率54－58％，總回收率小于85％；4、產品純度低其中含有不少未還原的AS4O6，因為AS4O6的沸點比AS的沸點低，易揮發(AS沸點為613°，AS4O6沸點460°)；5、成本高。豎罐煉砷與橫罐煉砷不同，裝料時，首先把砒霜粉放在罐子的下部，罐的中間放一層爐篦，爐篦上裝滿木炭，罐口上再裝上冷凝器和延伸器，它采用感應電加熱方式，首先加熱木炭層，使木炭升溫高于800℃，然后才對罐下部加熱，砒霜升華，穿過木炭層，立即發生還原反應，生成的砷氣，當進入冷凝器后，凝華為固體砷塊。這種方法比橫罐煉得的砷質量品位高，金屬砷的回收率高，大大減少了AS4O6未還原就逸出的弊端。但也存在如下不足1、耗電大；2、設備復雜，投資大；3、操作工藝條件要求高；4、成本也比較高。
本實用新型的目的是克服“橫罐”和“豎罐”的不足，提供一種高效、高純度，并能連續生產，基本上不需能耗，在直接制取金屬砷的同時，也獲取了大量砒霜(AS4O6)的兩用冶煉爐。
本實用新型的技術方案是兩用煉砷爐是由爐體、豎套反應罐、冷凝器、二次冷凝器、送風機構、送料機構組成。在制取金屬砷的同時能制取了大量的砒霜(AS4O6)。爐體是不用電，也不用煤加熱，而是焙燒硫化砷礦粉作能源的臥式沸騰爐。爐頂上開設有兩個以上的可放置反應罐和冷凝器及二次冷凝器的安位；爐底有一個送風機構；爐膛下部安裝有一個分風板及十個以上的風帽；爐體的右端安裝了一個送料機構，由它把硫化砷礦粉(150－160目)送入爐膛中；豎套反應罐是由內、外罐和導氣管、墊片托架組成。內、外罐均為一端開口的容器，導氣管垂直安裝在內罐中，并裝滿砒霜，再倒扣在外罐里面，在內、外罐之間裝滿木炭粉，壓實后再連接冷凝器和二次冷凝器及抽氣管。爐膛中用少量易燃物引燃爐火后由送料機構緩慢送入硫化砷礦粉，同時爐底送風機構也緩慢送風，爐膛的溫度均勻上升，隨著爐溫的不斷上升，送風量和加料量也逐漸加大，熱量不斷傳給反應罐，首先對外罐加熱使木炭層溫度升高，然后內罐中的砒霜才開始受熱，當砒霜的溫度高于460℃時，AS4O6發生升華現象，變成AS4O6氣，當它通過木炭層砷被還原出來，砷氣進入冷凝器和二次冷凝器，由于溫度下降，發生凝華現象，砷氣變成固體砷凝結在冷凝器的壁上，微量未凝華的砷氣進入抽風管左端的水噴頭處，水淋進行第三次回收。同時，爐膛中的硫化砷礦粉經高溫焙燒后，變成砒霜(AS4O6)通過排氣管定時排放收集。
現結合附圖對本實用新型詳細敘述如下
圖1兩用煉砷爐的正視圖示意圖，圖2兩用煉砷爐的俯視圖示意圖；圖3兩用煉砷爐的A－A剖視圖；圖4豎套反應罐正視圖；圖5豎套反應罐俯視圖。
兩用煉砷爐是由爐體(7)、豎套反應罐(5)、冷凝器(4)、二次冷凝器(17)、送風機構、送料機構組成。爐體(7)是不用煤、不用電，而是直接焙燒硫化砷礦作能源的臥式沸騰爐，它是用耐火磚砌成。爐頂上開設有兩個以上可放置反應罐(5)和冷凝器(4)及二次冷凝器(17)的安位。它是由保溫蓋板(2)、隔板(3)、長條磚(6)、墊板(16)組成；爐底有一個由風管(11)、風箱(21)和鼓風機及動力裝置組成的送風機構。爐膛下部安裝有一個分風板(20)和十個以上的風帽(23)；爐體(7)的右端安裝有一個由給料桶(8)、料桶蓋(15)、螺旋輸送器(9)、料斗支架(10)組成的送料機構，由它把硫化砷礦粉定量送入爐膛中焙燒。豎套反應罐是由內罐(25)、外罐(24)、導氣管(26)、墊片托架(27)組成。內、外罐(25、24)均是一端開口的容器，導氣管(26)兩頭為開口的圓錐體，管上均布有10個以上的孔。先在內罐(25)中裝滿砒霜(AS4O6)，后把帶孔的導氣管(26)插入內罐(25)正中心，然后用墊片托架(27)固定，在外罐(24)底部裝一層木炭粉，然后將裝好料的內罐(25)倒扣在外罐(24)里面，最后在內、外罐之間的環形空間中裝滿木炭，充分壓實后，外罐頂端通過螺栓與冷凝器(4)連接成為閉合狀態，吊裝在爐頂的安位上，每個冷凝器(4)分別接通一個二次冷凝器(17)，然后各個二次冷凝器(17)又分別與抽風管(28)相通。兩根抽風管(28)分別置于爐體的兩旁，每根抽風管(28)的左端連有一個水噴頭(14)。
首先用木柴點燃爐火，才由送料機構緩慢送入硫化砷礦粉，礦粉逐漸燃燒，同時爐底開始緩慢送風，爐溫均勻上升，隨著爐溫不斷上升，送風量和送料量也逐漸增大，成為沸騰加熱狀態，熱量不斷傳給反應罐、外罐(25)中的木炭層溫度首先升高，然后才慢慢傳導給內罐(25)中的砒霜粉，當木炭層的溫度達到800℃左右時，內罐(25)中的砒霜(AS4O6)開始升華，從而變成AS4O6氣，它通過導氣管(26)往下導向高溫的木炭層，于是立刻還原出砷氣，砷氣體進入冷凝器(4)，由于溫度降低立刻凝華為固態砷，凝結在冷凝器(4)的內壁上。少量未凝華的砷氣立刻通過二次冷凝器(17)進行第二次凝華成固體砷，此時仍有微量的砷氣未凝華，它通過抽風管(28)，抽向水噴頭(14)處進行水噴淋的第三次回收。同時爐膛中的硫化砷礦粉在高溫焙燒分解成砒霜，通過爐體(7)左側上方的排氣管(1)進入排風系統收集。殘渣定時從排料口(13)處排放。反應時間控制在8小時，將豎套反應罐和冷凝器吊出，讓它冷卻，此時立即換上新裝好的反應罐，保持連續生產，不需要滅火，而是繼續加料冶煉。
本實用新型的優點是1、在制取金屬砷的同時，獲得大量的砒霜；2、節能基本上不需煤和電加熱；3、產品回收率高使用含砷25％以上的硫化砷礦，砷的回收率可達95％；4、產品純度高含砷達99.6％，砒霜中，白霜占45－50％，其余為灰霜；5、產量高，經濟效益好按日產36罐計，每天可獲金屬砷1.5噸，砒霜5噸，由此每天獲利約8500元(按目前市場行情計)，年利可達255萬元，如果加長爐體增加反應罐的安位，則產量還會大大提高，本實用新型屬于一種高效、高質量，基本不需外加能源加熱而且能直接制取金屬砷和砒霜的兩用冶煉爐，值得廣泛推廣應用，特別適用于盛產硫化砷礦的地方推廣應用。
實施例爐體(7)長為5120mm，寬為1880mm，高為3000mm，用耐火磚砌成。爐膛中的風帽區為長方形，長為3800mm，寬為640mm，安裝有一個分風板(20)和315個風帽。風帽區上部為錐體，寬為1400mm，高650mm，錐體上方為長方形的爐膛，3800mm×1400mm×650mm。爐頂有24個可放置反應罐(5)和冷凝器(4)及二次冷凝器(17)的安位，即有12個豎套反應罐的安位，它是由保溫蓋板(2)，隔板(3)，長條磚(6)，墊板(16)組成。爐底有一個由三個風管(11)、三個風箱(21)和鼓風機及動力裝置組成的送風機構。保溫蓋板(2)、冷凝器(4)、二次冷凝器(17)、送風系統和送料系統均采用普通碳素鋼材料制成。爐體(7)右端的送料裝置從爐高1475mm處送料入爐膛，它的給料罐(8)為φ900mm×1000mm，下端為錐體。外罐由鑄鐵材料制成。其內孔為φ360mm，長1000mm，它是一端開口容器。內罐(25)用普通碳素鋼制成，其尺寸為φ300mm×950mm。導氣管長950mm，φ40mm，兩頭為開口圓錐形，管上均布有60個φ6mm的通孔。墊片托架(27)上設有12個φ6mm的通孔。
權利要求1.一種兩用煉砷爐，其特征它是由爐體(7)、豎套反應罐(5)、冷凝器(4)、二次冷凝器(17)、送風機構和送料機構組成爐體(7)是一種臥式沸騰焙燒爐，在爐頂上開設有兩個以上的可放置豎套反應罐(5)和冷凝器(4)及二次冷凝器(17)的安位；爐底有一個由風管(11)、風箱(21)和鼓風機及動力裝置組成的送風機構，爐膛下部安裝有一個分風板(20)及十個以上的風帽(23)；爐體(7)的右端安裝了一個由給料桶(8)、料桶蓋(15)、螺旋輸送器(9)、料斗支架(10)組成的送料機構；豎套反應罐是由內罐(25)、外罐(24)、導氣管(26)、墊片托架(27)組成，內罐(25)倒扣在外罐(24)里面，外罐頂端與冷凝器(4)連接成為閉合狀態。
2.根據權利要求1所述的兩用煉砷爐，其特征是爐頂上開設了有24個可放置豎套反應罐(5)和冷凝器(4)及二次冷凝器(17)的安位，即有12個豎套反應罐的安位，它是由保溫蓋板(2)、隔板(3)、長條磚(6)、墊板(16)組成，而且每個冷凝器(4)分別接通一個二次冷凝器(17)，然后各個二次冷凝器(17)又分別與抽風管(28)相通，兩根抽風管(28)分別安裝在爐體兩旁，每根抽風管(28)的左端還連有一只水噴頭(14)。
3.根據權利要求1或2所述的兩用煉砷爐，其特征是豎套反應罐中的內、外罐(25、24)均是一端開口的容器，導氣管(26)兩頭為開口圓錐體，管上均布有10個以上的孔，先在內罐(25)中裝滿砒霜，后把帶孔的導氣管(26)插入內罐(25)正中心，并由墊片托架(27)固定，在外罐(24)底部裝一層木炭粉，然后將裝好料的內罐(25)倒扣裝在外罐(24)里面，最后在內、外罐之間環形空間中裝滿木炭，充分壓實，外罐(24)頂端通過螺栓與冷凝器(4)連接成閉合狀態。
專利摘要本實用新型涉及到一種冶煉設備，特別是兩用煉砷爐，它是由爐體、豎套反應罐、冷凝器、二次冷凝器、送風機構、送料機構組成。爐頂上開設有兩個以上可放置反應罐和冷凝器的安位；爐底有一個送風機構；爐膛下部安裝有風帽；爐的右端安裝了一個送料機構。爐體是不用電、也不用煤而是焙燒硫化砷礦作能源的臥式沸騰爐。實現高效、高質量的連續生產，在制取金屬砷的同時，也獲得大量的六氧化四砷(砒霜)的兩用冶煉爐，經濟效益可佳，值得廣泛推廣應用。
文檔編號F27B5/00GK2084938SQ90226898
公開日1991年9月18日 申請日期1990年12月27日 優先權日1990年12月27日
發明者湯海西 申請人:湖南省衡南縣泉溪有色金屬冶煉設備研制所