本实用新型涉及金属熔炼技术领域，特别是一种海绵镉熔炼提纯装置。
背景技术：
以冶金瓦斯灰、铁矾渣、矿渣等含锌固废为原料回收锌系产品的生产过程中，常采用锌粉置换硫酸锌溶液中的镉离子获得海绵镉，海绵镉经压团、还原熔炼获得一种重要的副产品粗镉锭。海绵镉中的主要杂质有锌、铅、砷和氧化镉，为除去这些杂质提高镉锭的纯度则需要加入包括火碱、氯化钠、硝酸钠、还原粉煤、木炭粉等还原熔炼辅料中的一种或者多种进行熔融熔炼，而在熔融熔炼过程中，由于碱、氯化钠、硝酸钠、还原粉煤、木炭粉等还原熔炼辅料的密度小而熔融态的镉、锌、铅金属的密度大且粘度较大，导致在熔炉中极易形成辅料上浮而金属熔融液下沉的析离效应。现有熔炼炉并不能使下沉至底部的杂质金属锌、铅和砷充分地与漂浮在上层的还原熔炼辅料接触并发生反应，还原熔炼除杂效果不理想。
技术实现要素：
针对上述问题，提供了一种海绵镉熔炼提纯装置，解决现有的熔炼炉不能使下沉至底部的杂质金属锌、铅和砷充分地与漂浮在上层的还原熔炼辅料充分接触反应的问题。
为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种海绵镉熔炼提纯装置，包括熔炼炉和铸锭机，所述熔炼炉的上部设有辅料进料斗和海绵镉饼进料斗，所述熔炼炉的下部设有镉液出料口和排渣口，所述铸锭机设于所述镉液出料口的下方，所述熔炼炉内设有搅拌机，所述搅拌机包括搅拌电机、搅拌轴、第一搅拌桨和第二搅拌桨，所述搅拌电机固定于所述熔炼炉，所述搅拌轴的上端固定于所述搅拌电机的输出轴，所述第一搅拌桨固定于所述搅拌轴的下端，所述第二搅拌桨设于所述搅拌轴的中部，所述第二搅拌桨包括勺式桨叶、滚筒和固定筒，所述固定筒的一端固定于所述搅拌轴上，所述滚筒转动套设于所述固定筒外，所述勺式桨叶固定于所述滚筒上。
进一步地，所述第二搅拌桨设有两组，两组所述第二搅拌桨对称设于所述搅拌轴的两侧。
进一步地，所述勺式桨叶设有多个，多个所述勺式桨叶沿所述滚筒的圆周和轴向均距设置。
进一步地，所述勺式桨叶由方槽形勺和勺柄组成，所述方槽形勺固定于所述勺柄的一端，所述勺柄的另一端固定于所述滚筒的外壁。
进一步地，所述固定筒的两端分别设有用于阻止所述滚筒沿所述固定筒轴向方向移动的限位块。
进一步地，所述镉液出料口和排渣口的上方设有用于收集废气的集气罩。
进一步地，所述熔炼炉和铸锭机外设有烟气隔离室，所述熔炼炉和铸锭机设置于所述烟气隔离室内。
由于采用上述技术方案，本实用新型的有益效果为：
本实用新型的海绵镉熔炼提纯装置的搅拌机包括搅拌电机、搅拌轴、第一搅拌桨和第二搅拌桨，第二搅拌桨包括勺式桨叶、滚筒和固定筒，在生产时，搅拌电机带动固定在搅拌轴上的固定筒作圆周转动，套在固定筒外的滚筒一边随着固定筒作圆周运动，一边绕着固定筒的轴线转动，带动勺式桨叶不断地对物料进行翻炒，将下层液态金属锌、铅和砷等杂质与漂浮在金属液面上的辅料进行耕耙式翻抛混合，从而实现在搅拌机低转速的条件下完成下沉至下部的杂质金属锌、铅和砷充分地与漂浮在上层的辅料接触并发生反应，大幅提高还原熔炼除杂的效果，并降低能耗。
附图说明
图1是本实用新型的海绵镉熔炼提纯装置的结构示意图；
图2是本实用新型的海绵镉熔炼提纯装置的搅拌机右视示意图；
图3是本实用新型的海绵镉熔炼提纯装置的搅拌机俯视示意图；
图4是本实用新型的海绵镉熔炼提纯装置的熔炼炉和铸锭机的结构示意图；
其中，1-熔炼炉，11-烟气排出管，12-温度计，13-电加热棒组件，14-镉液出料口，15-排渣口，16-搅拌机，161-第一搅拌叶，162-勺式桨叶，163-滚筒，164-限位块，165-固定筒，166-搅拌电机，167-搅拌轴，2-辅料进料斗，3-海绵镉饼进料斗，4-铸锭机，41-锭模，42电动机，43-链式输送机，5-集气罩，51-导气管，6-plc控制室，7-烟气隔离室。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“放置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参照图1、图2和图3所示，一种海绵镉熔炼提纯装置包括熔炼炉1和铸锭机4，熔炼炉1的上部设有辅料进料斗2和海绵镉饼进料斗3，熔炼炉1的下部设有镉液出料口14和排渣口15，铸锭机4设于镉液出料口14的下方，熔炼炉1内设有搅拌机16。搅拌机16包括一个搅拌电机166、一根搅拌轴167、两组第一搅拌桨161和两组第二搅拌桨，搅拌电机166固定于熔炼炉1上，搅拌轴167的上端固定于搅拌电机166的输出轴，两组第一搅拌桨161分别对称固定于搅拌轴167的下端的两侧，两组第二搅拌桨分别对称设于搅拌轴167的中部的两侧。第一搅拌桨161由平直桨叶和直柄组成，直柄的一端固定连接平直桨叶，直柄的另一端固定连接搅拌轴167。第二搅拌桨包括多个勺式桨叶162、一个滚筒163和一个固定筒165，固定筒165的一端焊接于搅拌轴167上，固定筒165与搅拌轴167相互垂直，滚筒163转动套设于固定筒165外，固定筒165的两端分别设有用于阻止滚筒163沿固定筒165的轴向方向移动的限位块164，多个勺式桨叶162沿滚筒163的圆周和轴向均距固定于滚筒163上。勺式桨叶162由方槽形勺和勺柄组成，方槽形勺固定于勺柄的一端，勺柄的另一端固定于滚筒163的外壁。
熔炼炉1的顶部设置有烟气排出管11，熔炼炉1的中下部设置有温度计12和电加热棒组件13，镉液出料口14和排渣口15上均安装有电动阀门以便于控制出料，镉液出料口14与排渣口15的水平距离为30cm，在竖直方向上，排渣口15比镉液出料口14高5cm。辅料进料斗2位于熔炼炉1的上方的一侧并通过辅料进料管相连接，将辅料进料管倾斜角度设置为35°并在管上安装阀门以便控制进料速度和阻断熔炼炉1内的废气溢出；海绵镉饼进料斗3位于熔炼炉1的上方的一侧并通过粗镉饼进料管相连接，将粗镉饼进料管倾斜角度设置为35°并在管上安装阀门以便控制进料速度和阻断熔炼炉1内的废气溢出，海绵镉饼进料斗3位于辅料进料斗2的一侧。
请参照图4所示，铸锭机4包括电动机42、链式输送机43和锭模41，链式输送机43传动连接电动机42，电动机42驱动链式输送机43转动，锭模41用四根弹簧做成支撑脚沿着输送方向按照相邻锭模槽口之间的距离为1cm等距排列固定安装在链式输送机43上，铸锭机4长度为5m，宽度为0.4m，铸锭机4置于熔炼炉镉液出料口14的正下方且使熔炼炉镉液出料口14与锭模41的槽口竖直方向的距离为2cm。生产时，使锭模41移位至镉液出料口14的正下方，控制镉液出料口14内的电动阀门的开度，将熔融镉液注入锭模41中，加注有熔融镉液的锭模41与输送机43一起缓慢向运送方向移动并冷却为固态镉锭，当锭模41移动至输送机43的尾端时发生倾倒，锭模41里的镉锭在自身重力的作用下掉落而完成自动脱模。
本实用新型的海绵镉熔炼提纯装置还包括集气罩5、plc控制室6及烟气隔离室7。集气罩5位于熔炼炉镉液出料口14和排渣口15的正上方且竖直方向的距离为20cm，熔融液态镉和碱渣挥发出的废气被集气罩5收集，集气罩5收集的废气通过导气管51与熔炼炉1顶部设置的烟气排出管11并接后通入厂内的回转窑的烟尘沉降室进行处理，使现场环境得到改善，避免了含镉废气对人体的侵害和污染环境。熔炼炉1和铸锭机4均设于烟气隔离室7内，烟气隔离室7四面均设置有常闭的检修门和透明玻璃的观察窗，烟气隔离室7能够防止有害烟气外溢危害人身健康及环境。plc控制室6与烟气隔离室7贴临，通过烟气隔离室7的观察窗相隔，plc控制室6内安装有plc控制系统。plc控制系统连锁控制温度计12、电加热棒组件13、搅拌机16、铸锭机4的工艺制程参数，采用plc控制系统，温度控制精准，出料速度可控，实现熔融镉液出料铸锭自动化、连续化操作，提高了生产效率，降低了劳动强度，由于生产人员大部分时间在控制室操作，使得生产人员与有害的化学物质接触的几率大大减少。
工作原理：将辅料、海绵镉饼分别置于辅料进料斗2和海绵镉进料斗3并送入熔炼炉1，通过plc控制系统启动电加热棒组件13进行升温熔融辅料和海绵镉饼，启动搅拌机16，搅拌电机带动焊接在搅拌轴上的固定筒165的轴线转动，套在固定筒165外的滚筒163一边随着固定筒165作圆周运动一边绕着固定筒165进行自转，带动勺式桨叶162不断地进行物料翻炒，将下层液态金属锌、铅和砷等杂质与漂浮在金属液面上的辅料进行耕耙式翻抛混合，从而实现在搅拌机16低转速的条件下完成下沉至下部的杂质金属锌、铅和砷充分地与漂浮在上层的辅料接触并发生反应，大幅提高还原熔炼除杂的效果，并降低能耗。当温度达到400℃～600℃时，反应一段时间后，启动铸锭机4，使锭模41移位至镉液出料口14的正下方，控制镉液出料口14内的电动阀门的开度，将熔融镉液注入锭模41中，当镉液到达一定液位高度时电动关闭阀门，此时铸锭机4继续向前运行，将后一个空的锭模41移位至镉液出料口14的正下方，而注有镉液的锭模41往前移动一个位次，在注有镉液的锭模41向运送方向移动的过程中模槽里的镉液不断冷却凝固为固态的金属镉锭，由于链式输送机43及其上的锭模41均是钟表式地循环运动的，所以锭模41移动至输送机尾端时发生倾倒，模槽里的镉锭在自身重力的作用下掉落完成自动脱模。需要说明的是，链式输送机43及其上的锭模41进行钟表式地循环运动时可以是顺时针方向也可以是逆时针方向，其运转方向不会影响铸锭、脱模的实际生产，仅是将镉锭卸落在铸锭机4的机头或者机尾的问题。
上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。
1.一种海绵镉熔炼提纯装置，包括熔炼炉和铸锭机，所述熔炼炉的上部设有辅料进料斗和海绵镉饼进料斗，所述熔炼炉的下部设有镉液出料口和排渣口，所述铸锭机设于所述镉液出料口的下方，所述熔炼炉内设有搅拌机，其特征在于：所述搅拌机包括搅拌电机、搅拌轴、第一搅拌桨和第二搅拌桨，所述搅拌电机固定于所述熔炼炉上，所述搅拌轴的上端固定于所述搅拌电机的输出轴，所述第一搅拌桨固定于所述搅拌轴的下端，所述第二搅拌桨设于所述搅拌轴的中部，所述第二搅拌桨包括勺式桨叶、滚筒和固定筒，所述固定筒的一端固定于所述搅拌轴上，所述滚筒转动套设于所述固定筒外，所述勺式桨叶固定于所述滚筒上。
2.根据权利要求1所述的一种海绵镉熔炼提纯装置，其特征在于：所述第二搅拌桨设有两组，两组所述第二搅拌桨对称设于所述搅拌轴的两侧。
3.根据权利要求1所述的一种海绵镉熔炼提纯装置，其特征在于：所述勺式桨叶设有多个，多个所述勺式桨叶沿所述滚筒的圆周和轴向均距设置。
4.根据权利要求1所述的一种海绵镉熔炼提纯装置，其特征在于：所述勺式桨叶由方槽形勺和勺柄组成，所述方槽形勺固定于所述勺柄的一端，所述勺柄的另一端固定于所述滚筒的外壁。
5.根据权利要求1所述的一种海绵镉熔炼提纯装置，其特征在于：所述固定筒的两端分别设有用于阻止所述滚筒沿所述固定筒轴向方向移动的限位块。
6.根据权利要求1所述的一种海绵镉熔炼提纯装置，其特征在于：所述镉液出料口和排渣口的上方设有用于收集废气的集气罩。
7.根据权利要求1所述的一种海绵镉熔炼提纯装置，其特征在于：所述熔炼炉和铸锭机外设有烟气隔离室，所述熔炼炉和铸锭机设置于所述烟气隔离室内。
技术总结