火法精炼的主要设备

铋的直接火法精炼，是在精炼锅内进行的。粗铋中的杂质，总是分阶段地除去，一般精炼流程宜在五口锅内进行（也有采用三口、四口及六口）。每口锅的作用为：1号锅内脱铜，除砷、锑、碲、锡；2号锅内一次除银；3号锅内二次除银；4号锅内除锌、铅、脱氧；5号锅内最终精炼，铸型。

锅与锅之间铋液的输送采用抽铋机（泵），装锅及渣料转移采用吊车（电葫芦），鼓风搅拌采用空压机或水汽化器，成品浇铸采用铸型车与成品模，以及处理Ag－Zn渣的真空蒸馏炉和治理氯气的氯气吸收塔等。下面介绍其中几种主要设备。

一、精炼锅

精炼锅是铋火法精炼的主要设备。精炼锅的材质有铸铁质、铸钢质、球墨铸铁质、钢板焊制等几种，锅的容量根据生产规模确定，一般有6～7吨级（φ1300×900毫米）、5～5.5吨级（φ1200×800毫米）及3.5吨级等几种。

图1为铋精炼锅示意图。

图1  铋精炼锅示意图

精炼锅必须配备锅罩，由3毫米厚钢板焊成。为了不影响精炼操作，锅罩有上升式、开启式两种，可以活动卸开，不影响装锅与转锅。

二、抽铋机

用于铋液输进，以减轻劳动强度和缩短精炼时间，常用的铋液输送设备有两种：一种是螺旋式、一种是泵式。图2是某厂使用的φ108螺旋式抽铋机的示意图。

图2  螺旋式抽铋机示意图

1－马达；2－主动轮；3－皮带；4－从动轮；

5－套筒；6－螺旋轴；7－出口；8－基座

抽铋机主要部件用G₃钢材制成，配1千瓦JO41－6电动机一台。电动机带动套管内螺旋轴旋转，使铋液沿螺旋槽上升至套管上侧之排出口流出。

三、水汽化器

氧化精炼一般采用压缩空气鼓风搅拌与压湿木块搅拌，为了节约木材致电能，某厂采用水汽化器蒸汽搅拌。其构造示意图如图3。

图3  水汽化器示意图

1－进水管；2－汽化器；3－出汽口；

4－联接胶管；5－通汽环；6－汽孔

将汽水发生器置于锅内铋液中，依靠铋液的热量使加入发生器内的水汽化，经导管通入铋液中，蒸汽搅拌翻腾铋液。水汽化器用G3钢材制造。

四、铋成品模

精铋采用立模浇铸，每套铸模由正、副两块模板组成，采用抗拉强度为215.6～274.4帕的灰口铸铁铸造，一般将10～15套模板贴合在一起组成一组，用钢架支撑，螺杆拉紧。将一组模板挤紧后浇铸，待锭冷却硬化后再松模取出成品铋锭。图4为铋成品模示意图。

图4  铋成品模示意图

为了保证成品的物理规格，铸模要求一定的加工精度：模体下端配合用平头螺钉固定挡板，上部采用活动浇铸帽口。铸锭时要求正、副模体吻合严密，模体内侧及吻合部位光洁度要求达到△6。

五、铋铸型车

铸型车示意图如图5。

图5  铋铸型车示意图

1－铋液桶；2－火室；3－加焦口；4－风门；

5－车轮；6－放铋口；7－保温口；8－扶手；9－炉栅

将精炼合格的铋液从锅中抽出后输送至铸型车上的盛液箱图内，箱底有加热保温装置。箱侧下部留有用阀门控制的出铋口，一般设两个出铋口，出铋口间的距离，应与组合后的成品模的浇铸帽口间的距离一致。铸型车下部有轮，置于活动铁轨上，铁轨紧靠铸模，操作时，沿铁轨移动铸型车即可。

六、真空燕馏炉

真空蒸馏炉示意图如图6所示。

图6  真空蒸馏炉示意图

1－蒸馏炉膛；2－石墨电极；3－装料口；4－出铋口；

5－出锌口；6－直升烟道；7－冷凝器；8－抽气口

真空蒸馏炉用于处理加锌除银产出之银锌渣。富银渣熔析分离铋后，采用真空蒸馏法回收锌，由于铋的沸点（1560℃）、锌的沸点（907℃）、银的沸点（1953℃）各不相同，可以采用蒸馏法回收渣中的锌，以返回加锌除银使用。

七、氯气吸收塔

该塔用于吸收氯化精炼时选出之氯气。氯气吸收塔如图7所示。

图7  氯气吸收塔示意图

氯气吸收塔是利用置于塔内筛板上的填料塑料环（鲍尔环）或小球（乒乓不熟），依靠上升废氯气的冲力、下淋碱液的浮力和填料的重力的作用下，发生激烈湍动，使气、液间接触表面增大，接触时间延长，从而使碱液吸收氯气，使精炼废气得到净化。

某厂使用之氯气吸收塔设备性能为：

塔径φ2000毫米；塔高5000毫米；

风量13000米³／时；阻力损失1667.13帕；

循环水量30吨／时；循环水含氢氧化钠8克／升；

除氯效率：80%左右。