旋流熔煉爐和旋流熔煉工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種旋流熔煉爐，還涉及一種旋流熔煉工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的熔煉爐存在反應效率低、反應時間長的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的 一個目的在于提出一種具有反應效率高、反應時間短等優(yōu)點的旋流熔煉爐。
[0004] 本發(fā)明的另一個目的在于提出一種具有反應效率高、反應時間短等優(yōu)點的旋流熔 煉工藝。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明第一方面的實施例的旋流熔煉爐包括：反應爐，所述反應爐內(nèi)具有爐 腔，所述爐腔的下部具有用于容納渣和金屬液的熔池，所述爐腔的壁上設有進料口、放渣 口、放金屬口和出煙口；和旋流發(fā)生器，所述旋流發(fā)生器設在所述爐腔的側(cè)壁上以便將含氧 氣體和燃料側(cè)吹到所述爐腔內(nèi)。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明實施例的旋流熔煉爐通過在所述爐腔的側(cè)壁上設置所述旋流發(fā)生器， 從而所述旋流發(fā)生器可以從所述爐腔的側(cè)面向所述爐腔的熔煉渣層內(nèi)噴入含氧氣體和燃 料。在所述旋流發(fā)生器噴入的含氧氣體和燃料的攪動下，可以使所述爐腔內(nèi)的熔體做旋流 運動，從而可以極大地改善反應的熱力學、動力學條件，以便使反應能夠高效地進行，極大 地縮短了操作時間。
[0007] 因此，根據(jù)本發(fā)明實施例的旋流熔煉爐具有反應效率高、反應時間短等優(yōu)點。
[0008] 另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的旋流熔煉爐還可以具有如下附加的技術(shù)特征：
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述爐腔的側(cè)壁上設有安裝口，所述旋流發(fā)生器設在 所述安裝口內(nèi)。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述旋流發(fā)生器的一部分伸入到所述爐腔內(nèi)。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述爐腔為圓柱形，所述旋流發(fā)生器與所述爐腔的徑 向之間的夾角為預定角度。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述旋流發(fā)生器為多個，多個所述旋流發(fā)生器沿爐腔 的周向間隔開地設在所述爐腔的側(cè)壁上。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述爐腔為圓柱形，多個所述旋流發(fā)生器沿爐腔的周 向等間距地設在所述爐腔的側(cè)壁上，每個所述旋流發(fā)生器與所述爐腔的徑向之間的夾角為 預定角度，
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述旋流發(fā)生器的數(shù)量為兩個至四個。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述進料口和所述出煙口設在所述爐腔的頂壁上，所 述放渣口設在所述爐腔的側(cè)壁上，所述放金屬口設在所述爐腔的底壁上。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明第二方面的實施例提出一種利用根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的旋流熔 煉爐實施的旋流熔煉工藝，所述旋流熔煉工藝包括以下步驟：將含金屬物料和熔劑加入到 所述爐腔內(nèi)；利用所述旋流發(fā)生器從所述爐腔的側(cè)面向所述爐腔的熔煉渣層內(nèi)噴入含氧氣 體和燃料，以便使所述爐腔內(nèi)的熔體做旋流運動，對所述含金屬物料進行熔煉并得到粗金 屬和熔煉渣；和從所述放渣口排出所述熔煉渣，從所述放金屬口排出所述粗金屬。
[0017] 所述旋流熔煉工藝進一步包括：在進行所述熔煉時，向所述爐腔內(nèi)加入還原劑。
[0018] 所述含金屬物料包括銅精礦、鎳精礦、鉛精礦、冶金中間物料、冶金精煉渣和浸出 渣中的至少一種。
[0019] 所述冶金中間物料選自煙塵、酸泥和電鍍污泥中的至少一種。
【附圖說明】
[0020] 圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的旋流熔煉爐的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的旋流熔煉爐的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的旋流熔煉工藝的流程圖。
【具體實施方式】
[0023] 下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0024] 下面參考圖1和圖2描述根據(jù)本發(fā)明實施例的旋流熔煉爐10。如圖1和圖2所 示，根據(jù)本發(fā)明實施例的旋流熔煉爐10包括反應爐101和旋流發(fā)生器102。
[0025] 反應爐101內(nèi)具有爐腔1011，爐腔1011的下部具有用于容納渣和金屬液的熔池 10111，爐腔1011的壁上設有進料口 1012、放渣口 1013、放金屬口 1014和出煙口 1015。旋 流發(fā)生器102設在爐腔1011的側(cè)壁上以便將含氧氣體和燃料側(cè)吹到爐腔1011內(nèi)。
[0026] 下面參考圖3描述利用根據(jù)本發(fā)明實施例的旋流熔煉爐10實施的旋流熔煉工藝。 如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的旋流熔煉工藝包括以下步驟：
[0027] 將含金屬物料和熔劑加入到爐腔1011內(nèi)；
[0028] 利用旋流發(fā)生器102從爐腔1011的側(cè)面向爐腔1011的熔煉渣層內(nèi)噴入含氧氣體 和燃料，以便使爐腔1011內(nèi)的熔體做旋流運動，對含金屬物料進行熔煉并得到粗金屬和熔 煉渣；和
[0029] 從放渣口 1013排出熔煉渣，從放金屬口 1014排出粗金屬。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明實施例的旋流熔煉爐10通過在爐腔1011的側(cè)壁上設置旋流發(fā)生器 102,從而旋流發(fā)生器102可以從爐腔1011的側(cè)面向爐腔1011的熔煉渣層內(nèi)噴入含氧氣體 和燃料。在旋流發(fā)生器102噴入的含氧氣體和燃料的攪動下，可以使爐腔1011內(nèi)的熔體做 旋流運動，從而可以極大地改善反應的熱力學、動力學條件，以便使反應能夠高效地進行， 極大地縮短了操作時間。
[0031] 因此，根據(jù)本發(fā)明實施例的旋流熔煉爐10具有反應效率高、反應時間短等優(yōu)點。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明實施例的旋流熔煉工藝具有反應效率高、反應時間短等優(yōu)點。
[0033] 如圖1所示，旋流熔煉爐10的進料口 1012和出煙口 1015設在爐腔1011的頂壁 上，旋流熔煉爐10的放渣口 1013設在爐腔1011的側(cè)壁上，旋流熔煉爐10的放金屬口 1014 設在爐腔1011的底壁上。
[0034] 含金屬物料可以包括一種金屬精礦。例如，含金屬物料可以是銅精礦。有利地，含 金屬物料可以包括含有多種金屬的精礦。例如，含金屬物料可以包括銅精礦、鎳精礦、鉛精 礦。由此可以使含金屬物料的來源更加廣泛。
[0035] 在本發(fā)明的一個實施例中，含金屬物料可以進一步包括冶金中間物料、冶金精煉 渣和浸出渣中的至少一種。由此不僅可以進一步擴大含金屬物料的來源，而且可以回收利 用大量含有有價金屬的冶金中間物料、冶金精煉渣和浸出渣。
[0036] 具體而言，冶金中間物料選自煙塵、酸泥和電鍍污泥中的至少一種。
[0037] 根據(jù)本發(fā)明實施例的旋流熔煉爐10和旋流熔煉工藝對原料適應性強，對原料的 水分、化學成分、粒度組成要求不高?？梢詫⒃弦暻闆r預處理至水分6 % -8 %，粒度小于 50毫米。原料（例如包括銅、鎳、鉛精礦、冶金中間物料（煙塵、酸泥和電鍍污泥等）、冶金 精煉渣、浸出渣等）和熔劑按配料比要求計量后混合，經(jīng)膠帶運輸機從爐腔1011的頂部的 進料口 1012加入到爐腔1011內(nèi)。原料和熔劑掉落在爐腔1011內(nèi)的渣層上。
[0038] 含氧氣體和燃料通過設在爐腔1011的側(cè)壁上的旋流發(fā)生器102噴入到爐腔1011 內(nèi)。具體地，爐腔1011的側(cè)壁上設有安裝口，旋流發(fā)生器102設在安裝口內(nèi)。
[0039] 旋流發(fā)生器102可以與爐腔1011的側(cè)壁平齊。有利地，旋流發(fā)生器102的一部分 可以伸入到爐腔1011內(nèi)。也就是說，旋流發(fā)生器102的一部分可以伸入到爐腔1011的熔 池的渣層內(nèi)。
[0040] 如圖2所示，爐腔1011為圓柱形，即反應爐101可以是固定立式圓柱形結(jié)構(gòu)。由 此反應爐101的結(jié)構(gòu)簡單緊湊、穩(wěn)定性高、操作安全。爐腔1011的尺寸（直徑、高度、高徑 比）可以根據(jù)物料處理量的大小變化進行合理調(diào)節(jié)。
[0041] 在本發(fā)明的一些實施例中，如圖2所示，旋流發(fā)生器102與所述安裝口和爐腔1011 的中心軸線的連線L之間的夾角（！可以是預定角度，其中連線L沿水平方向延伸。換言 之，旋流發(fā)生器102與爐腔1011的切線呈一定角度。噴吹含氧氣體和燃料時，熔池內(nèi)的渣 層（熔體）的位于旋流發(fā)生器102的風口的上方的部分被強烈攪動，并在爐腔1011內(nèi)做旋 流運動，從而實現(xiàn)熔煉過程所需的傳熱傳質(zhì)，由此熔煉過程得以高效地完成。熔池內(nèi)的原料 和燃料在熔池內(nèi)氧化和燃燒，能充分地利用其化學反應熱，提高燃料利用率，同時還能減少 煙塵率。
[0042] 熔池內(nèi)的渣層的位于旋流發(fā)生器102的風口的下方的部分相對平靜，熔煉生成的 粗金屬和爐渣在熔池下部渣層中沉淀分離。同時，旋流發(fā)生器102注入的含氧氣體至爐腔 1011的上部空間，供給過燃燒反應，保證煙氣中的有害物質(zhì)充分燃燒。反應產(chǎn)生的煙氣通過 煙道排出爐外。
[0043] 具體地，熔劑可以是石灰石、石英石或者石英石與石灰的混合物，燃料可以選 自粉煤、天然氣、焦爐煤氣和發(fā)生爐煤氣中的至少一種，含氧氣體的氧氣的體積濃度為 21% -80%。也就是說，所述第一含氧氣體的含氧量為21v% -80v%。
[0044] 如圖2所示，在本發(fā)明的一個實施例中，旋流發(fā)生器102為多個，多個旋流發(fā)生器 102沿爐腔1011的周向間隔開地設在爐腔1011的側(cè)壁上。由此可以更加激烈地攪動爐腔