專利名稱：用碳熱還原熔煉鋁礦的方法和它的有色金屬冶煉爐的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及金屬礦石的提煉、冶煉技術領域；具體地說是一種用碳熱還原熔 煉鋁礦的方法和它的有色金屬冶煉爐。
背景技術：
在有色金屬礦物熔煉中,鋁土礦是最難熔煉的，它熔點高，粘度大；且。所 以世界各國對煉鋁投資大，為此有色金屬冶煉專家都在設法尋找一種投資少，能 耗低,而能產(chǎn)出適用的鋁或鋁合金的方法。
而國內(nèi)金屬礦石的提煉中，常常把煉礦石多余下來的熱能白白地散射掉，造 成能耗大，成本高；且將未煉凈的礦渣作為垃圾到處亂堆，冶煉爐內(nèi)沒有燒盡的 煤氣四處外溢廢棄，不僅污染環(huán)境,且嚴重浪費資源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種把煉礦石多余下來的熱能回收利用，從而降低能耗，提高冶 煉溫度，并改變投向爐膛礦物組成和方法，且在結(jié)合爐子設計上改進，還能把未 煉凈的礦渣再次提煉，達到充分利用資源的一種用碳熱還原熔煉鋁礦的方法和它 的有色金屬冶煉爐。
本發(fā)明采取的技術方案-一種用碳熱還原熔煉鋁礦的方法，其方案是 按以下工藝流程完成 1)制備球團
① 粉碎、磨細煤矸石、鋁土礦，
② 粉碎、磨細廢棄的纖維，
③ 配制粘結(jié)劑，
④ 將粉末狀或小顆粒狀的煤矸石、鋁土礦和纖維微粒按需要定比例均勻混合 成混合物；⑤ 由質(zhì)量為百分之五到百分之六的粘結(jié)劑與其余為混合物混合，制成混合球 團；
⑥ 將混合球團曬干或烘干，備用； 2)投爐熔煉工藝
① 以一層混合球團一層焦碳， 一層混合球團一層焦碳，混合球團與焦碳隔層 投放于有色金屬冶煉爐內(nèi)，
② 爐內(nèi)上升廢棄熱氣由熱風管回收到爐底加熱空氣，并有加熱電極增溫，
③ 溶化的鋁液源源不斷從爐口流出。 所述的粘結(jié)劑,是由質(zhì)量百分之七十的氧化硅加百分之三的氧化鐵，與適量的碳 酸鈉和煤泥，加適量的水攪拌而成。
所述的按需要定比例均勻混合成混合物，是根據(jù)爐子和能源供應狀況選擇煤石干 石、鋁土礦和纖維微粒的質(zhì)量比例為八十比二十到五十比五十。
一種用碳熱還原熔煉鋁礦的有色金屬冶煉爐，包含金屬冶煉爐，其特征是 冶煉爐分段聯(lián)接，在細腰瓶式冶煉爐頂部向下傾斜圍繞燃燒壁，與低沸點金屬回 收池相通，冶煉爐近底部有多孔熔化帶與進風管相接，冶煉爐低部內(nèi)壁四周圍有 耐高溫爐襯，外圈有冷卻霧化套，冶煉爐中部四周有熱風膽圍繞，冶煉爐頂中央 有一加料漏斗與冶煉爐外進料管道相接，冶煉爐底兩邊朝中心插有一對增溫電 極，冶煉爐壁外底端到頂端有風管，底端與冶煉爐內(nèi)多孔熔化帶相接，頂端與通 到低沸點金屬回收池的燃燒室熱風管相接，冶煉爐底有活輪，置于活動爐臺底座 上，低沸點金屬回收池的底邊開洞，與沸點金屬回收器蒸餾塔相接；低沸點金屬 回收池由通外的管子，通過抽風馬達入環(huán)保凈化塔的洗滌池底，并從洗滌池頂?shù)?出口引出干凈煤氣回收；冶煉爐底有重金屬流出孔，并爐底側(cè)旁開孔，有耐火材 料相圍成通道，與金屬回收室相連，金屬回收室上方由熱風膽相圍構成的裂化水 燃燒室，裂化水燃燒室頂部有管子與多孔熔化帶相接，金屬回收室底側(cè)分別有鐵 水槽、鋁水槽，引出各自的收集口。 實施本發(fā)明后的積極效果是
由于爐壁采用雙層結(jié)構，減少了熱能輻射；采用多排小風口結(jié)構的多孔熔化 帶，使熔煉均勻、充分，內(nèi)部不結(jié)塊；爐內(nèi)上升廢氣熱量對熱風管內(nèi)空氣加熱后， 又通過風管返回爐底多孔熔化帶，提高了燃燒熱量；并且用裂化水燃燒室，將爐內(nèi)產(chǎn)生的高溫硫、氫氣體回收到多孔熔化帶，再次參加燃燒；并有增溫電極可加
速金屬熔化；此外還設置了低沸點金屬回收池，使冶煉效益更好。
由于以上措施，常規(guī)辦法煉出一頓純鋁要耗電12000KW-13000KW;本發(fā)明
只需耗電550kw-600KW,耗電僅常規(guī)耗電的二十二分之一；且煉鋁速度極大提
高常規(guī)電解爐一天約可煉2.2頓電解鋁，耗電22000KW;本發(fā)明每小時可煉
1.5-2頓，耗電600KW。
在爐中產(chǎn)生的煤氣，過去白白外溢作為廢氣浪費了，現(xiàn)在由爐內(nèi)進入凈化塔
中回收了煤氣，可以將產(chǎn)生的煤氣供居民點使用。 一只冶煉爐的廢棄煤氣回收后 可供應約五萬戶居民用氣，以北方一天一戶用煤5公斤煤計算， 一年一戶用煤
1825公斤，以小鎮(zhèn)有五萬戶計算，扣去冶煉爐用煤，以廢棄煤氣回收供居民使 用，取代居民燒煤， 一年可省下34萬噸煤，且改變了滿天黑煙灰的污染環(huán)境， 節(jié)約了能源，保護了環(huán)境。
且常規(guī)辦法冶煉，提取金屬不徹底，還含金屬的礦渣會滿山遍地扔棄，浪費 資源，污染環(huán)境；本發(fā)明就采用煤矸石、廢棄鋁土礦、發(fā)電廠爐渣作為原料來提 煉，節(jié)約了資源，維護了環(huán)境。


圖l、本發(fā)明的有色金屬冶煉爐剖視結(jié)構示意圖， 圖2、有色金屬冶煉爐A向剖視結(jié)構示意圖
具體實施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明 一種用碳熱還原熔煉鋁礦的方法，按以下工藝流程完成操作 1)制備球團
① 粉碎、磨細煤矸石、鋁土礦，
② 粉碎、磨細廢棄的纖維，
③ 配制粘結(jié)劑，
將粉末狀或小顆粒狀的煤矸石、鋁土礦和纖維微粒按需要定比例均勻混合 成混合物；
⑤由質(zhì)量為百分之五到百分之六的粘結(jié)劑與其余為混合物混合，制成混合球團；
⑥將混合球團曬干或烘干，備用； 2)投爐熔煉工藝
① 以一層混合球團一層焦碳， 一層混合球團一層焦碳，混合球團與焦碳隔層 投放于有色金屬冶煉爐內(nèi)，
② 爐內(nèi)上升廢棄熱氣由熱風管回收到爐底加熱空氣，并有加熱電極增溫，
③ 溶化的鋁液源源不斷從爐口流出。
所述的粘結(jié)劑，是由質(zhì)量百分之七十的氧化硅加百分之三的氧化鐵，與適量的 碳酸鈉和煤泥，加適量的水攪拌而成。所述的按需要定比例均勻混合成混合物， 是根據(jù)爐子和能源供應狀況選擇煤矸石、鋁土礦和纖維微粒的質(zhì)量比例為八十比 二十到五十比四十。
一種用碳熱還原熔煉鋁礦的封閉聚能多功能有色金屬冶煉爐，包含金屬冶煉 爐，其結(jié)構是冶煉爐分段聯(lián)接，在細腰瓶式冶煉爐1頂部向下傾斜圍繞燃燒壁 2，與低沸點金屬回收池3相通，冶煉爐近底部有多孔熔化帶4與進風管相接， 冶煉爐低部內(nèi)壁四周圍有耐高溫爐襯9，外圈有冷卻霧化套IO，冶煉爐中部四周 有熱風膽11圍繞，冶煉爐頂中央有一加料漏斗12與冶煉爐外進料管道相接，冶 煉爐底兩邊朝中心插有一對增溫電極5，冶煉爐壁外底端到頂端有風管6，底端 與冶煉爐內(nèi)多孔熔化帶4相接，頂端與通到低沸點金屬回收池的燃燒室熱風管7 相接，冶煉爐底有活輪，置于活動爐臺底座8上，低沸點金屬回收池3的底邊開 洞18，與沸點金屬回收器蒸餾塔相接；低沸點金屬回收池3由通外的管子19， 通過抽風馬達20入環(huán)保凈化塔21的洗滌池底,并從洗滌池頂?shù)某隹?22引出干凈 煤氣回收；冶煉爐1底有重金屬流出孔24，并爐底側(cè)旁開孔，有耐火材料相圍 成通道13，與金屬回收室14相連，金屬回收室上方由熱風膽相圍構成的裂化水 燃燒室17，裂化水燃燒室17頂部有管子23與多孔熔化帶4相接，金屬回收室 底側(cè)分別有鐵水槽15、鋁水槽16，引出各自的收集口。
權利要求
1、一種用碳熱還原熔煉鋁礦的方法，其特征是按以下工藝流程完成1)制備球團①粉碎、磨細煤矸石、鋁土礦，②粉碎、磨細廢棄的纖維，③配制粘結(jié)劑，④將粉末狀或小顆粒狀的煤矸石、鋁土礦和纖維微粒按需要定比例均勻混合成混合物；⑤由質(zhì)量為百分之五到百分之六的粘結(jié)劑與其余為混合物混合，制成混合球團；⑥將混合球團曬干或烘干，備用；2)投爐熔煉工藝①以一層混合球團一層焦碳，一層混合球團一層焦碳，混合球團與焦碳隔層投放于有色金屬冶煉爐內(nèi)，②爐內(nèi)上升廢棄熱氣由熱風管回收到爐底加熱空氣，并有加熱電極增溫，③溶化的鋁液源源不斷從爐口流出。
2、 根據(jù)權利要求1所述的一種用碳熱還原熔煉鋁礦的方法，其特征是所述的 粘結(jié)劑,是由質(zhì)量百分之七十的氧化硅加百分之三的氧化鐵，與適量的碳酸鈉 和煤泥，加適量的水攪拌而成。
3、 根據(jù)權利要求1所述的一種用碳熱還原熔煉鋁礦的方法，其特征是所述的 按需要定比例均勻混合成混合物，是根據(jù)爐子和能源供應狀況選擇煤矸石、 鋁土礦和纖維微粒的質(zhì)量比例為八十比二十到五十比五十。
4、 一種用碳熱還原熔煉鋁礦的有色金屬冶煉爐，包含金屬冶煉爐，其特征是 冶煉爐分段聯(lián)接，在細腰瓶式冶煉爐(1)頂部向下傾斜圍繞燃燒壁(2)，與低沸 點金屬回收池(3)相通，冶煉爐近底部有多孔熔化帶(4)與進風管相接，冶煉爐低部內(nèi)壁四周圍有耐高溫爐襯(9)，外圈有冷卻霧化套(IO)，冶煉爐中部四周 有熱風膽(ll)圍繞，冶煉爐頂中央有一加料漏斗(12)與冶煉爐外進料管道相 接，冶煉爐底兩邊朝中心插有一對增溫電極(5)，冶煉爐壁外底端到頂端有風管(6)，底端與冶煉爐內(nèi)多孔熔化帶(4)相接，頂端與通到低沸點金屬回收池的 燃燒室熱風管(7)相接，冶煉爐底有活輪，置于活動爐臺底座(8)上，低沸點金 屬回收池(3)的底邊開洞(18),與沸點金屬回收器蒸餾塔相接；低沸點金屬回 收池(3)由通外的管子(19),通過抽風馬達(20)入環(huán)保凈化塔(21)的洗滌池底, 并從洗滌池頂?shù)某隹?22)引出干凈煤氣回收；冶煉爐(l)底有重金屬流出孔 (24)，并爐底側(cè)旁開孔，有耐火材料相圍成通道(13)，與金屬回收室(14)相連， 金屬回收室上方由熱風膽相圍構成的裂化水燃燒室(17)，裂化水燃燒室(17) 頂部有管子(23)與多孔熔化帶(4)相接，金屬回收室底側(cè)分別有鐵水槽(15)、鋁 水槽(16)，引出各自的收集口。
全文摘要
用碳熱還原熔煉鋁礦的方法和它的有色金屬冶煉爐，本發(fā)明涉及金屬礦石的冶煉技術領域。其特點是制備球團，包括粉碎、磨細煤矸石、鋁土礦，和廢棄的纖維；配制粘結(jié)劑；將粉末或小顆粒的煤矸石、鋁土礦和纖維微粒按比例均勻混合；由粘結(jié)劑將混合物制成球團；將球團與焦炭隔層投放于熔煉爐內(nèi)。冶煉爐構成是有多孔熔化帶與進風管相接，有耐高溫爐襯，有冷卻霧化套，冶煉爐底兩邊朝中心插有一對增溫電極，并有裂化水燃燒室。實施本發(fā)明后。改變了滿天黑煙灰的污染環(huán)境，也可杜絕還含金屬的礦渣會滿山遍地扔棄，這樣浪費資源的痛心場景；節(jié)約了資源，充分地利用了資源，保護了環(huán)境。
文檔編號C22B21/02GK101280367SQ20081003505
公開日2008年10月8日 申請日期2008年3月25日 優(yōu)先權日2008年3月25日
發(fā)明者俞益根 申請人:俞益根