本發(fā)明涉及冶金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種采用節(jié)能環(huán)保型富氧熔煉爐處理有色金屬物料的工藝方法。
背景技術(shù)：
在冶金工業(yè)中通常需要將金屬物料進(jìn)行熔煉，傳統(tǒng)的金屬熔煉是采用鼓風(fēng)熔煉的方法，其熔煉強(qiáng)度不高，含二氧化硫的冶煉煙氣脫硫深度不夠、尾氣排放不達(dá)標(biāo)，污染環(huán)境。尤其對(duì)于復(fù)雜原料的熔煉，由于爐缸溫度較低經(jīng)常會(huì)造成黑爐。因此，有必要研究開發(fā)一種能有效提高熔煉強(qiáng)度，提高熔煉效率、節(jié)能降耗的有色金屬物料的熔煉處理方法，以滿足高效熔煉、清潔生產(chǎn)、節(jié)能環(huán)保的現(xiàn)實(shí)需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服以上背景技術(shù)中提到的不足和缺陷，提供一種熔煉強(qiáng)度大、熔煉效率高、煙氣量少、節(jié)能環(huán)保的有色金屬物料的富氧熔煉處理方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：
一種采用節(jié)能環(huán)保型富氧熔煉爐處理有色金屬物料的工藝方法，包括以下步驟：
（1）將水泥、石灰和有色金屬物料進(jìn)行混合配料，然后將混合物料制成塊狀或球團(tuán)狀，得到塊狀或球團(tuán)狀物料；
（2）將步驟（1）所得塊狀或球團(tuán)狀物料、石灰石、石英石以及焦炭或碳精分別加入到節(jié)能環(huán)保型富氧熔煉爐中進(jìn)行熔煉，熔煉過程中向節(jié)能環(huán)保型富氧熔煉爐中通入富氧熱空氣，并通過總控制室中的集散控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)通入的富氧熱空氣的富氧濃度，所述富氧熔煉爐的外殼上設(shè)有水套，水套的內(nèi)側(cè)設(shè)有耐火混凝土保護(hù)層，在熔煉爐內(nèi)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，大部分的稀貴金屬捕集在粗金屬中，熔煉結(jié)束后得到煙氣、環(huán)集煙氣、煙灰、粗金屬和爐渣。
該工藝方法采用水泥和石灰作為配料粘結(jié)劑和配料溶劑，以石灰石和石英石作為熔煉溶劑，以焦炭或碳精作為還原劑和熔煉燃料，采用節(jié)能環(huán)保型富氧熔煉爐進(jìn)行熔煉，在熔煉過程中向熔煉爐中通入富氧熱空氣并通過集散控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)通入的富氧熱空氣的富氧濃度，在水套的內(nèi)側(cè)設(shè)置耐火混凝土保護(hù)層，熔煉過程中熔煉爐下部溫度持續(xù)保持，熔煉出粗金屬與爐渣分離好，有效地提高了有色金屬物料的熔煉強(qiáng)度和熔煉效率，并且減少了熱損失，減少了冷卻水的用量，降低了煙氣量和煙塵率，生產(chǎn)環(huán)境優(yōu)良。
作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：
優(yōu)選的，將步驟（2）所得煙氣依次經(jīng)過降溫、布袋除塵、有機(jī)胺吸附脫硫以及清水洗滌后排空，并將有機(jī)胺吸附脫硫后得到的含硫物料解吸附后得到二氧化硫。
更優(yōu)選的，將步驟（2）所得環(huán)集煙氣經(jīng)沉降斗和布袋除塵器除塵后再經(jīng)多級(jí)脫硫塔脫硫，然后排空。
優(yōu)選的，所述步驟（2）中，所述通入的富氧熱空氣的富氧濃度控制在氧氣占富氧熱空氣的體積比21%-60%范圍內(nèi)。
優(yōu)選的，所述步驟（2）中，熔煉過程中富氧熔煉爐內(nèi)的溫度控制在1000-1350℃。
優(yōu)選的，所述步驟（2）中，所述爐渣的主要化學(xué)成分為氧化亞鐵、二氧化硅和氧化鈣，且其中氧化亞鐵與二氧化硅的質(zhì)量比為1：（1.0-1.5），氧化鈣與二氧化硅的質(zhì)量比為1：（0.3-0.8）。
優(yōu)選的，所述步驟（1）中，所述有色金屬物料為含有銅、鉛、鋅、鎳、錫、鉍、金、銀、鉑和鈀中的一種或幾種金屬元素的物料。
優(yōu)選的，所述有色金屬物料具體為銅精礦、銅泥、電子污泥、銅渣、氧化銅礦、鉛精礦、鉛渣、鉛煙灰、氧化鉛礦、鋅渣、鎳渣、錫渣、鉍渣、氧化鐵粉、鋼廠污泥、含金渣、含銀渣、金精礦和銀精礦中的一種或幾種。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
（1）本發(fā)明的工藝方法，通過在熔煉過程中向熔煉爐內(nèi)鼓入富氧熱空氣，熔煉爐下部溫度持續(xù)保持，熔煉出粗金屬與爐渣分離好，并有效地提高了有色金屬物料的熔煉強(qiáng)度和熔煉效率。
（2）本發(fā)明熔煉過程中使用的節(jié)能環(huán)保型富氧熔煉爐的水套內(nèi)側(cè)設(shè)有耐火混凝土保護(hù)層，減少了熱損失，減少了冷卻水的用量，生產(chǎn)環(huán)境優(yōu)良。
（3）本發(fā)明的工藝方法，采用富氧技術(shù)進(jìn)行熔煉，并且富氧濃度可調(diào)，降低了煙氣量和煙塵率，減輕了煙氣收塵與凈化系統(tǒng)的壓力。
（4）本發(fā)明采用集散控制系統(tǒng)（DCS），對(duì)熔煉爐的配料、爐內(nèi)溫度、下料量、氧槍參數(shù)、煙氣量及收塵系統(tǒng)負(fù)壓、脫硫系統(tǒng)等均可進(jìn)行及時(shí)監(jiān)控、加以調(diào)節(jié)，并備份數(shù)據(jù)，主要設(shè)備還可實(shí)時(shí)監(jiān)控，機(jī)械化自動(dòng)化程度高，可減少操作人員及降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明采用節(jié)能環(huán)保型富氧熔煉爐處理有色金屬物料的工藝方法的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
為了便于理解本發(fā)明，下文將結(jié)合說明書附圖和較佳的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更全面、細(xì)致地描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于以下具體的實(shí)施例。
除非另有定義，下文中所使用的所有專業(yè)術(shù)語與本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中所使用的專業(yè)術(shù)語只是為了描述具體實(shí)施例的目的，并不是旨在限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
除非另有特別說明，本發(fā)明中用到的各種原材料、試劑、儀器和設(shè)備等均可通過市場(chǎng)購買得到或者可通過現(xiàn)有方法制備得到。
實(shí)施例1：
本發(fā)明采用節(jié)能環(huán)保型富氧熔煉爐處理有色金屬物料的工藝方法的一種實(shí)施例，其工藝流程圖如圖1所示。該工藝方法具體包括以下步驟：
（1）將水泥30 kg、石灰20 kg、電子污泥50 kg、銅渣100 kg、含金銀渣20 kg、氧化鐵粉30 kg和氧化銅礦150 kg進(jìn)行搭配混合配料，然后將混合物料制成團(tuán)塊狀，得到塊狀或球團(tuán)狀物料。
（2）將步驟（1）所得塊狀或球團(tuán)狀物料經(jīng)自然風(fēng)干或烘干后，與石灰石40kg、石英石10kg以及炭精80kg一起加入到節(jié)能環(huán)保型富氧熔煉爐中進(jìn)行熔煉；所加入的混合物料中含有的主要化學(xué)成分及其所占質(zhì)量百分比為：Cu 18%、FeO 23%、CaO 12%、SiO2 23%、S＜1.5%。熔煉過程中向爐下部鼓入含氧體積比21%-50%的富氧熱空氣，在1100-1350℃下熔煉，爐內(nèi)發(fā)生還原熔煉反應(yīng)，產(chǎn)出粗金屬（粗銅、冰銅、銅鎳合金）、含銅量小于1%的爐渣，并且得到煙氣、環(huán)集煙氣和含鋅煙灰。煙氣通過節(jié)能環(huán)保型富氧熔煉爐的排煙口排出，排出的煙氣中二氧化硫的體積比小于1%。爐渣的主要化學(xué)成分為氧化亞鐵、二氧化硅和氧化鈣，其中，氧化亞鐵與二氧化硅的質(zhì)量比為1：1，氧化鈣與二氧化硅的質(zhì)量比為1：0.52。
（3）將步驟（2）所得煙氣依次經(jīng)過降溫、布袋除塵、有機(jī)胺吸附脫硫以及清水洗滌后排空，排空尾氣中二氧化硫的濃度小于150PPM，顆粒物質(zhì)含量小于30mg/m3。并將有機(jī)胺吸附脫硫后得到的含硫物料解吸附后得到二氧化硫。將步驟（2）所得環(huán)集煙氣經(jīng)沉降斗和布袋除塵器除塵后再經(jīng)多級(jí)脫硫塔脫硫，然后排空。
實(shí)施例2：
本發(fā)明采用節(jié)能環(huán)保型富氧熔煉爐處理有色金屬物料的工藝方法的一種實(shí)施例，其工藝流程圖如圖1所示。該工藝方法具體包括以下步驟：
（1）將水泥10 kg、石灰20 kg、鉛渣80 kg、鉛煙灰20 kg、氧化鉛礦200 kg、含銀渣10 kg、氧化鐵粉20 kg進(jìn)行搭配混合配料，然后將混合物料制成球團(tuán)狀或塊狀，得到塊狀或球團(tuán)狀物料。
（2）將步驟（1）所得塊狀或球團(tuán)狀物料經(jīng)自然風(fēng)干或烘干后，與石灰石50 kg、石英石10 kg以及焦碳80 kg一起加入到節(jié)能環(huán)保型富氧熔煉爐中進(jìn)行熔煉；所加入的混合物料中含有的主要化學(xué)成分及其所占質(zhì)量百分比為：Pb 30%、FeO 19%、CaO 12%、SiO2 18%、S＜2%。熔煉過程中向爐下部鼓入含氧體積比21%-40%的富氧熱空氣，在1000-1100℃下熔煉，爐內(nèi)發(fā)生還原熔煉反應(yīng)，產(chǎn)出粗金屬（粗鉛、冰銅）、含鉛量小于1%的爐渣，并且得到煙氣、環(huán)集煙氣和含鉛鋅煙灰。煙氣通過節(jié)能環(huán)保型富氧熔煉爐的排煙口排出，排出的煙氣中二氧化硫的體積比小于1%。爐渣的主要化學(xué)成分為氧化亞鐵、二氧化硅和氧化鈣，其中，氧化亞鐵與二氧化硅的質(zhì)量比為1：1.06，氧化鈣與二氧化硅的質(zhì)量比為1：0.67。
（3）將步驟（2）所排出的煙氣依次經(jīng)過降溫、布袋除塵、有機(jī)胺吸附脫硫以及清水洗滌后排空，排空尾氣中二氧化硫的濃度小于150PPM，顆粒物質(zhì)含量小于30mg/m3。并將有機(jī)胺吸附脫硫后得到的含硫物料解吸附后得到二氧化硫。將步驟（2）所得環(huán)集煙氣經(jīng)沉降斗和布袋除塵器除塵后再經(jīng)多級(jí)脫硫塔脫硫，然后排空。
實(shí)施例3：
本發(fā)明采用節(jié)能環(huán)保型富氧熔煉爐處理有色金屬物料的工藝方法的一種實(shí)施例，其工藝流程圖如圖1所示。該工藝方法具體包括以下步驟：
（1）將水泥10 kg、石灰20 kg、銅精礦200 kg、銅渣100 kg、含金渣20 kg氧化鐵粉30 kg進(jìn)行搭配混合配料，然后將混合物料制成團(tuán)塊狀，得到塊狀或球團(tuán)狀物料。
（2）將步驟（1）所得塊狀或球團(tuán)狀物料經(jīng)自然風(fēng)干或烘干后，與石灰石40 kg、石英石10 kg以及焦炭70 kg一起加入到節(jié)能環(huán)保型富氧熔煉爐中進(jìn)行熔煉；所加入的混合物料中含有的主要化學(xué)成分及其所占質(zhì)量百分比為：Cu 20%、FeO 20%、CaO 10%、SiO2 18%、S 15%。熔煉過程中向爐下部鼓入含氧體積比21%-60%的富氧熱空氣，在1100-1350℃下熔煉，爐內(nèi)發(fā)生還原熔煉反應(yīng)，產(chǎn)出粗金屬（粗銅、冰銅）、含銅量小于1%的爐渣，并且得到煙氣、環(huán)集煙氣和含鋅煙灰。煙氣通過節(jié)能環(huán)保型富氧熔煉爐的排煙口排出，排出的煙氣中二氧化硫的體積比為8-12%。爐渣的主要化學(xué)成分為氧化亞鐵、二氧化硅和氧化鈣，其中，氧化亞鐵與二氧化硅的質(zhì)量比為1：1.11，氧化鈣與二氧化硅的質(zhì)量比為1：0.56。
（3）將步驟（2）所排出的煙氣依次經(jīng)過降溫、布袋除塵后，含二氧化硫煙氣送制硫酸系統(tǒng)，制酸尾氣深度凈化脫硫后排空；排空尾氣中二氧化硫的濃度小于150PPM，顆粒物質(zhì)含量小于30mg/m3。將步驟（2）所得環(huán)集煙氣經(jīng)沉降斗和布袋除塵器除塵后再經(jīng)多級(jí)脫硫塔脫硫，然后排空。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。