閃速側(cè)吹熔煉裝置和閃速側(cè)吹熔煉方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及閃速側(cè)吹熔煉裝置，還涉及閃速側(cè)吹熔煉方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 金屬冶煉有兩種工藝，一種是閃速熔煉工藝，另一種是熔池熔煉工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本申請是基于發(fā)明人對以下事實和問題的發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識作出的：閃速熔煉工藝和熔 池熔煉工藝各有優(yōu)缺點。具體而言，閃速熔煉工藝處理量大，但是一次性投資大，熔池熔煉 工藝的爐子容積小，熱損失少，節(jié)能效果好，投資相對較省，但是處理量較小。
[0004] 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)明提 出一種具有熔煉強(qiáng)度大、工藝節(jié)能高效的優(yōu)點的閃速側(cè)吹熔煉裝置。
[0005] 本發(fā)明還提出一種具有熔煉強(qiáng)度大、工藝節(jié)能高效的優(yōu)點的閃速側(cè)吹熔煉方法。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明第一方面實施例的閃速側(cè)吹熔煉裝置包括：爐體，所述爐體內(nèi)具有爐 腔，所述爐腔包括側(cè)吹熔池區(qū)和位于所述側(cè)吹熔池區(qū)的上方的閃速熔煉區(qū)，所述爐腔的與 所述閃速熔煉區(qū)相對的頂壁上設(shè)有噴嘴口，所述側(cè)吹熔池區(qū)的側(cè)壁上設(shè)有側(cè)吹口和出渣 口，所述側(cè)吹熔池區(qū)的側(cè)壁或底壁上設(shè)有出料口；用于向所述閃速熔煉區(qū)內(nèi)噴入原料、熔劑 和含氧氣體的噴嘴，所述噴嘴設(shè)在所述噴嘴口處；和用于向所述側(cè)吹熔池區(qū)的爐渣層內(nèi)噴 入含氧氣體和燃料的側(cè)吹噴槍，所述側(cè)吹噴槍設(shè)在所述側(cè)吹口處。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明實施例的閃速側(cè)吹熔煉裝置具有熔煉強(qiáng)度大、工藝節(jié)能高效、的優(yōu)點。
[0008] 另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的閃速側(cè)吹熔煉裝置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，所述原料選自銅精礦、鎳精礦、鉛精礦、冶金水碎渣、冶 金精煉渣、浸出渣、冶金中間物料、煙塵、酸泥、電鍍污泥中的一種或多種。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述閃速熔煉區(qū)在水平面上的投影位于所述側(cè)吹熔池 區(qū)在水平面上的投影的內(nèi)側(cè)。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述閃速熔煉區(qū)的橫截面為圓形，所述側(cè)吹熔池區(qū)的 橫截面為橢圓形、圓形或矩形。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述側(cè)吹熔池區(qū)的橫截面為圓形，所述側(cè)吹口為多個 且所述側(cè)吹噴槍為多個，多個所述側(cè)吹噴槍一一對應(yīng)地設(shè)在多個所述側(cè)吹口處，其中所述 側(cè)吹噴槍與經(jīng)過相應(yīng)的所述側(cè)吹口的徑向成預(yù)定角度。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述側(cè)吹熔池區(qū)的橫截面為矩形，所述側(cè)吹口為多個 且所述側(cè)吹噴槍為多個，多個所述側(cè)吹噴槍一一對應(yīng)地設(shè)在多個所述側(cè)吹口處，其中多個 所述側(cè)吹口兩兩相對地設(shè)置，多個所述側(cè)吹噴槍兩兩相對地設(shè)置。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明第二方面實施例的利用根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的閃速側(cè)吹熔煉裝 置實施的閃速側(cè)吹熔煉方法，所述閃速側(cè)吹熔煉方法包括以下步驟：
[0015] 將原料和熔劑按比例混合、磨細(xì)、干燥；
[0016] 利用噴嘴將所述原料和所述熔劑噴入到閃速熔煉區(qū)內(nèi)，在所述閃速熔煉區(qū)內(nèi)對所 述原料進(jìn)行閃速熔煉以便得到熔體，所述熔體落入所述側(cè)吹熔池區(qū)內(nèi)并形成粗金屬層和位 于所述粗金屬層上方的爐渣層；
[0017] 利用側(cè)吹噴槍將含氧氣體和燃料噴入所述爐渣層內(nèi)，以便對所述爐渣進(jìn)行熔煉并 生產(chǎn)金屬液滴，所述金屬液滴進(jìn)入到所述粗金屬層內(nèi)；和
[0018] 從出料口排出所述粗金屬，從所述出渣口排出所述爐渣。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明實施例的閃速側(cè)吹熔煉方法具有熔煉強(qiáng)度大、工藝節(jié)能高效、的優(yōu)點。 [0020] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，干燥后的所述原料和所述熔劑的含水量小于等于 0· 3%〇
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述原料、所述熔劑和所述含氧氣體在所述噴嘴內(nèi)混 合以便呈彌散狀態(tài)。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述側(cè)吹噴槍為多個，多個所述側(cè)吹噴槍以旋渦流噴 射側(cè)吹、單側(cè)吹或?qū)α鱾?cè)吹的方式向所述側(cè)吹熔池區(qū)噴入含氧氣體和燃料。
【附圖說明】
[0023] 圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的閃速側(cè)吹熔煉裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的閃速側(cè)吹熔煉裝置的俯視圖；
[0025] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的閃速側(cè)吹熔煉裝置的俯視圖；
[0026] 圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的閃速側(cè)吹熔煉方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0027] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出。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。
[0028] 下面參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明實施例的閃速側(cè)吹熔煉裝置10。如圖1-圖3所示， 根據(jù)本發(fā)明實施例的閃速側(cè)吹熔煉裝置10包括爐體101、噴嘴102和側(cè)吹噴槍103。
[0029] 爐體101內(nèi)具有爐腔1011，爐腔1011包括側(cè)吹熔池區(qū)1012和位于側(cè)吹熔池區(qū) 1012的上方的閃速熔煉區(qū)1013。換言之，側(cè)吹熔池區(qū)1012位于閃速熔煉區(qū)1013下方。爐 腔1011的與閃速熔煉區(qū)1013相對的頂壁上設(shè)有噴嘴口 1014,側(cè)吹熔池區(qū)1012的側(cè)壁上設(shè) 有側(cè)吹口 1015和出渣口 1016,側(cè)吹熔池區(qū)1012的側(cè)壁或底壁上設(shè)有出料口 1017。
[0030] 噴嘴102設(shè)在噴嘴口 1014處，噴嘴102用于向閃速熔煉區(qū)1013內(nèi)噴入原料、熔劑 和含氧氣體的噴嘴102。側(cè)吹噴槍103設(shè)在側(cè)吹口 1015處，側(cè)吹噴槍103用于向側(cè)吹熔池 區(qū)1012的爐渣層內(nèi)噴入含氧氣體和燃料。
[0031] 下面參考圖1-圖4描述根據(jù)本發(fā)明實施例的閃速側(cè)吹熔煉方法。根據(jù)本發(fā)明實 施例的閃速側(cè)吹熔煉方法通過根據(jù)本發(fā)明實施例的閃速側(cè)吹熔煉裝置10實施。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明實施例的閃速側(cè)吹熔煉方法包括以下步驟：
[0033] 將原料和熔劑按比例混合、磨細(xì)、干燥；
[0034] 利用噴嘴102將原料和熔劑噴入到閃速熔煉區(qū)1013內(nèi)，在閃速熔煉區(qū)1013內(nèi)對 原料進(jìn)行閃速熔煉以便得到熔體，該熔體落入側(cè)吹熔池區(qū)1012內(nèi)并形成粗金屬層Ll和位 于粗金屬層LI上方的爐渣層L2 ;
[0035] 利用側(cè)吹噴槍103將含氧氣體和燃料噴入爐渣層L2內(nèi)，以便對爐渣進(jìn)行熔煉并生 產(chǎn)金屬液滴，該金屬液滴進(jìn)入到粗金屬層Ll內(nèi)；和
[0036] 從出料口 1017排出粗金屬，從出渣口 1016排出爐渣。
[0037] 根據(jù)本發(fā)明實施例的閃速側(cè)吹熔煉裝置10通過設(shè)置閃速熔煉區(qū)1013,從而可以 先對原料進(jìn)行閃速熔煉，以便可以快速地對大量的原料進(jìn)行熔煉，由此可以提高閃速側(cè)吹 熔煉裝置10的熔煉強(qiáng)度。
[0038] 根據(jù)本發(fā)明實施例的閃速側(cè)吹熔煉裝置10通過在閃速熔煉區(qū)1013下方設(shè)置側(cè)吹 熔池區(qū)1012,從而可以在側(cè)吹熔池區(qū)1012內(nèi)對閃速熔煉產(chǎn)生的爐渣進(jìn)行深度熔煉。
[0039] 也就是說，根據(jù)本發(fā)明實施例的閃速側(cè)吹熔煉裝置10先對原料進(jìn)行閃速熔煉、再 對原料進(jìn)行側(cè)吹熔煉。因此，根據(jù)本發(fā)明實施例的閃速側(cè)吹熔煉裝置10結(jié)合了閃速熔煉工 藝和側(cè)吹熔煉工藝的優(yōu)點，從而可以實現(xiàn)冶煉過程的深度強(qiáng)化和高效連續(xù)。
[0040] 根據(jù)本發(fā)明實施例的閃速側(cè)吹熔煉裝置10具有熔煉強(qiáng)度大、高效連續(xù)、結(jié)構(gòu)簡單 緊湊、工藝節(jié)能高效、操作安全環(huán)保、床能力高等優(yōu)點。
[0041] 根據(jù)本發(fā)明實施例的閃速側(cè)吹熔煉方法具有熔煉強(qiáng)度大、高效連續(xù)、工藝節(jié)能高 效、操作安全環(huán)保等優(yōu)點。
[0042] 如圖1-圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的閃速側(cè)吹熔煉裝置10包括爐體 101、用于向閃速熔煉區(qū)1013內(nèi)噴入原料、熔劑和含氧氣體的噴嘴102和用于向側(cè)吹熔池區(qū) 1012的爐渣層內(nèi)噴入含氧氣體和燃料的側(cè)吹噴槍103。
[0043] 爐體101內(nèi)具有爐腔1011，爐腔1011包括側(cè)吹熔池區(qū)1012和位于側(cè)吹熔池區(qū) 1012的上方的閃速熔煉區(qū)1013。
[0044] 如圖1-圖3所示，在本發(fā)明的一個實施例中，閃速熔煉區(qū)1013在水平面上的投影 位于側(cè)吹熔池區(qū)1012在水平面上的投影的內(nèi)側(cè)。由此可以使閃速側(cè)吹熔煉裝置10的結(jié)構(gòu) 更加合理。
[0045] 具體地，閃速熔煉區(qū)1013的橫截面為圓形，側(cè)吹熔池區(qū)1012的橫截面為橢圓形、 圓形或矩形。
[0046] 閃速熔煉區(qū)1013的大小、高度、高徑比沒有特殊限制，可以根據(jù)處理原料的類型 和數(shù)量變化進(jìn)行合理調(diào)節(jié)。側(cè)吹熔池區(qū)1012的形狀、大小、高度沒有特殊限制，可以根據(jù)處 理原料的類型和數(shù)量變化進(jìn)行合理調(diào)節(jié)。
[0047] 爐腔1011的與閃速熔煉區(qū)1013相對的頂壁上設(shè)有噴嘴口 1014,噴嘴102設(shè)在噴 嘴口 1014處，噴嘴102用于向閃速熔煉區(qū)1013內(nèi)噴入原料、熔劑和含氧氣體的噴嘴102。
[0048] 該熔劑可以是石英砂或石灰石，所述熔劑還可以是石英砂和石灰石的混合物。該 含氧氣體可以是富氧氣體，該富氧氣體的含氧量可以是25v% -90v% (體積百分比）。
[0049] 該原料選自銅精礦、鎳精礦、鉛精礦、冶金精煉渣、冶金水碎渣、浸出渣、冶金中間 物料、煙塵、酸泥、電鍍污泥中的一種或多種。
[0050] 由于礦產(chǎn)資源的不斷開發(fā)，礦山儲量及品位都呈下降趨勢。一方面，冶煉企業(yè)逐漸 開始處理多金屬復(fù)雜伴生礦，與此同時產(chǎn)生大量含有價金屬的廢渣、二次物料（如煙塵、酸 泥和電鍍污泥等）。另一方面，冶煉企業(yè)的原料逐漸延伸到數(shù)量巨大、多金屬伴生、有價元 素含量低的各種冶金中間物料、冶金精煉渣、冶金水碎渣、浸出渣。由此根據(jù)本發(fā)明實施例 的閃速側(cè)吹熔煉裝置10具有原料適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點。
[0051 ] 該原料和該熔劑可以按比例混合、磨細(xì)、干燥。具體而言，混合、磨細(xì)、干燥并無先 后之分，可以先將該原料和該熔劑按比例混合后再進(jìn)行磨細(xì)、干燥（或干燥、磨細(xì)），也可以 分別對該原料和該熔劑進(jìn)行磨細(xì)、干燥（或干燥、磨細(xì)），再將該原料和該熔劑按比例混合。
[0052] 有利地，干燥后的原料和熔劑的含水量小于等于0. 3%。
[0053] 利用噴嘴102將該原料和該熔劑噴入到閃速熔煉區(qū)1013內(nèi)，在閃速熔煉區(qū)1013 內(nèi)對該原料進(jìn)行閃速熔煉以便得到熔體，該熔體落入側(cè)吹熔池區(qū)1012內(nèi)并形成粗金屬層 Ll和位于粗金屬層Ll上方的爐渣層L2。也就是說，閃速熔煉區(qū)1013可以是一個高溫空間， 該原料在閃速熔煉區(qū)