一種銅鎳礦熔煉爐的製作方法

2023-10-19 09:59:27 1

專利名稱：一種銅鎳礦熔煉爐的製作方法
技術領域：
一種銅鎳礦熔煉爐，涉及一種用於銅鎳礦(包括銅鎳硫化礦、半氧化礦、氧化礦) 火法提取銅鎳側吹熔池熔煉爐。
背景技術：
目前，在銅鎳的生產中火法工藝佔據絕大部分。隨著銅鎳火法提取工藝的發展，傳 統的鼓風爐、反射爐、礦熱電爐已被陶汰。各種強化熔煉的爐窯應運而生，並已逐步完善和 發展。在熔池熔煉中有頂吹的三菱法爐、艾薩爐和奧斯邁特爐；底吹的有QLS爐、SKS爐；側 吹的有諾蘭達爐、白銀爐、瓦紐可夫爐。由國家知識產權局2009年6月3日授權的、專利號 ZL200820135242. 1實用新型專利的冶金爐形成的生產工藝已通過國家鑑定，被專家鑑定組 命名為「金峰爐」也屬側吹範圍。而對半氧化礦和氧化礦處理過程，上述各種方法均不適應， 只能採用焦碳為燃料和還原劑的鼓風爐法。專利號為ZL200820135242. 1實用新型的冶金爐呈長方形，整個爐體沿長度方向 分為熔煉反應區和電爐區。從高度方向冶金爐結構包括爐基礎、耐火材料爐底、爐缸、冶金 爐反應區爐膛下部、爐膛上部、爐頂；爐膛下部整個用上下兩段銅水套圍成座在用耐火材料 砌的爐缸壁上，兩段銅水套以上部分是爐膛上部，其四壁全用耐火材料砌築，一直到爐頂； 爐頂由下襯耐火材料的數個水套組成，爐頂水套上留有加料口，架設於爐膛上部側牆的上 表面，靠近電爐區的端牆一段留有煙道口 ；熔煉區和電爐區由水套和耐火材料組成的複合 擋牆隔開。成數平方米的通道，熔煉區和電爐區由通道連成一體；複合擋牆以上即煙道下端 牆；電爐區三面用用耐火材料砌成，爐頂用襯有耐火材料的水套封住，水套上留有電極孔和 液面測量孔；石墨電極從電極孔中插入熔池中，電極通過把持器、短網與電源相接，電極的 升降調節由倦揚通過鋼絲繩完成；爐底從電爐區端牆處到銅鋶放出口留有2%的坡度，銅 鋶出口低於電爐區端牆處，電爐區僅設放渣口和安全口。該冶金爐由於在熔煉區除了完成造渣造銅反應、還要在爐缸內完成渣和銅鋶的分 離，因而爐缸較深。對於規模比較大的工廠，小時處理銅鎳精礦45噸/h-110噸/h、含硫含 鐵較高，造渣造鋶的反應過程自熱程度較高的精礦適應性較好。但對處理含硫較低的半氧 化礦、不含硫的氧化礦、反應需要的熱量絕大部分或全部依靠燃料供給該冶金爐很難保證 生產的穩定和順行。另外對於中小規模的冶煉廠，雖然也是以硫化礦為原料，但每小時處理 精礦在20噸-45噸，該冶金爐。尤其是開爐作業複雜、需要附助設施，不適應生產的要求。
發明內容本實用新型的目的就是針對上述已有技術存在的不足，提供一種既能有效減少熱 損失，爐子熱穩定性好，熔煉效率高，逸散S02少，有效減少單體硫的危害；並減少生產設施 和生產環節和減化開爐程序，能有效處理半氧化礦和氧化礦的銅鎳礦熔煉爐。本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的。—種銅鎳礦熔煉爐，其結構包括爐基礎、耐火材料爐底、帶有冷卻水套的由耐火火磚和耐火材料砌成的爐體端牆和爐體側牆、位於牆體上的冷卻水套，由爐牆體上設有的通 風孔、位於爐體腔體內側的內端牆、位於內端上部的爐頂、設於爐頂的加料口、位於內端牆 一側上端的煙道；其特徵在於(1)整個爐子有熔煉區和電爐區兩部分組成一個整體在爐體尾端的內端牆和端 牆之間的爐頂上，貫穿固定設有石墨電極；(2)位於熔煉區側牆體上的冷卻水套為兩層，冷卻水套的上端側壁為耐火磚牆； 在下層冷卻水套的牆體上設有通風口，在銅水套的上部的耐火磚牆設有二次風口 ；(3)兩端牆內側設有耐火材料層；(4)整個爐底耐火材料沿長度方向呈階梯狀，電爐區部分爐底比熔煉區部分爐底 低，保證渣和銅鋶或銅在電爐區完成分離。本實用新型的一種銅鎳礦熔煉爐，特別適用於處理半氧化礦和氧化礦，對於處理 硫化礦的中小型冶煉廠提供了一種既能有效減少熱損失，爐子熱穩定性好，熔煉效率高，逸 散S02少，有效減少單體硫的危害；，並減少生產設施和生產環節、減化開爐程序；有效處理 半氧化礦和氧礦的一種新爐型，使處理該類礦的冶金爐從只有以焦碳為燃料和還原劑高能 耗、高成本的鼓風爐一種選擇，變為使用原煤為燃料和還原劑的熔池熔煉，生產成本大大降 低。本實用新型的一種銅鎳礦熔煉爐，以原煤或焦粉、天然氣為燃料，可以處理各種類 形的銅鎳礦。床能力55-100T/m2. d、當以硫化礦為原料時，S02濃度高可達18% -30% ；銅 鋶中含銅45-60%可調，當銅鋶含銅50-60%時渣含銅0. 5%以下。該爐直接回收率97%。 當以半氧化礦或氧化礦為原料時也產出冰銅或粗銅，渣含銅也可控制0. 5% -0. 6%。

圖1為本實用新型的結構示意圖。圖2為圖1的側視圖。圖3為圖1的側視圖。圖4為圖1的俯視圖。
具體實施方式
一種銅鎳礦熔煉爐，其結構包括爐基礎1、耐火材料階梯狀爐底2、熔煉區內端牆 砌有耐火材3、熔煉區上部側、端牆耐火材料4、熔煉區側牆下部設置兩層銅水套5、側牆銅 水套上設置的通風孔6、位於熔煉區上方的爐頂7、設於爐頂上的加料孔8、位於熔煉區爐頂 一端的上升煙道9、熔煉區端牆水套10、放冰銅(或銅)口 11、熔煉區側牆上部砌耐火材料 部分設有二次進風孔12、電極13、電爐爐頂14、放渣口 15、電爐區端牆16、安全口 17、觀察 □ 18。一種銅鎳礦熔煉爐，其結構包括爐基礎、耐火材料階梯狀爐底、帶有冷卻水套的和 由耐火材料砌成的爐體端牆和爐體側牆、位於爐體側牆下部冷卻水套上和上部耐火材料側 牆上設有上下兩排送風孔、端牆和側牆頂部蓋有複合材料製成爐頂、爐頂上開有加料口 ；在 處於熔煉區和電爐區中間的熔煉區的端牆一端留有煙道；一種銅鎳礦熔煉爐整體呈長方形 爐子沿長度方向分二個區域熔煉反應區和電爐區，兩部分組成一個整體；熔煉反應區沿高度方向分爐缸區、爐膛區、(包括爐膛上部和爐膛下部)、爐頂；本實用新型的一種銅鎳礦熔煉爐電爐區和熔煉反應區連成一體，電爐區採用交流 電加熱。熔煉反應區側牆上設上下兩排風口，下排風口置於下層立水套上。生產時，從加料 口送入精礦、熔劑和煤，工作狀態下排風口埋入熔池中送入高濃度富氧進行物料和燃料的 化學反應，上排風口置於耐火材料爐側牆上，工作時送入空氣調節產出煙氣為氧過剩狀態。 電爐區完成渣和銅鋶的分離，爐渣和銅鋶分別從設於電爐區爐牆上的渣口和銅鋶(或銅) 虹吸口放出。其爐缸爐缸外部用鋼材做成一個無上壁的上方體箱子，熔煉區的爐缸和電爐區 共同置於方箱內。熔煉區爐缸和電爐區由水套和耐火材料組成的複合拱間隔，複合拱以上 座有熔煉區的煙道下端牆。整個爐底耐火材料長度方向呈階梯狀，電爐區部分爐底比熔煉 區部分爐底低500mm-800mm，保證渣和銅鋶(或銅)在電爐區完成分離。整個爐底橫截面成反拱狀。長度方向上呈階梯狀，從熔煉區爐頭端牆底部至臺階 處爐底平面與水平面呈1-3度的夾角，臺階處離開複合拱留有一定距離、保證反應生成的 爐渣和銅鋶(或銅)順利進入電爐區。臺階的高度根據處理礦的多少和金屬含量而定。臺 階以下到電爐端牆不留坡度。反拱和複合拱及爐缸兩側牆形成近數平方米的通道，爐渣和冰銅(或銅)由此進 入電爐區進行沉降分離。在電爐區的端牆和側牆分別設有放渣口、安全口、和放銅鋶(或 銅)的虹吸口。爐缸以上為爐堂、爐堂下部四周全用銅水套圍成，兩側壁銅水套分上下兩段，下段 由數塊直立的銅水套組成，每塊水套設有統一尺寸的預留孔，特製的風口咀按裝於預留孔 內並固定在該水套上，外接三通、支風管、總風管形成完整的爐子供氧系統。上段銅水套由 數量和直立水套相等的斜水套組成。斜水套下沿和直水套上沿相接。單塊的直水套和直水套、斜水套和斜水套、直水套和斜水套之間由爐外的鋼結構 固定成一個整體，直接座在爐缸側牆耐火材料上。為了結合緊密爐缸側牆耐火材料上平鋪 了 一層銅水套，立水套座在平水套上。端牆上下呈直立狀，內砌耐火材料。斜水套上沿水平面以上稱爐膛上部，測牆端牆全部砌耐火材料直到爐蓋。爐膛上 部端牆呈直立狀。側牆內表面傾斜，側牆內表面傾斜，傾斜角度基本和斜水套基本一致(對 水平面夾角75-80度)。爐膛上部兩側側牆都埋設有若干二次風管。一端端牆上設觀察口。爐頂爐頂是由若干塊內襯耐火材料的水套組成，水套上開有數個加料孔，爐頂一 端設煙氣出口即煙道。煙道和爐頂水套接界處設擋灰水套。電爐區前已述及爐底呈反拱狀，在電爐區的端牆和側牆上分別設有放渣口、安全 口、和虹吸放銅鋶(銅)口。其餘三面全用耐火材料砌築。爐頂用襯有耐火材料的水套封 住，水套上留有電極孔和液面測量孔。石墨電極從電極孔中插入熔池中。電極通過把持器、 短網與電源相接。電極的升降調節由倦揚通過鋼絲繩完成。本實用新型的一種銅鎳礦熔煉爐，電爐區採用交流電加熱；熔煉爐反應區側牆設 上下兩排風口。下排風口置於下層立水套上，工作狀態埋入熔池送入高濃度富氧進行物料 和燃料的化學反應，上排風口置於耐火材料爐側牆上，工作時送入低壓空氣調節產出的煙 氣為氧過剩狀態。反應完成產出的渣和銅鋶進入電爐區完成銅鋶和渣的分離，銅鋶從銅鋶虹吸口排出，爐渣從渣口排出。 生產時，當處理硫化礦時補充少量原煤、焦粉、或天然氣為燃料，床能力可達 55-100噸/d，S02濃度18% -30%、日作業率99% 100%。與其它側吹如白銀法和諾蘭達 法不同是高濃度富氧送入渣層操作溫度高1250°C -1300°C，高溫部位依靠水套掛渣，爐壽 命可達2-3年。爐渣Fe304含量3%-4%，因而渣含銅較低。50%-60%冰銅品位時渣含銅 0. 6%以下。該爐直接回收率97%以上。該熔煉爐具有環保、節能、降耗的顯著特點。當處理 半氧化礦時加入燃料原煤比例稍高，熔煉產物還是冰銅和爐渣。當處理物料為氧化礦時其 熱源全部來源於燃料原煤，燃料率8 % -9 %。熔煉產物是粗銅和爐渣。渣含銅0. 5 % -0. 6 %。
權利要求一種銅鎳礦熔煉爐，其結構包括爐基礎、耐火材料爐底、帶有冷卻水套的由耐火火磚和耐火材料砌成的爐體端牆和爐體側牆、位於牆體上的冷卻水套，由爐牆體上設有的通風孔、位於爐體腔體內側的內端牆、位於內端上部的爐頂、設於爐頂的加料口、位於內端牆一側上端的煙道；其特徵在於(1)整個爐子有熔煉區和電爐區兩部分組成一個整體在爐體尾端的內端牆和端牆之間的爐頂上，貫穿固定設有石墨電極；(2)位於熔煉區側牆體上的冷卻水套為兩層，冷卻水套的上端側壁為耐火磚牆；在下層冷卻水套的牆體上設有通風口，在銅水套的上部的耐火磚牆設有二次風口；(3)兩端牆內側設有耐火材料層；(4)整個爐底耐火材料沿長度方向呈階梯狀，電爐區部分爐底比熔煉區部分爐底低，保證渣和銅鋶或銅在電爐區完成分離。
專利摘要一種銅鎳礦熔煉爐，涉及一種用於銅鎳火法提取銅鎳側吹熔池熔煉爐；其特徵在於(1)整個爐子有熔煉區和電爐區兩部分組成一個整體在爐體尾端的內端牆和端牆之間的爐頂上，貫穿固定設有石墨電極；(2)位於熔煉區側牆體上的冷卻水套為兩層，冷卻水套的上端側壁為耐火磚牆；在下層冷卻水套的牆體上設有通風口，在銅水套的上部的耐火磚牆設有二次風口；(3)兩端牆內側設有耐火材料層；(4)整個爐底耐火材料沿長度方向呈階梯狀，電爐區部分爐底比熔煉區部分爐底低。本實用新型特別適用於處理半氧化礦和氧化礦，能有效減少熱損失，爐子熱穩定性好，熔煉效率高，逸散SO2少，並減少生產設施和生產環節、減化開爐程序；生產成本大大降低。
文檔編號F27B19/02GK201561646SQ20092027798
公開日2010年8月25日 申請日期2009年12月18日 優先權日2009年12月18日
發明者王平, 黃俊華, 黃賢盛 申請人:垣曲縣華盛冶金技術有限公司