電熱貧化爐的製作方法

2023-06-09 05:13:31

本發明涉及冶金領域，具體地，涉及電熱貧化爐。

背景技術：

採用現有的銅冶煉渣貧化技術對銅渣的處理，新建廠一般採用渣選礦方法，而老廠主要採用電爐或迴轉爐貧化法，火法貧化的棄渣含銅和運行費用略高於渣選礦，但投資較低；而渣選礦雖然棄渣含銅低、運行費用低，但選礦廠的投資費用高且需要大面積的空地進行渣緩冷，都不是非常理想的渣貧化工藝。

由此，對銅渣進行處理的銅冶煉渣貧化設備有待改進。

技術實現要素：

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在於提出一種電熱貧化爐，該電熱貧化爐兼具側吹爐和電熱貧化爐的優點，貧化效果好，金屬回收率高，並且投資低、佔地小。

根據本發明的一個方面，本發明提供了一種電熱貧化爐。根據本發明的實施例，該電熱貧化爐包括：

爐體，所述爐體內限定有爐腔，所述爐體具有煙氣出口；

隔牆，所述隔牆設置在所述爐腔內，並將所述爐腔分隔為上、下連通的吹煉區和沉降區，所述吹煉區具有加料口、噴槍插孔，所述沉降區具有電極插孔、出鋶口和出渣口；

噴槍，所述噴槍插入到所述噴槍插孔內以將富氧氣體和還原劑吹入到所述吹煉區內的渣層內；

電極，所述電極插入到所述電極插孔內並伸入到所述沉降區內的渣層內。

根據本發明實施例的電熱貧化爐，通過在爐腔內設置隔牆，將爐腔分隔為吹煉區和沉降區，其中，在吹煉區通過側吹噴槍吹入還原劑和富氧空氣，還原劑在熔體渣層內部分浸沒燃燒，提供熱量的同時燃燒產物一氧化碳還作為還原劑還原渣層爐渣中的磁性鐵和有價金屬氧化物，從而使熔體在攪拌狀態下進行還原熔煉，熔煉後的鋶體和爐渣從隔牆底部流入沉降區，隔牆阻斷了吹煉區的攪動波和渣表面可能存在的浮料，使沉降區處於相對靜止狀態，有利於渣和鋶的沉降分離，並且，電極為沉降區進行供熱，防止沉降區降溫影響沉降分離效果，從而有價金屬的回收率高。由此，該電熱貧化爐兼具側吹爐和電熱貧化爐的優點，貧化效果好，金屬回收率高，並且投資低、佔地小。另外，根據本發明上述實施例的電熱貧化爐還可以具有如下附加的技術特徵：

根據本發明的實施例，所述噴槍插孔為多個。

根據本發明的實施例，所述噴槍插孔位於所述爐體的側壁上。

根據本發明的實施例，所述噴槍與水平成0-30度夾角。

根據本發明的實施例，所述噴槍與水平成0-15度夾角。

根據本發明的實施例，所述噴槍均進一步包括：三通噴管，所述三通噴管設置在所述噴槍的槍體內，且所述三通噴管由彈子閥密封。

根據本發明的實施例，該電熱貧化爐進一步包括：煤入口，所述煤入口設置在所述爐體的頂部，且位於所述吹煉區內。

根據本發明的實施例，該電熱貧化爐進一步包括：熔劑入口，所述熔劑入口設置在所述爐體的頂部，且位於所述吹煉區內。

根據本發明的實施例，所述隔牆為水冷隔牆。

根據本發明的實施例，所述電極插孔為多個。

本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明

本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1顯示了根據本發明一個實施例的電熱貧化爐的主視結構示意圖；

圖2顯示了根據本發明一個實施例的電熱貧化爐的左視結構示意圖；

圖3顯示了根據本發明一個實施例的電熱貧化爐的俯視結構示意圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例，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，僅用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。

在本發明的描述中，術語「縱向」、「橫向」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明而不是要求本發明必須以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

需要說明的是，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特徵。進一步地，在本發明的描述中，除非另有說明，「多個」的含義是兩個或兩個以上。

根據本發明的一個方面，本發明提供了一種電熱貧化爐。參考圖1-3，根據本發明的實施例，對該電熱貧化爐進行解釋說明，該電熱貧化爐包括：爐體100、隔牆200、噴槍300、和電極400。通過在爐腔內設置隔牆，將爐腔分隔為吹煉區和沉降區，其中，在吹煉區通過側吹噴槍吹入還原劑和富氧空氣，還原劑在熔體內部分浸沒燃燒，提供熱量的同時燃燒產物一氧化碳還作為還原劑還原爐渣中的磁性鐵和有價金屬氧化物，從而使熔體在攪拌狀態下進行還原熔煉，熔煉後的鋶體和爐渣從隔牆底部流入沉降區，隔牆阻斷了吹煉區的攪動波和渣表面可能存在的浮料，使沉降區處於相對靜止狀態，有利於渣和鋶的沉降分離，並且，電極為沉降區進行供熱，防止沉降區降溫影響沉降分離效果，從而有價金屬的回收率高。由此，該電熱貧化爐兼具側吹爐和電熱貧化爐的優點，貧化效果好，金屬回收率高，並且投資低、佔地小。

為了描述方便，下面以熔煉銅為例進行描述。可以理解的是，本發明並不限於此，根據本發明實施例的電熱貧化爐適用於熔煉可以造鋶的任何合適的金屬，例如鎳、鈷等。進一步地，為了便於理解本發明實施例的電熱貧化爐，結合附圖1-3對該電熱貧化爐的結構進行解釋說明，具體如下：

爐體100：根據本發明的實施例，該爐體100內限定有爐腔110，爐腔110的下部形成熔池，爐腔110的下部形成熔池，熔池分為位於上面的渣層zc和位於下面的銅鋶層lc，渣層的液面為z，銅鋶層的液面為l，且該爐體100具有煙氣出口101。

根據本發明的實施例，煙氣出口101位於爐體的頂部。由此，便於煙氣排出。

進一步優選地，煙氣出口101位於吹煉區120和沉降區130之間，且偏吹煉區120處。吹煉區120產生的煙氣量大，便於吹煉區120的煙氣排出。

根據本發明的實施例，該電熱貧化爐進一步包括：煤入口102，該煤入口102設置在爐體100的頂部，且位於吹煉區內。由此，在吹煉時，從爐頂向熔池內加入適量的碎煤，保持爐渣表面的還原性氣氛。

優選地，根據本發明的實施例，該電熱貧化爐進一步包括：熔劑入口103，該熔劑入口103設置在爐體100的頂部，且位於吹煉區內。由此，通過由溶劑入口加入熔劑調整渣型。

隔牆200：根據本發明的實施例，該隔牆200設置在爐腔110內，並將爐腔110分隔為上、下連通的吹煉區120和沉降區130，其中，吹煉區120具有加料口121和噴槍插孔122，沉降區130具有電極插孔131、出鋶口132和出渣口133。通過在爐腔內設置隔牆，將爐腔分隔為相對獨立的吹煉區和沉降區，原料在吹煉區的攪動波下熔鍊形成鋶體和爐渣，優選地，吹煉區有較大的容積，熔渣在此可停留1.5～2小時，有利於渣層的還原爐渣中的磁性鐵和有價金屬氧化物被充分還原。還原得到的鋶體和爐渣的混合物再從隔牆底部流入沉降區，利用隔牆阻斷了吹煉區的攪動波和渣表面可能存在的浮料，使沉降區處於相對靜止狀態，有利於渣和鋶的沉降分離。

其中，需要說明的是，沉降區130可以理解為一個沉降電爐，電爐內熔池雖有流動，但速度很低，不會影響到沉降分離過程，熔渣在沉澱區可停留1小時左右，有利於渣鋶充分的沉降分離。

根據本發明的實施例，隔牆200底邊位於銅鋶層上。

根據本發明的實施例，該隔牆200為水冷隔牆。由此，渣層的爐渣附著在隔牆上，將隔牆與熔體隔絕起來，避免高溫熔體對隔牆的侵蝕。

根據本發明的實施例，液態熔煉渣和吹煉渣通過溜槽由加料口121加入吹煉區。

在此，需要說明的是，加料口121、煤入口102、熔劑入口103可以根據需要合併為一個或2個入口。

根據本發明的具體實施例，沉降區中出鋶口132和出渣口133，優選地，出鋶口132位於側壁上，出渣口133位於爐尾，其中，爐尾是相對的，即位於沉降區的爐體的端面。由於爐渣的密度小位於上層，便於從位於爐尾的出渣口排出，鋶體的密度大，位於下層，便於從位於側壁，出鋶口132。

根據本發明的具體實施例，沉降區進一步包括：觀察口123，該觀察口123位於吹煉區120的側壁上，用於觀察吹煉區120的還原冶煉情況。

根據本發明的實施例，噴槍插孔122為多個。由此，為還原冶煉提供充分的還原劑和富氧空氣，使原料充分進行還原。

根據本發明的實施例，噴槍插孔122位於爐體100的側壁上。由此，噴射物直接噴射到渣層中，噴射物的行程短，並且相對於噴槍從頂部插入，噴射物所需克服的重力作用小，噴射所需的壓力小。

噴槍300：根據本發明的實施例，該噴槍300插入到噴槍插孔122內以將富氧氣體和還原劑吹入到吹煉區120內的渣層zc內。可以理解的是，為了保證噴槍300將富氧氣體和還原劑吹入到熔體的渣層zc內，噴槍300伸入吹煉區120的長度不宜過長，噴槍300插入吹煉區120的具體深度可以根據電熱貧化冶煉的參數(例如熔池的深度)設定。

其中，需要說明的是，噴槍噴入渣層zc內的物質種類不受特別的限制，噴槍不僅可以噴入富氧氣體和還原劑，根據需要還可以噴入適量精礦礦粉，例如，銅精礦的礦粉。由此，加速還原反應，使銅鋶品位降低的同時進一步貧化爐渣。

根據本發明的實施例，還原劑可為固體還原劑、液體還原劑或氣體還原劑。

此外，還需要進一步說明的是，每隻噴槍噴射的物質不受特別的限制，可以是富氧氣體和還原劑以及可選的精礦礦粉中的至少一種，即一隻噴槍，可以噴射富氧氣體、還原劑和精礦礦粉中的任意一種，也可以是其中任意兩種的組合，或者同時噴射富氧氣體、還原劑和精礦礦粉。噴槍的噴射物質的種類和各物質的比例的調節方式不受特別的限制，例如，可以通過調節噴槍的供給管路的供給物的種類和比例進行條件，也可以通過調節噴槍內的噴射管路的結構進行調節，還可以通過調節噴射各物質的噴槍的數量進行條件。

根據本發明的實施例，噴槍的插入角度不受特別的限制，本領域技術人員可以根據生產需要進行調整。根據本發明的一些實施例，噴槍300與水平成0-30度夾角。具體地，噴槍300與水平向下成0-30度夾角，即夾角的開口為水平向下，從而，噴射物向下噴出，與渣層中的物料的混合效果好。根據本發明的優選地實施例，噴槍400與水平成0-15度夾角。由此，噴射物進入渣層的比例高，防止噴射物的噴射角度過大，使噴射物進入鋶層，從而噴射物與渣層中的物料的混合效果更佳。

根據本發明的實施例，噴槍300進一步包括：三通噴管，該三通噴管設置在噴槍300的槍體內，且三通噴管由彈子閥密封。由此，可用釺子捅風口，不用的噴槍可以很方便的用鋼釺封堵。

電極500：根據本發明的實施例，該電極500插入到電極插孔131內並伸入到沉降區內的渣層zc內。由此，電極為沉降區進行供熱，防止沉降區降溫影響沉降分離效果，從而有價金屬的回收率更高。

根據本發明的實施例，電極插孔為多個，也就是說，可以插入多個電極。由此，為沉降區提供充分的熱量，以防止熔渣和鋶體凝固，影響沉降。

在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

儘管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解：在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由權利要求及其等同物限定。