发明内容
本发明的第一目的在于提供一种工艺简便,工作稳定可靠的富氧侧吹还原熔池熔炼炉;本发明的第二目的在于提供一种基于富氧侧吹还原熔池熔炼炉利用富锡复杂物料炼锡的方法。
本发明的第一目的是这样实现的,包括炉身、炉缸、熔池、炉衬、水套,所述的炉身由钢质箱式水套构成,炉身设置于炉缸上,炉身顶部设置烟道和加料口,烟道与加料口之间设置导流墙,炉身下部设置一次风口,所述的炉缸内设置坡形炉底,炉身中部熔池部分设置铬镁砖炉衬。
本发明的第二目的是这样实现的,包括混料制粒、富氧还原熔炼、炉渣烟化处理、含锡烟尘回用工序,具体包括:
A、混料制粒:根据富锡原料中Sn、Pb、Fe的总含量,加入重量比10~25%的还原煤,将富锡物料与溶剂、还原煤按炉渣硅酸度为0.8~1.25进行配料混合,,并由制粒机制成10~40mm球粒,送入富氧侧吹还原熔池熔炼炉;
B、富氧还原熔炼:原料送入熔炼炉熔池后,在一次风口送入O2浓度为25~50%的富氧空气,一次风口压力为0.08~0.16Mpa,风速150~250m/s,分进料、还原、放渣三阶段,风送入烟煤,调节氧过剩系数α值0.3~1.0,以控制炉内还原气氛,使烟煤充分燃烧,对熔体加热并保持熔体温度1050~1250℃,控制熔炼炉熔池内为还原气氛,使氧化锡还原反应45~55min,生成粗锡、炉渣和烟尘;
C、炉渣烟化处理:液态炉渣送入富氧锡烟化炉,通入O2浓度为23~28%的富氧空气及助燃烟煤,一次风口压力为0.08~0.14Mpa,使温度达到1100~1200℃,硫化锡得以气化,并与烟气中氧反应成SnO2烟尘;
D、含锡烟尘回用:富氧侧吹锡还原熔池熔炼炉产生的烟气经收尘装置分离为烟尘和含硫烟气,熔炼炉产生的烟尘与富氧锡烟化炉产生的烟尘一同作为富锡原料制粒回用;含硫烟气经S02吸收后排入大气。
本发明富氧侧吹锡还原熔池熔炼炉为竖形结构,从两侧鼓入熔融渣层的富氧空气使燃料煤充分燃烧,使炉内熔体保持高温熔融状态,并产生强烈的鼓泡搅拌效果,使液、固、气相发生极快速的反应,使炉渣中的金属凝聚长大至0.5~5mm的液滴,能迅速地下沉与炉渣分层,从而使炉子床能力大为提高,可达100T/m2·d。本发明特别适合富锡多金属氧化原料的冶炼,产出粗锡。现有技术处理以上物料产10000吨粗锡,需要1000KVA,¢2.8m电炉4台。采用本发明熔炼炉及炼锡工艺,同样物料和产量,仅要一台装机800KVA·2m2富氧侧吹还原熔池熔炼炉即可,并且可使用低价的褐煤作为燃料,节能环保,提高经济效益。整个工艺锡回收率>95%,富氧侧吹锡还原炉烟尘率控制在10~15%,富氧锡烟化炉炉渣含锡量低于0.1%。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明,但不以任何方式对本发明加以限制,基于本发明教导所作的任何变更或改进,均属于本发明的保护范围。
如图1、2所示,本发明富氧侧吹还原熔池熔炼炉包括炉身、炉缸1、熔池、炉衬、水套3,所述的炉身由钢质箱式水套内衬铬镁砖构成,炉身设置于炉缸1上,炉身顶部设置烟道7和加料口9,烟道7与加料口9之间设置隔离墙10,炉身下部设置一次风口8,所述的炉缸1内设置坡形炉底2,炉身中部熔池部分设置铬镁砖炉衬12。
所述的炉缸1由底层用耐火砖和面层用铬镁砖砌筑而成,炉底截面呈倒拱形,炉底2向出口倾斜形成坡形炉底,坡度为5~20°。
所述的炉缸1外设置钢质护套,防止金属渗漏。
所述的炉身由钢质箱式水套内衬铬镁砖构成,炉身做成向上扩展的形式,一次风口8呈水平布置,其中心线到炉底面的距离为0.6~0.8m,随炉底向出口的倾斜而距离增大。有利于渣、硬头、金属的分离,防止金属的过氧化。
所述的炉顶设置为平式结构,有利于与余热利用设备对接配合。
如图3所示,本发明基于富氧侧吹还原熔池熔炼炉利用富锡复杂物料炼锡方法,包括混料制粒、富氧还原熔炼、炉渣烟化处理、含锡烟尘回用工序:
所述混料制粒是根据富锡原料中Sn、Pb、Fe的总含量,加入重量比10~25%,的还原煤,即按富锡原料中Sn、Pb、Fe含量计算出加入还原煤用量,并乘1.1~1.3的过剩系数为实际加入还原煤用量,将富锡物料与溶剂、还原煤按炉渣硅酸度为0.8~1.25进行配料混合,并由制粒机制成10~40mm球粒,送入富氧侧吹还原熔池熔炼炉。
所述富氧还原熔炼是将配制并制粒的物料送入熔炼炉熔池后,在一次风口送入O2浓度为25~50%的富氧空气,一次风口压力为0.08~0.16Mpa,风速150~250m/s,分进料、还原、放渣三阶段,风送入烟煤,调节氧过剩系数α值0.3~1.0,以控制炉内还原气氛,使烟煤充分燃烧,对熔体加热并保持熔体温度1050~1250℃,控制熔炼炉熔池内为还原气氛,使氧化锡还原反应45~55min,生成粗锡、炉渣和烟尘。
所述炉渣烟化处理是将液态炉渣送入富氧锡烟化炉,通入O2浓度为23~28%的富氧空气助燃烟煤,一次风口压力为0.08~0.14Mpa,使温度达到1100~1200℃,硫化锡得以气化,并与烟气中氧反应成SnO2烟尘。
所述含锡烟尘回用是将富氧侧吹锡还原熔池熔炼炉产生的烟气经收尘装置分离为烟尘和含硫烟气,熔炼炉产生的烟尘与富氧锡烟化炉产生的烟尘一同作为富锡原料制粒回用;含硫烟气经S02吸收后排入大气。
所述的A工序富锡物料与溶剂按炉渣硅酸度为0.9~1.15进行配料混合。
所述的还原煤为褐煤。所述褐煤之固定碳30~45%,挥发份15~30%,灰份15~25%。
所述的溶剂为石英石或石灰石中的一种或两者混合使用。所述石英石含SiO2>85%,粒度<20mm;所述石灰石含CaO>55%。
所述的燃料为烟煤。所述的烟煤之固定碳>55%,挥发份10~17%,灰份<20%。
所述的A工序富氧空气中O2浓度为30~40%,一次风口压力为0.10~0.14Mpa;风速170~230m/s;所述的B工序控制粗锡终渣鼓泡高度为800~1300mm,应控制在一次风口中心线以上;所述的还原熔炼工作周期为进料25~45min,还原45~55min,放渣30~40min。
所述的C工序富氧空气中O2浓度为23~28%,一次风口压力为0.09~0.13Mpa;所述的富氧锡烟化炉工作周期为进料25~45min,吹炼45~55min,放渣30~40min。
本发明炉身熔池设置内衬铬镁砖炉衬,可更好地防止金属对炉身的腐蚀,同时有助于减少热损失。倾斜设置的炉底有助于金属锡的分离。一次风口8中心线到炉底距离沿向放渣口倾斜方向自然加大,有利于渣、硬头和金属的分离,同时防止风口富氧空气对金属造成氧化。本发明可适用于锡品位15~50%富锡物料,包括含锡烟尘(如锡烟化炉烟尘)、锡精矿、各种锡冶炼二次料(锡泥、锡铅精炼渣)冶炼。
实施例1
富锡物料含Sn40%、Pb3%、FeO22%,加入15%还原煤,与石英石按炉渣硅酸度为0.9进行配料混合,并由制粒机制成10~40mm球粒,送入富氧侧吹还原熔池熔炼炉;在一次风口送入O2浓度为50%的富氧空气,一次风口压力为0.16Mpa,风速250m/s,调节烟煤,控制氧过剩系数α值在进料阶段0.6~0.7、还原阶段0.4~0.5、放料阶段0.8~0.9;使烟煤充分燃烧,对熔体加热并保持熔体温度1250℃,控制熔炼炉熔池内为还原气氛,使氧化锡还原反应55min,生成粗锡、炉渣和烟尘;将液态炉渣送入富氧锡烟化炉,通入O2浓度为28%的富氧空气,一次风口压力为0.14Mpa,及助燃烟煤,使温度达到1200℃,硫化锡得以气化,并与烟气中氧反应成SnO2烟尘;将富氧侧吹锡还原熔池熔炼炉产生的烟气经收尘装置分离为烟尘和含硫烟气,熔炼炉产生的烟尘与富氧锡烟化炉产生的烟尘一同作为富锡原料制粒回用;含硫烟气经S02吸收后排入大气。
实施例2
富锡物料含Sn30%、Pb13%、FeO26%,加入18%还原煤与石英石按炉渣硅酸度为0.8进行配料混合,并由制粒机制成10~40mm球粒,送入富氧侧吹还原熔池熔炼炉;在一次风口送入O2浓度为25%的富氧空气,一次风口压力为0.08Mpa,风速150m/s,调节烟煤,控制氧过剩系数α值在进料阶段0.55~0.65、还原阶段0.35~0.5、放料阶段0.8~0.9;使烟煤充分燃烧,对熔体加热并保持熔体温度1050℃,控制熔炼炉熔池内为还原气氛,使氧化锡还原反应45min,生成粗锡、炉渣和烟尘;将液态炉渣送入富氧锡烟化炉,通入O2浓度为23%的富氧空气,一次风口压力为0.08Mpa,及助燃烟煤,使温度达到1100℃,硫化锡得以气化,并与烟气中氧反应成SnO2烟尘;将富氧侧吹锡还原熔池熔炼炉产生的烟气经收尘装置分离为烟尘和含硫烟气,熔炼炉产生的烟尘与富氧锡烟化炉产生的烟尘一同作为富锡原料制粒回用;含硫烟气经S02吸收后排入大气。
实施例3
富锡物料含Sn25%、Pb18%、FeO27%,加入20%还原煤与石英石按炉渣硅酸度为1.0进行配料混合,并由制粒机制成10~40mm球粒,送入富氧侧吹还原熔池熔炼炉;在一次风口送入O2浓度为35%的富氧空气,一次风口压力为0.14Mpa,风速200m/s,调节烟煤,控制氧过剩系数α值在进料阶段0.55~0.65、还原阶段0.35~0.5、放料阶段0.8~0.9,使烟煤充分燃烧,对熔体加热并保持熔体温度1150℃,控制熔炼炉熔池内为还原气氛,使氧化锡还原反应50min,生成粗锡、炉渣和烟尘;将液态炉渣送入富氧锡烟化炉,通入O2浓度为25%的富氧空气,一次风口压力为0.10Mpa,及助燃烟煤,使温度达到1150℃,硫化锡得以气化,并与烟气中氧反应成SnO2烟尘;将富氧侧吹锡还原熔池熔炼炉产生的烟气经收尘装置分离为烟尘和含硫烟气,熔炼炉产生的烟尘与富氧锡烟化炉产生的烟尘一同作为富锡原料制粒回用;含硫烟气经S02吸收后排入大气。
实施例4
富锡物料含Sn32%、Pb13%、FeO20%加入10%还原煤与石英石按炉渣硅酸度为1.1进行配料混合,并由制粒机制成10~40mm球粒,送入富氧侧吹还原熔池熔炼炉;在一次风口送入O2浓度为40%的富氧空气,一次风口压力为0.13Mpa,风速180m/s,调节烟煤,控制氧过剩系数α值在进料阶段0.55~0.75、还原阶段0.35~0.45、放料阶段0.8~0.9,使烟煤充分燃烧,对熔体加热并保持熔体温度1150℃,控制熔炼炉熔池内为还原气氛,使氧化锡还原反应50min,生成粗锡、炉渣和烟尘;将液态炉渣送入富氧锡烟化炉,通入O2浓度为27%的富氧空气,一次风口压力为0.12Mpa,及助燃烟煤,使温度达到1150℃,硫化锡得以气化,并与烟气中氧反应成SnO2烟尘;将富氧侧吹锡还原熔池熔炼炉产生的烟气经收尘装置分离为烟尘和含硫烟气,熔炼炉产生的烟尘与富氧锡烟化炉产生的烟尘一同作为富锡原料制粒回用;含硫烟气经S02吸收后排入大气。
实施例5
富锡物料含Sn28%、Pb15%、FeO32%加入25%还原煤与石英石按炉渣硅酸度为1.25进行配料混合,并由制粒机制成10~40mm球粒,送入富氧侧吹还原熔池熔炼炉;在一次风口送入O2浓度为40%的富氧空气,一次风口压力为0.12Mpa,风速180m/s,调节烟煤,控制氧过剩系数α值在进料阶段0.55~0.75、还原阶段0.35~0.45、放料阶段0.8~0.9,使烟煤充分燃烧,对熔体加热并保持熔体温度1250℃,控制熔炼炉熔池内为还原气氛,使氧化锡还原反应50min,生成粗锡、炉渣和烟尘;将液态炉渣送入富氧锡烟化炉,通入O2浓度为27%的富氧空气,一次风口压力为0.11Mpa,及助燃烟煤,使温度达到1150℃,硫化锡得以气化,并与烟气中氧反应成SnO2烟尘;将富氧侧吹锡还原熔池熔炼炉产生的烟气经收尘装置分离为烟尘和含硫烟气,熔炼炉产生的烟尘与富氧锡烟化炉产生的烟尘一同作为富锡原料制粒回用;含硫烟气经S02吸收后排入大气。