CN103298959B - 用于雾化熔融的炉渣并回收有价值金属的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于雾化熔融的炉渣并回收有价值金属的装置，其包括：渣桶（10）、涡流形成构件（20）、炉渣供应桶（30）和还原剂供应管道构件（40）；所述渣桶（10）形成有空间部分（11）；所述涡流形成构件（20）设置在渣桶（10）的上部，并具有形成为漏斗形状的上部，使得所述涡流形成构件（20）将提供的熔融的炉渣（m）形成涡流，并将其提供至渣桶（10）；所述炉渣供应桶（30）用于从炉渣注入杯（50）接收鼓风炉或转炉或电炉的熔融的炉渣（m），临时贮藏炉渣，并将炉渣匀速提供至涡流形成构件（20）中；所述还原剂供应管道构件（40）用于将还原剂注入熔融的炉渣（m）中，炉渣（m）供给所述涡流形成构件（20）。本发明可以使用涡流回收熔融的炉渣中的有价值金属并在凝固过程中雾化熔融的炉渣。因此，无需额外的粉碎操作即可回收还原的炉渣的显热，从而可以提高显热回收效率。

Description

用于雾化熔融的炉渣并回收有价值金属的装置

相关申请的交叉引用

本申请是2011年8月30日提交的国际申请No.PCT/KR2011/006426的继续申请，并要求2010年11月4日提交的韩国申请No.10-2010-0109416的优先权，该申请以引用的方式纳入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于雾化熔融的炉渣并回收有价值金属的装置，更特别地涉及能够使得鼓风炉或转炉或电炉的熔融的炉渣得以雾化并使得有价值金属得以回收的一种用于雾化熔融的炉渣并回收有价值金属的装置。本发明要求2010年11月4日提交的韩国专利申请No.10-2010-0109416的权益，该申请以全文引用方式纳入本申请。

背景技术

炉渣是炼钢工艺中主要产生的产物。炉渣主要产生自炼铁工艺中的铁矿石或焦炭的脉石组分，或产生自炼钢工艺中熔融的铁或熔融的钢的氧化和脱氧时获得的氧化物，或产生自用于精炼而添加的辅助材料等。

主要由SiO₂和CaO组成的炉渣包括Al₂O₃、FeO、MgO、P₂O₅和CaS，这取决于精炼反应的类型。

炼铁炉渣主要由CaO-SiO₂-Al₂O₃组成，基于熔融的铁或熔融的钢的氧化的炼钢炉渣主要由CaO-SiO₂-FeO组成。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于雾化熔融的炉渣并回收有价值金属的装置，其能够使鼓风炉或转炉或电炉的熔融的炉渣雾化，并有利于有价值金属的回收和炉渣显热的回收。

为了完成上述目的，本发明提供用于雾化熔融的炉渣并回收有价值金属的装置，其包括渣桶、涡流形成构件、炉渣供应桶和还原剂供应管道构件，所述渣桶具有在其中的空间部分；所述涡流形成构件设置在所述渣桶的上部，并具有形成为漏斗形状的上部，从而将所述熔融的炉渣提供至所述渣桶同时在所述熔融的炉渣中形成涡流；所述炉渣供应桶从炉渣注入杯接收鼓风炉或转炉或电炉的熔融的炉渣，临时贮藏熔融的炉渣，并将所述熔融的炉渣以预定的流速提供至所述涡流形成构件中；所述还原剂供应管道构件用于将还原剂添加至所述熔融的炉渣，所述熔融的炉渣提供至所述涡流形成构件中。

所述涡流形成构件可以具有形成为漏斗形状的上部，所述漏斗形状的内直径向下逐渐减小，且所述涡流形成构件可以具有形成为线性管道形状的下部。

所述炉渣供应桶可以包括形成在其上部的预定位置处的入口，和形成在其下部的预定位置处的出口，所述出口延伸至所述涡流形成构件的上部。

所述还原剂供应管道构件可以构造成使得其端部向着在所述涡流形成构件的上部的中心和其边缘之间的空间设置，从而将所述还原剂添加至所述熔融的炉渣的涡流形成的中心和边缘之间的空间。

另外，本发明提供用于雾化熔融的炉渣并回收有价值金属的装置，其包括渣桶、涡流形成构件、炉渣供应桶和冷却器，所述渣桶具有在其中的空间部分；所述涡流形成构件设置在所述渣桶的上部，并形成为漏斗形状，从而将所述熔融的炉渣提供至所述渣桶同时在所述熔融的炉渣中形成涡流；所述炉渣供应桶从炉渣注入杯接收鼓风炉或转炉或电炉的熔融的炉渣，临时贮藏熔融的炉渣，并将所述熔融的炉渣以预定的流速提供至所述涡流形成构件中；所述冷却器用于冷却通过所述涡流形成构件提供至所述渣桶的熔融的炉渣。

所述涡流形成构件可以具有漏斗形状，所述漏斗形状的内直径从上入口到下出口逐渐减小。

所述冷却器可以包括选自用于将蒸汽提供至所述渣桶的蒸汽供应部分和用于将气体提供至所述渣桶的气体供应部分中的一个或多个。

所述渣桶可以包括回收管道构件，所述回收管道构件用于回收直接滴落在所述涡流形成构件下方时凝固的炉渣。

所述渣桶可以包括在其下部的预定位置处形成的固体炉渣出口，从而与所述空间部分连通，并将经冷却和凝固的炉渣排放至外部，所述空间部分可以包括导向斜坡，所述导向斜坡是倾斜的，并向所述固体炉渣出口延伸。

所述渣桶可以包括在其上部的预定位置处形成的废热排放管道，从而排放在冷却所述熔融的炉渣时产生的热蒸汽和热空气，所述废热排放管道可以包括热交换器，使得自所述热蒸汽和所述热空气回收热以产生热水。

所述装置可以进一步包括还原剂供应管道构件用于将还原剂添加至所述熔融的炉渣，所述炉渣提供至所述涡流形成构件。

所述还原剂供应管道构件可以构造成使得其端部向着在所述涡流形成构件的上部的中心和其边缘之间的空间设置，从而将所述还原剂添加至所述熔融的炉渣的涡流形成的中心和边缘之间的空间。

根据本发明，可以使用涡流从熔融的炉渣有效的回收有价值金属，所述熔融的炉渣可以在凝固的过程中被雾化，由此排除了对于经还原的炉渣额外粉碎的需要，从经雾化的炉渣回收显热，由此增加显热的回收效率。

此外，回收的显热可以用于热交换中，由此减少用于获得热水或蒸汽的能量消耗。

如上所述，从主要在钢厂中产生的所述熔融的炉渣回收有价值金属的效率可得以增加，通过所述炉渣的雾化可以减少粉碎能量，所述有价值金属和经还原的炉渣之间的分离性能可得以改进，并在凝固过程中，可以回收所述熔融的炉渣的废热和所述经还原的炉渣的显热，由此有效地节省能量。

附图说明

图1显示根据本发明的第一实施方案的用于雾化熔融的炉渣并回收有价值金属的装置；

图2显示根据本发明的第二实施方案的用于雾化熔融的炉渣并回收有价值金属的装置；

图3显示根据本发明的第三实施方案的用于雾化熔融的炉渣并回收有价值金属的装置；和

图4显示使用图3的第三实施方案回收有价值金属并回收炉渣的显热的过程。

<附图中附图标记的说明>

10，110:渣桶                11，111:空间部分

13:出口                     15，113:渣桶盖

20，120:涡流形成构件

30，130:炉渣供应桶

31，131:入口                33，133:出口

35，135:开关控制阀

40，210:还原剂供应管道构件

41，211:还原剂贮藏部分

43，213:控制阀

50，150:炉渣注入杯          60，160:控制器

115:固体炉渣出口

117:废热排放管道

140:冷却器                  170:回收管道构件

171:导向部分                173:出口

180:导向斜坡                190:热交换器

220:显热回收设备

221:蒸汽供应部分

223:显热排放管道

225:显热回收热交换器

具体实施方式

下文中将给出根据本发明的用于雾化熔融的炉渣并回收有价值金属的装置的详细说明。

根据本发明的用于雾化熔融的炉渣并回收有价值金属的装置构造成使得熔融的炉渣提供至渣桶同时形成涡流，由此增加与还原剂的混合效率，从而增加有价值金属的回收效率，并雾化熔融的炉渣。

（第一实施方案）

第一实施方案基于这样的原理：熔融的炉渣提供至渣桶同时形成涡流，由此增加与还原剂的混合效率，从而易于从熔融的炉渣回收有价值金属。

根据第一实施方案的用于雾化熔融的炉渣并回收有价值金属的装置包括渣桶10、涡流形成构件20、炉渣供应桶30和还原剂供应管道构件40。

如图1所示，渣桶10构造成使得在其中形成空间部分11，在其下部形成出口13，且其上部通过渣桶盖15选择性地打开或关闭。

出口13设置成排放有价值金属，将在后文描述，渣桶盖15可以设置成防止熔融的炉渣（m）的温度降低。然而，取决于情况和要求可以省略出口13和渣桶盖15。

涡流形成构件20设置在渣桶10的上方位置处，并具有形成为漏斗形状的上部，以将熔融的炉渣（m）提供至渣桶10同时在熔融的炉渣中形成涡流。涡流形成构件20的上部设置成漏斗的形式，其内直径向下逐渐减小，涡流形成构件20的下部具有线性管道形状。

在此实施方案中，涡流形成构件20构造成使得上部设置成穿过渣桶盖15，上部的漏斗形状设置在空间部分11的外侧，且线性管道形状设置在空间部分11中。

涡流形成构件20引导流，所述流包括将熔融的炉渣（m）提供至渣桶10时的涡流（漩涡），由此增加熔融的炉渣（m）与还原剂（s）的混合效率。

炉渣供应桶30从炉渣注入杯50接收熔融的炉渣（m），临时贮藏炉渣，并将炉渣提供至涡流形成构件20中。为了形成涡流，熔融的炉渣（m）应以预定的流速提供至涡流形成构件20中，并由此将炉渣供应桶30设置成使得熔融的炉渣（m）以预定的流速提供至涡流形成构件20中。

炉渣供应桶30包括形成在其上部的预定位置处的入口31和形成在其下部的预定位置处的出口33，所述出口33延伸至涡流形成构件20的上部。入口31优选地形成为大于出口33，使得熔融的炉渣（m）可以以预定的流速提供至涡流形成构件20，出口33可以设置有开关控制阀35使得通过出口33排放的熔融的炉渣（m）的流速可得以控制。

开关控制阀35利用额外的控制器60控制开关操作，并控制从炉渣供应桶30排放至涡流形成构件20中的熔融的炉渣（m）的流速。

炉渣供应桶30可以不限制其形状和容积，只要其将熔融的炉渣（m）以预定的流速提供至涡流形成构件20。

熔融的炉渣（m）可以对应于鼓风炉或转炉或电炉的熔融的炉渣（m），并还包括在钢厂、炼钢厂、非铁冶炼和废弃物处理厂等中产生的任何种类的熔融的炉渣，以及由此产生的废弃物的二次加工后生成的任何炉渣。

在钢厂和炼钢厂产生的炉渣包含大量的有价值金属，例如铁、铬、锰等。当没有经过任何处理排放这些炉渣时，可能造成经济损失和环境污染。因此，有价值金属被回收，从中回收有价值金属的炉渣可以通过显热回收得以循环，由此降低能量消耗。

第一实施方案旨在容易地回收有价值金属，并因此可以适用于例如电炉的含有大量有价值金属的熔融的炉渣。

炉渣注入杯50是接收熔融的炉渣（m）并将其提供至炉渣供应桶30的一种桶。

还原剂供应管道构件40设置成使得将还原剂（s）添加至提供至涡流形成构件20中的熔融的炉渣（m）。还原剂供应管道构件40构造成使得其端部向着在涡流形成构件20的上部的中心和其边缘之间的空间（A）设置，从而将还原剂（s）添加至熔融的炉渣（m）的涡流形成的中心和边缘之间的空间（A）。

涡流形成的中心具有快流速，并由此当添加还原剂（s）时，其不与熔融的炉渣（m）混合而通过涡流形成的中心直接向下排放。具有慢流速的涡流形成的边缘需要过长时间将还原剂与熔融的炉渣混合，并因此对于有价值金属的回收效率是不利的。

因此，为了增加还原剂（s）和熔融的炉渣（m）的混合效率，将还原剂（s）添加至熔融的炉渣（m）的涡流形成的中心和边缘之间的空间（A）。

还原剂供应管道构件40连接至其上方的还原剂贮藏部分41，从而提供预订量的还原剂（s）。还原剂供应管道构件40设置有能够控制提供的还原剂的量的控制阀43，控制阀由额外的控制器控制。另外，还原剂通过还原剂供应管道构件从还原剂贮藏部分而被提供的构造不包括在本发明的主旨中，因此省略其详细描述。

还原剂（s）表示能够还原熔融的炉渣（m）中的有价值金属的任何材料，并可以包括铝渣、碳、炭黑、废炭、粉煤、焦炭、煤等。另外，有价值金属的还原可以意指例如在熔融的炉渣中的FeO、CrO_x等被还原成Fe、Cr等。还原剂优选以粉末的形式提供，以增加反应效率。

虽然没有示出，但可以设置辅助加热器（未示出）以将热提供至渣桶10，使得渣桶10的炉渣维持在熔融态。辅助加热器防止由于用还原剂添加完成还原后的过度的吸热反应而使熔融的炉渣和有价值金属的温度降低。

以下描述第一实施方案的作用。

为了描述，说明性地描述电炉的含有大量有价值金属的熔融的炉渣。然而，应注意第一实施方案不必需限于电炉的熔融的炉渣。

特别地，电炉的熔融的炉渣（m）排放至炉渣注入杯50中。当电炉倾斜时，或电炉具有门的情况下，当炉门打开时，熔融的炉渣（m）排放至炉渣注入杯50中。

排放至炉渣注入杯50中的熔融的炉渣（m）通过在炉渣供应桶30的上部的入口31提供至炉渣供应桶30。提供至炉渣供应桶30的熔融的炉渣（m）通过在炉渣供应桶的下部的出口33设置在涡流形成构件20中，并随后提供至渣桶10同时形成涡流。

这样，通过还原剂供应管道构件40将还原剂（s）添加至熔融的炉渣（m），其中还原剂供应管道构件构造成使得其端部向着涡流形成构件20的上部的中心和其边缘之间的空间（A）设置，从而将还原剂（s）添加至熔融的炉渣（m）的涡流形成的中心和边缘之间的空间（A）。

当形成在涡流形成构件20的上部的涡流存在的情况下添加还原剂（s）时，还原剂（s）均匀地与熔融的炉渣（m）混合，混合均匀的熔融的炉渣（m）通过涡流形成构件20的线性管道提供至渣桶同时形成涡流。

提供至渣桶10中的熔融的炉渣（m）分离成有价值金属（m2）和剩余的熔融的炉渣（m1），具有高比重的有价值金属（m2）位于渣桶10的下部，且剩余的熔融的炉渣（m1）位于其上。

排放在上方位置处的剩余的熔融的炉渣（m1），随后回收位于渣桶10的下部的有价值金属（m2）。在渣桶10包括在其下部的出口13的情况下，打开渣桶的出口13，由此回收有价值金属，并随后可以回收剩余的熔融的炉渣（m1）。

当因还原剂（s）的添加的过度吸热反应而使熔融的炉渣（m）的温度降低时，使用辅助加热器将额外的热提供至渣桶10，使得熔融的炉渣（m）可以保持在熔融态。辅助加热器可以不限制其形状，只要其增加渣桶10的内部温度。

根据第一实施方案的装置能够使熔融的炉渣与还原剂均匀地混合，由此有利于从炉渣回收有价值金属。

（第二实施方案）

第二实施方案是基于这样的原理：当熔融的炉渣提供至渣桶时雾化熔融的炉渣同时形成涡流。

根据第二实施方案的用于雾化熔融的炉渣并回收有价值金属的装置包括渣桶110、涡流形成构件120、炉渣供应桶130和冷却器140。

如图2所示，渣桶110构造成使得在其中形成空间部分111，且其上部通过渣桶盖113选择性地打开或闭合。取决于情况和需要，可以省略渣桶盖113。

涡流形成构件120设置在渣桶110的上方位置处，并形成为漏斗形状，以将熔融的炉渣（m）提供至渣桶110同时在熔融的炉渣中形成涡流。涡流形成构件120具有漏斗形状，其内直径从上入口到下出口逐渐减小。

在此实施方案中，涡流形成构件120构造成使得上部设置成渣桶盖113，入口设置在空间部分111的外侧，出口设置在空间部分111中。涡流形成构件120形成涡流（漩涡），从而在熔融的炉渣（m）提供至渣桶110中时可以单独地分散熔融的炉渣（m）的微滴，由此雾化熔融的炉渣（m）。

特别地，涡流形成构件120的漏斗形状形成涡流，涡流形成构件在其下部没有线性管道形状，由此在将炉渣提供至渣桶110中时，熔融的炉渣（m）通过高速流动以微滴轨迹的形式提供，并随后立即凝固，使得熔融的炉渣（m）雾化。

涡流形成构件120赋予涡流形成构件120的出口切线方向上的运动动量，由此连续地获得经雾化的炉渣（m）颗粒。

炉渣供应桶130从炉渣注入杯150接收熔融的炉渣（m），临时贮藏炉渣，并随后将其提供至涡流形成构件120中。因为熔融的炉渣（m）应以预定的流速提供至涡流形成构件120中以形成涡流，将炉渣供应桶130设置成使得熔融的炉渣（m）以预定的流速提供至涡流形成构件120中。

炉渣供应桶130包括形成在其上部的预定位置处的入口131和形成在其下部的预定位置处的出口133，所述出口133延伸至涡流形成构件120的上部。入口131优选地形成为大于出口133，使得熔融的炉渣（m）可以以预定的流速提供至涡流形成构件120，出口133可以设置有开关控制阀135使得通过出口133排放的熔融的炉渣（m）的流速可以控制。开关控制阀135通过额外的控制器160控制开关操作。

炉渣供应桶130可以不限制其形状和容积，只要其将熔融的炉渣（m）以预定的流速提供至涡流形成构件120。

熔融的炉渣（m）可以对应于鼓风炉或转炉或电炉的熔融的炉渣，并还包括在钢厂、炼钢厂、非铁冶炼和废弃物处理厂等中产生的任何种类的熔融的炉渣，以及由此产生的废弃物的二次加工后生成的任何炉渣。

第二实施方案旨在在凝固过程中雾化熔融的炉渣（m），并因此可以适用于例如鼓风炉的含有少量有价值金属的熔融的炉渣。可以从雾化的固体炉渣回收显热。

在熔融的炉渣含有大量有价值金属的情况下，优选首先进行有价值金属的回收。这是因为，即使当含有大量有价值金属的熔融的炉渣凝固并被雾化时，有价值金属在回收热的过程中可能被氧化，使其难以使用这些炉渣回收显热。

炉渣注入杯150是接收熔融的炉渣（m）并将其提供至炉渣供应桶130的一种桶。

冷却器140起到冷却以微滴的形式提供至渣桶110中的熔融的炉渣的作用。冷却器140可以包括选自用于将蒸汽添加至渣桶110中的蒸汽供应部分和用于将气体添加至渣桶中的气体供应部分中的一个或多个。

蒸汽供应部分或气体供应部分包括蒸汽或气体喷嘴，所述蒸汽或气体喷嘴形成在渣桶110的内壁的预定位置处，以将蒸汽或气体喷射入空间部分111，蒸汽或气体喷嘴可以设置有多孔塞或蒸汽管道或气体管道。

除了蒸汽或气体，可以使用任何类型的流体或气体，只要其冷却熔融的炉渣（m）。

另一方面，渣桶110包括回收管道构件170，用于回收直接滴落在涡流形成构件以下的同时凝固的炉渣。回收管道构件170以管状提供，其中其上部打开，并包括导向部分171，所述导向部分171通过其打开的上部接收凝固的炉渣。

即使当熔融的炉渣（m）提供至涡流形成构件120中时，需要预定的时间段以形成涡流，在形成涡流前的熔融的炉渣（m）在提供至渣桶时凝固成固体炉渣（m3），固体炉渣（m3）相对校大。当固体炉渣（m3）与在涡流形成后雾化并凝固的经雾化的炉渣（m4）结合时，可能劣化透气性，并可能负面影响用于雾化炉渣的蒸汽或气体喷射。

在涡流形成前回收的相对较大的固体炉渣（m3）可以制造成具有预定尺寸的聚集体。虽然没有示出，但是可以为涡流形成构件设置塞子以最小化用于聚集体的炉渣的量。

此外，回收管道构件170包括位于导向斜坡180下方的出口173，所述导向斜坡180将在下文描述，从而使在形成涡流前凝固的固体炉渣（m3）可以在导向斜坡180的下方回收。

渣桶110包括形成在其下部的预定位置处的固体炉渣出口115，从而与空间部分111连通，使得经冷却和凝固的雾化的炉渣（m4）排放至外部，空间部分111包括倾斜的并向着固体炉渣出口115延伸的导向斜坡180。导向斜坡180接收经凝固的雾化的炉渣（m4），并将其向着固体炉渣出口115引导。

渣桶盖113包括在其上部的预定位置处的废热排放管道117。废热排放管道117是在冷却熔融的炉渣（m）时产生的热蒸汽和热空气排放通过的管道。废热排放管道117可以设置有热交换器190。热交换器190可以从热蒸汽和热空气回收热以产生热水，或可以用于其他最终用途。

以下描述第二实施方案的作用。

为了描述，说明性地描述鼓风炉的含有少量有价值金属的熔融的炉渣。然而，应注意第二实施方案不必需限于鼓风炉的熔融的炉渣。

第二实施方案可以应用于通过第一实施方案回收的熔融的炉渣，也可以应用于炼铁、炼钢、冶炼等的含有少量有价值金属的熔融的炉渣。

特别地，鼓风炉的熔融的炉渣（m）排放至炉渣注入杯150中。排放至炉渣注入杯150中的熔融的炉渣（m）通过在炉渣供应桶130的上部的入口131提供至炉渣供应桶130。提供至炉渣供应桶130中的熔融的炉渣（m）通过在炉渣供应桶的下部的出口133设置在涡流形成构件中，并随后提供至渣桶110同时形成涡流。在此过程中，蒸汽或气体可以提供至渣桶110中，使得熔融的炉渣（m）可以在提供至渣桶110的过程中凝固。

这样，进料至涡流形成构件120中的熔融的炉渣（m）形成相对较大的固体炉渣（m3），因为初始的涡流形成并不显著。接着，当涡流以快流速形成时，赋予涡流形成构件120的出口切线方向上的运动动量，并由此将炉渣提供至渣桶110同时形成以圆锥形径向分散的小的微滴。

在涡流形成不显著的初始阶段的熔融的炉渣（m）直接滴落在涡流形成构件的下方，并由此通过回收管道构件170在导向斜坡180以下回收，之后雾化并立即凝固形成熔融的炉渣（m）的涡流的熔融的炉渣（m），并由此滴落在导向斜坡180上。滴落在导向斜坡180上的经凝固的雾化的炉渣（m4）通过导向斜坡180的坡度自然地转移，并由此通过固体炉渣出口114排放至外部。

产生在此过程中的热蒸汽和热空气的热通过提供至废热排放管道117的热交换器190回收，通过固体炉渣出口115排放至外部的经雾化的炉渣（m4）可以在没有额外的粉碎工序的情况下进料至图4的显热回收设备，从而可以回收显热。

例如，显热的回收可以以这样的方式进行：经凝固的雾化的炉渣排放至具有蒸汽供应部分和有显热回收热交换器的显热排放管道的显热回收设备中，蒸汽或热空气被导入蒸汽供应部分使得经凝固的雾化的炉渣（m4）在低温熔化，并由此通过显热交换器可以回收炉渣的热。

回收显热时，炉渣的雾化能够在提供低热的条件下通过热交换器回收更高的热，由此增加显热的回收效率。

（第三实施方案）

第三实施方案基于这样的原理：熔融的炉渣提供至渣桶同时形成涡流，由此增加与还原剂的混合效率，在将混合的熔融的炉渣提供至渣桶中时通过涡流的形成雾化炉渣。

经雾化的固体炉渣在还原剂存在的情况下经受还原反应并随后被雾化，由此包含有价值金属和没有有价值金属的经雾化的固体炉渣的混合物。由此，在没有额外的粉碎工序的情况下使用磁或磁场可以仅回收有价值金属。

第三实施方案可以应用于含有大量有价值金属的熔融的炉渣，并且相比于第二实施方案在以下方面不同：其进一步包括第一实施方案的还原剂供应管道构件。

如图3所示，根据第三实施方案的用于雾化熔融的炉渣并回收有价值金属的装置包括渣桶110、涡流形成构件120、炉渣供应桶130、冷却器140和还原剂供应管道构件210。第三实施方案的构造是这样的构造：将第一实施方案的还原剂供应管道构件210添加至第二实施方案，从而省略对其的详细说明。

在第三实施方案中，添加还原剂供应管道构件210的原因在于，在含有大量有价值金属的熔融的炉渣的情况下，优选主要进行有价值金属的回收。这是因为，即使当含有大量有价值金属的熔融的炉渣凝固并被雾化时，有价值金属在回收热的过程中可被氧化，使其难以使用这些炉渣回收显热。

参考图4，以下描述第三实施方案的作用。

为了描述，说明性地描述电炉的含有大量有价值金属的熔融的炉渣。然而，应注意第三实施方案不必需限于电炉的熔融的炉渣。

例如，第三实施方案可以应用于难以应用第一实施方案的情况中。作为还原剂，铝渣比Fe具有更高的熔点，由此当应用第一实施方案时铝渣不溶解，使其难以使有价值金属和熔融的炉渣彼此分离。

参考图3和图4，电炉的熔融的炉渣（m）排放至炉渣注入杯150中。排放至炉渣注入杯150中的熔融的炉渣（m）通过在炉渣供应桶130的上部的入口131提供至炉渣供应桶130。提供至炉渣供应桶130中的熔融的炉渣（m）通过在炉渣供应桶的下部的出口133设置在涡流形成构件120中，并随后提供至渣桶110同时形成涡流。

这样，通过还原剂供应管道构件210将粉末形式的还原剂（s）添加至熔融的炉渣（m），其中还原剂供应管道构件的端部向着涡流形成构件120的上部的中心和其边缘之间的空间（A）设置，从而将还原剂（s）添加至熔融的炉渣的涡流形成的中心和边缘之间的空间（A）。

在由涡流形成构件120形成的涡流的存在的情况下添加还原剂（s）时，还原剂（s）和熔融的炉渣（m）均匀地混合，混合均匀的熔融的炉渣（m）可以提供至渣桶110同时形成涡流。

此外，在此过程中，蒸汽或气体提供至渣桶110中，使得熔融的炉渣（m）可以在提供至渣桶110的过程中凝固。

进料至涡流形成构件120中的熔融的炉渣（m）与还原剂（s）均匀地混合，从而发生还原反应。同时，初始涡流形成并不显著，由此在滴落时炉渣形成相对较大的固体炉渣（m3），接着，当涡流以快流速形成时，将切线方向上的运动动量赋予涡流形成构件120的出口，并由此将熔融的炉渣（m）提供至渣桶110同时形成以圆锥形径向分散的小的微滴。

在涡流形成不显著的初始阶段的熔融的炉渣（m）直接滴落在涡流形成构件的下方，并由此通过回收管道构件170在导向斜坡180以下回收，之后雾化并立即凝固形成熔融的炉渣（m）的涡流的熔融的炉渣（m），并由此滴落在导向斜坡180上。

如图4的（a）中所示，滴落在导向斜坡180上的经雾化的固体炉渣（m4）经固体炉渣出口115通过导向斜坡180的坡度排放至外部。

产生在此过程中的热蒸汽和热空气的热通过提供至废热排放管道117的热交换器190回收，通过固体炉渣出口115排放至外部的经雾化的炉渣（m4）可以在没有额外的粉碎工序的情况下进料至图4的显热回收设备，并由此可以回收显热。

另一方面，在导向斜坡180下方回收的固体炉渣（m3）可以制造成聚集体。如图4的（b）和（c）中所示，通过导向斜坡的坡度排放至外部的固体炉渣（m2，m4）是含有有价值金属（m2）的经雾化的固体炉渣，并由此使用磁从其中回收有价值金属。

如图4的（d）中所示，有价值金属的回收之后剩余的经雾化的固体炉渣（m4）进料至显热回收设备220以回收显热。

显热的回收以这样的方式进行：将不含有有价值金属的经雾化的固体炉渣（m4）排放至具有蒸汽供应部分221的显热回收设备220和具有显热回收热交换器225的显热排放管道223中，将蒸汽或热空气导入蒸汽供应部分221使得固体炉渣在低温熔化，并由此通过显热交换器可以回收炉渣的热。

回收显热时，炉渣的雾化能够在提供低热的条件下通过热交换器回收更高的热，由此增加显热的回收效率。

虽然为了说明的目的已经公开了本发明优选的实施方案，但本领域技术人员将理解在不偏离如所附的权利要求书所公开的本发明的范围和精神的情况下，各种修改、添加和替换是可能的。

Claims (10)

1.一种用于雾化熔融的炉渣并回收金属的装置，其包括：

渣桶；

涡流形成构件，所述涡流形成构件连接至所述渣桶，并具有形成为漏斗形状的上部，用于将熔融的炉渣提供至所述渣桶同时在所述熔融的炉渣中形成涡流；

炉渣供应桶，所述炉渣供应桶连接至所述涡流形成构件，用于将熔融的炉渣提供至所述涡流形成构件；以及

还原剂供应管道构件，所述还原剂供应管道构件用于将还原剂提供至所述渣桶；

其中所述还原剂供应管道构件的端部设置在所述涡流形成构件的中心和其边缘之间所限定的空间以上，使得所述还原剂能提供至在所述涡流形成构件中所述空间的位置处的所述熔融的炉渣。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述涡流形成构件具有形成为线性管道形状的下部，且所述漏斗形状的内直径向下逐渐减小。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述炉渣供应桶具有延伸至所述涡流形成构件的上部的出口。

4.一种用于雾化熔融的炉渣并回收金属的装置，其包括：

渣桶；

涡流形成构件，所述涡流形成构件连接至所述渣桶，并形成为漏斗形状，用于将熔融的炉渣提供至所述渣桶同时在所述熔融的炉渣中形成涡流；

炉渣供应桶，所述炉渣供应桶连接至所述涡流形成构件，用于将熔融的炉渣提供至所述涡流形成构件；以及

冷却器，所述冷却器用于冷却提供至所述渣桶的所述熔融的炉渣，

其中所述渣桶包括在其上部形成的废热排放管道，以排放在冷却所述熔融的炉渣时产生的热蒸汽和热空气，以及

所述废热排放管道连接至热交换器，以通过使用从所述热蒸汽和所述热空气回收的热产生热水。

5.根据权利要求4所述的装置，其中所述漏斗形状的内直径向下逐渐减小。

6.根据权利要求4所述的装置，其中所述冷却器包括用于将蒸汽提供至所述渣桶的蒸汽供应器或用于将气体提供至所述渣桶的气体供应器，或两者都包括。

7.根据权利要求4所述的装置，其中所述渣桶包括回收管道，所述回收管道用于回收从所述涡流形成构件竖直向下滴落时已经凝固或正在凝固的炉渣。

8.根据权利要求4所述的装置，其中所述渣桶包括：

形成在其下部的固体炉渣出口；和

导向斜坡，所述导向斜坡倾斜，并向所述固体炉渣延伸，使得经冷却和凝固的炉渣能通过所述固体炉渣出口排放到所述渣桶外。

9.根据权利要求4所述的装置，其进一步包括还原剂供应管道构件，所述还原剂供应管道构件用于将还原剂提供至所述熔融的炉渣，所述熔融的炉渣提供至所述涡流形成构件。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述还原剂供应管道构件的端部设置在所述涡流形成构件的中心和其边缘之间所限定的空间以上，使得所述还原剂能提供至在所述涡流形成构件中所述空间的位置处的所述熔融的炉渣。