CN104797721B - 在悬浮熔炼炉中熔炼有色金属硫化物的方法和悬浮熔炼炉 - Google Patents
在悬浮熔炼炉中熔炼有色金属硫化物的方法和悬浮熔炼炉 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及用于在悬浮熔炼炉中熔炼有色金属硫化物(13)的方法和悬浮熔炼炉。悬浮熔炼炉包括至少一个喷注装置(18)，用于将流体(19)和粉状物质(20)中的至少之一从悬浮熔炼炉的沉淀池(2)的第一侧壁结构(8)和第二侧壁结构(9)中的至少一个注入沉淀池(2)，以便流体(19)和/或粉状物质(20)在沉淀池(2)的熔体层(15)的顶面(16)上方被注入沉淀池(2)。
Description
技术领域
本发明涉及用于在悬浮熔炼炉中熔炼有色金属硫化物的方法。
本发明还涉及悬浮熔炼炉。
本发明涉及在悬浮熔炼炉例如闪速熔炼炉或闪速吹炼炉中进行的方法，并涉及悬浮熔炼炉，例如闪速熔炼炉或闪速吹炼炉。
背景技术
公开文献WO 2007/113375涉及用于在悬浮熔炼炉中处理含有固体的过程气体的方法，该方法包括将过程气体从悬浮熔炼炉的反应塔引入到沉淀池，并且进一步经过上升烟道到达废热锅炉，以便冷却过程气体，其中，经由布置在沉淀池顶壁上的一个或多个气体喷嘴把氧化气体送入在沉淀池中流动的过程气体中，其中，在生产过程中调节氧化气体的量，以便最大程度的减少引导到废热锅炉的过程气体中的固体物质中所包含的硫化物的量。公开文献WO 2007/113375还涉及用于在悬浮熔炼炉中处理含有固体的过程气体的设备，其中，过程气体从悬浮熔炼炉的反应塔被引导到沉淀池，并且进一步地经上升烟道到达废热锅炉，以便冷却过程气体。一个或多个气体喷嘴设置在沉淀池的顶壁上，用于将氧化气体送入在沉淀池中流动的过程气体中，其中，在生产过程中能调节氧化气体的量，以便最大程度的减少引导到废热锅炉的过程气体中的固体物质中所包含的硫化物的量。
公开文献WO 00/70103涉及一种方法和设备，其中，在悬浮熔炼炉中由有色金属硫化物精矿同时产生具有高有色金属含量的锍和可弃炉渣。根据该发明，碳质还原剂经由风口被填充到悬浮熔炼炉的沉淀池，注入到具有减小横截面面积的炉部分。
发明目的
本发明的目的是提供用于在悬浮熔炼炉中熔炼有色金属硫化物的方法和悬浮熔炼炉，从而使流体和/或粉状物质更好地混合到在悬浮熔炼炉反应空间中产生的过程气体内。
发明内容
本发明提供了一种用于在悬浮熔炼炉中熔炼有色金属硫化物的方法，其中，所述方法包括：
使用悬浮熔炼炉，所述悬浮熔炼炉包括：反应塔；经由第一连通点与反应塔连通的沉淀池，所述第一连通点形成在反应塔的下端和沉淀池之间；和经由第二连通点与沉淀池连通的上升烟道，所述第二连通点形成在沉淀池和上升烟道的下端之间，其中，所述沉淀池包括：底部结构、顶壁结构、在底部结构和顶壁结构之间的第一侧壁结构和第二侧壁结构、以及在沉淀池的一端的第一端壁结构和在沉淀池的另一端的第二端部结构，
给送步骤，用于通过精矿喷嘴将有色金属硫化物和反应气体给送入反应塔中，以便使有色金属硫化物和反应气体在反应塔中一起反应，从而产生熔体，
收集步骤，用于在沉淀池中收集熔体，以便使具有顶面的熔体层形成在沉淀池中，以及
气体排出步骤，用于借助上升烟道从悬浮熔炼炉排出过程气体，
其特征在于，
设置步骤，用于设置至少一个喷注装置，该喷注装置用于将流体和粉状物质中的至少之一从沉淀池的第一侧壁结构和第二侧壁结构中的至少之一注入沉淀池，以便借助所述至少一个喷注装置在沉淀池的熔体层的顶面上方把流体和/或粉状物质注入沉淀池，
喷注步骤，用于借助所述至少一个喷注装置将流体和/或粉状物质注入沉淀池，
在喷注步骤中借助所述至少一个喷注装置将流体和/或粉状物质
沿平行于或大体平行于熔体层的顶面的方向注入沉淀池，以及
在喷注步骤中借助所述至少一个喷注装置将流体和/或粉状物质注入在沉淀池中熔体层的顶面上方在沉淀池中存在的过程气体内且不送入沉淀池的熔体内。
该方法的优选实施例在以下会更具体地描述。
本发明还提供了一种悬浮熔炼炉，其包括：
反应塔，
精矿喷嘴，其用于将有色金属硫化物和反应气体给送入反应塔，以便使有色金属硫化物和反应气体在反应塔中一起反应，从而产生熔体，
经由第一连通点与反应塔连通的沉淀池，所述第一连通点形成在反应塔的下端和沉淀池之间，其中，沉淀池适于从反应塔接收熔体，以便具有顶面的熔体层形成在沉淀池中，其中，所述沉淀池包括：底部结构、顶壁结构、在底部结构和顶壁结构之间的第一侧壁结构和第二侧壁结构、以及在沉淀池的一端的第一端壁结构和在沉淀池的另一端的第二端部结构，以及
上升烟道，其用于借助上升烟道从悬浮熔炼炉排出过程气体(17)，其中，上升烟道借助第二连通点与沉淀池连通，所述第二连通点形成在沉淀池和上升烟道的下端之间，
其特征在于，
至少一个喷注装置，用于将流体和粉状物质中的至少之一从沉淀池的第一侧壁结构和第二侧壁结构中的至少之一注入沉淀池，以便流体和/或粉状物质在沉淀池的熔体层的顶面上方被注入沉淀池，
用于将流体和/或粉状物质注入沉淀池的所述至少一个喷注装置被布置为用于将流体和/或粉状物质沿平行于或大体平行于熔体层的顶面的方向注入沉淀池，以及
用于将流体和粉状物质中的至少之一注入沉淀池的所述至少一个喷注装置被布置为用于将流体和/或粉状物质注入在沉淀池的熔体层的顶面上方在沉淀池中存在的过程气体内且不送入沉淀池的熔体内。
悬浮熔炼炉的优选实施例在以下会更具体地描述。
本发明基于：设置喷注装置，该喷注装置用于将流体(例如液体(如小水滴)和/或气体例如工艺氧气)和粉状物质(例如煤粉或焦炭粉)中的至少之一从沉淀池的至少一个侧壁结构注入沉淀池，以便流体和粉状物质中的至少之一在沉淀池中熔体层顶面上方被注入沉淀池中。通过以这种方式设置喷注装置，借助喷注装置送入的流体和/或粉末状物质将被送入沉淀池中的过程气体中，且不送入沉淀池的熔体中，以免改变熔体的成分。
本发明在悬浮熔炼炉中能用于不同目的。预期的用途取决于炉的几何结构、要在悬浮熔炼炉中熔炼的原材料类型和废气管线的类型(即，用于在从悬浮熔炼炉的上升烟道排出之后处理在悬浮熔炼过程中形成的过程气体的系统的类型)。
一个目的是将悬浮熔炼炉的反应塔中产生的粉尘中的残留硫化物颗粒氧化为氧化颗粒，以便更容易地在废气管道中后续进一步的产生硫酸盐颗粒。
另一目的是降低在悬浮熔炼炉中产生并借助上升烟道从悬浮熔炼炉排出的过程气体的温度。
另一目的是改变在悬浮熔炼炉中产生的过程气体中的颗粒的成分，以便如果以及当颗粒粘附在悬浮熔炼炉的上升烟道的内壁或沉淀池的内壁并形成积聚物，那么该积聚物相比于仅由过程气体中的颗粒构成的积聚物具有更低的熔点，即，使积聚物熔化。
另一目的是改变在悬浮熔炼炉中形成的过程气体中的颗粒的成分，同时降低过程气体的温度，以便在气相温度下颗粒处于固体形式，这样最大程度的减少颗粒在上升烟道侧壁上的粘附。
附图说明
下面，将参考附图更详细地描述本发明，其中：
图1是根据本发明的优选实施例的悬浮熔炼炉的原理图，和
图2示出沿图1中的线A-A截取的图1中所示的悬浮熔炼炉。
具体实施方式
本发明涉及用于在悬浮熔炼炉中熔炼有色金属硫化物的方法和悬浮熔炼炉。
附图示出根据本发明优选实施例的悬浮熔炼炉的实例。
首先，将更详细地描述用于在悬浮熔炼炉中熔炼有色金属硫化物(例如硫化铜精矿、硫化镍精矿，硫化锌精矿)或硫化锍(例如硫化铜锍、硫化镍锍或硫化锌锍)的方法。
该方法包括使用悬浮熔炼炉，该悬浮熔炼炉包括：反应塔1；经由第一连通点3与反应塔1连通的沉淀池2，该第一连通点形成在反应塔1的下端和沉淀池2之间；和经由第二连通点5与沉淀池2连通的上升烟道4，该第二连通点形成在沉淀池2和上升烟道4的下端之间。沉淀池2包括：底部结构6，顶壁结构7，在底部结构6和顶壁结构7之间的第一侧壁结构8和第二侧壁结构9，以及在沉淀池2的一端的第一端壁结构10和在沉淀池2的另一端的第二端部结构11。
该方法包括给送步骤，用于通过精矿喷嘴12将有色金属硫化物13和反应气体14(例如空气、富氧空气或氧气)以及也可把熔剂和/或细粉尘给送到反应塔1中，以便使有色金属硫化物13和反应气体14在反应塔1中一起反应，从而产生熔体(未示出或未用附图标记标出)。
该方法还包括收集步骤，用于在沉淀池2中从反应塔1收集熔体，以便使具有顶面16的熔体层15形成在沉淀池2中。
该方法还包括气体排出步骤，以用于借助上升烟道4从悬浮熔炼炉排出过程气体17。
该方法还包括设置步骤，用来设置至少一个喷注装置18，其用于将流体19例如液体(如小水滴)和/或气体例如工艺氧气，和粉状物质20例如煤粉或焦炭粉中的至少之一从沉淀池2的第一侧壁结构8和第二侧壁结构9中的至少之一注入沉淀池2中，以便借助所述至少一个喷注装置8而注入沉淀池2中的流体19和粉状物质20中的至少之一将在沉淀池2中的熔体层15的顶面16上方进入沉淀池2。
该方法还包括喷注步骤，用于将流体19和粉状物质20中的至少之一借助所述至少一个喷注装置18注入沉淀池2。
在该方法的优选实施例中，喷注步骤包括将流体19和粉状物质20中的至少之一借助至少一个喷注装置18沿平行于或几乎平行于或大体平行于熔体层15的顶面16的方向注入沉淀池2。通过这样做，能更有效地避免借助所述至少一个喷注装置18注入的流体19和/或粉状物质20与沉淀池2中的熔体层15混合，因为在该实施例中降低了含有流体19和/或粉状物质20的射流撞击熔体层15的顶面的危险。
在该方法的另一优选实施例中，喷注步骤包括将流体19和粉状物质20中的至少之一借助至少一个喷注装置18沿平行于熔体层15的顶面16的方向注入沉淀池2。
在该方法的优选实施例中，设置步骤包括将喷注装置18设置在沉淀池2的第一侧壁结构8和沉淀池2的第二侧壁结构9上。在该方法的优选实施例中，设置步骤优选但不必然地包括在设置步骤中以不对齐的配置来设置喷注装置18，以便在第一侧壁结构8处的喷注装置18指向相对的第二侧壁结构9，并且在第二侧壁结构9处的喷注装置18指向相对的第一侧壁结构8，如图2中所示。换句话说，在该方法的该优选实施例中，设置步骤优选但不必然地包括在设置步骤中设置喷注装置18，以便喷注装置18不对齐，即在第一侧壁结构8处的喷注装置18不指向在相对的第二侧壁结构9处的喷注装置18，反之亦然。通过以这种不对齐的配置设置喷注装置18，借助在第一侧壁结构8处的喷注装置18注入的流体19和/或粉状物质20在沉淀池2的中间与借助从相对的第二侧壁结构9处的喷注装置18注入的流体19和/或粉状物质碰撞的可能性降低，并且这导致借助喷注装置18注入的流体19和/或粉状物质20在沉淀池2中更均匀的分布。
在该方法的优选实施例中，设置步骤包括将至少一个喷注装置18设置在沉淀池2的处于第一连通点3(其形成在反应塔1的下端和沉淀池2之间)与第二连通点5(其处于沉淀池2和上升烟道4的下端之间)之间的区域中。
在该方法的优选实施例中，流体19和/或粉状物质20在喷注步骤中借助所述至少一个喷注装置18而在沉淀池2中的熔体层15的顶面16上方被注入沉淀池2。
在该方法的优选实施例中，流体19和/或粉状物质20在喷注步骤中借助所述至少一个喷注装置18被注入沉淀池2，进入到在沉淀池2中的熔体层15的顶面16上方存在于沉淀池2中的过程气体17中。
接下来，将更详细地描述悬浮熔炼炉。
悬浮熔炼炉包括反应塔1。
悬浮熔炼炉还包括精矿喷嘴12，用于将有色金属硫化物13例如硫化铜精矿、硫化镍精矿、硫化锌精矿，或硫化锍例如硫化铜锍、硫化镍锍或硫化锌锍，以及反应气体14例如空气、富氧空气或氧气，和也可将熔剂和/或细粉尘给送入反应塔1，以便使有色金属硫化物13和反应气体14在反应塔1中一起反应，从而产生熔体。
该悬浮熔炼炉还包括经由第一连通点3与反应塔1连通的沉淀池2，该第一连通点形成在反应塔1的下端和沉淀池2之间，其中，沉淀池2适于从反应塔1接收熔体，以便使具有顶面16的熔体层15形成在沉淀池2中。沉淀池2包括：底部结构6，顶壁结构7，在底部结构6和顶壁结构7之间的第一侧壁结构8和第二侧壁结构9，和在沉淀池2的一端的第一端壁结构10和在沉淀池2的另一端的第二端部结构11。
该悬浮熔炼炉还包括上升烟道4，用于借助上升烟道从悬浮熔炼炉排出过程气体17。上升烟道4借助第二连通点5与沉淀池2连通，第二连通点形成在沉淀池2和上升烟道4的下端之间。
该悬浮熔炼炉还包括至少一个喷注装置18，用于将流体19例如液体(如小水滴)和/或气体例如工艺氧气，和粉状物质20例如煤粉或焦炭粉的至少之一从沉淀池2的第一侧壁结构8和第二侧壁结构9中的至少之一注入沉淀池2中，以便使流体19和粉状物质20中的至少之一借助所述至少一个喷注装置18在沉淀池2中的熔体层15的顶面16上方注入沉淀池2中。
在该悬浮熔炼炉的优选实施例中，用于将流体19和/或粉状物质20注入沉淀池2中的所述至少一个喷注装置18布置为用于将流体19和/或粉状物质20沿平行于或几乎平行于或大体平行于熔体层15的顶面16的方向注入沉淀池2中。
在悬浮熔炼炉的优选实施例中，喷注装置18设置在沉淀池2的第一侧壁结构8和沉淀池2的第二侧壁结构9上。在悬浮熔炼炉的该优选实施例中，喷注装置18优选但不必然地以不对齐的配置设置，使得在第一侧壁结构8处的喷注装置18指向相对的第二侧壁结构9，并且在第二侧壁结构9处的喷注装置18指向相对的第一侧壁结构8，如图2中所示。换句话说，在悬浮熔炼炉的该优选实施例中，喷注装置18优选但不必然地设置为使得喷注装置18不对齐，即在第一侧壁结构8处的喷注装置18不指向在相对的第二侧壁结构9处的喷注装置18，反之亦然。通过以这种不对齐的配置设置喷注装置18，借助喷注装置18从一个侧壁结构8注入的流体19和/或粉状物质20在沉淀池2的中间与借助喷注装置18从相对的第二侧壁结构9注入的流体19和/或粉状物质20碰撞的可能性降低，这导致借助喷注装置18注入沉淀池2的流体19和/或粉状物质能更均匀的分布。
在悬浮熔炼炉的优选实施例中，至少一个喷注装置18设置在沉淀池2的处于第一连通点3(其形成在反应塔1的下端和沉淀池2之间)与第二连通点5(其形成在沉淀池2和上升烟道4的下端之间)之间的区域中。
对于本领域技术人员来说显然的是，随着技术进步，本发明的基本构思可以多种方式实现。因此本发明和其实施例不限于以上实例，而是可在权利要求的范围内变型。
Claims (8)
1.一种用于在悬浮熔炼炉中熔炼有色金属硫化物(13)的方法，其中，所述方法包括
使用悬浮熔炼炉，所述悬浮熔炼炉包括：反应塔(1)；经由第一连通点(3)与反应塔(1)连通的沉淀池(2)，所述第一连通点形成在反应塔(1)的下端和沉淀池(2)之间；和经由第二连通点(5)与沉淀池(2)连通的上升烟道(4)，所述第二连通点形成在沉淀池(2)和上升烟道(4)的下端之间，其中，所述沉淀池(2)包括：底部结构(6)、顶壁结构(7)、在底部结构(6)和顶壁结构(7)之间的第一侧壁结构(8)和第二侧壁结构(9)、以及在沉淀池(2)的一端的第一端壁结构(10)和在沉淀池(2)的另一端的第二端部结构(11)，
给送步骤，用于通过精矿喷嘴(12)将有色金属硫化物(13)和反应气体(14)给送入反应塔(1)中，以便使有色金属硫化物(13)和反应气体(14)在反应塔(1)中一起反应，从而产生熔体，
收集步骤，用于在沉淀池(2)中收集熔体，以便使具有顶面(16)的熔体层(15)形成在沉淀池(2)中，以及
气体排出步骤，用于借助上升烟道(4)从悬浮熔炼炉排出过程气体(17)，
其特征在于，
设置步骤，用于设置至少一个喷注装置(18)，该喷注装置用于将流体(19)和粉状物质(20)中的至少之一从沉淀池(2)的第一侧壁结构(8)和第二侧壁结构(9)中的至少之一注入沉淀池(2)，以便借助所述至少一个喷注装置(18)在沉淀池(2)的熔体层(15)的顶面(16)上方把流体(19)和/或粉状物质(20)注入沉淀池(2)，
喷注步骤，用于借助所述至少一个喷注装置(18)将流体(19)和/或粉状物质(20)注入沉淀池(2)，
在喷注步骤中借助所述至少一个喷注装置(18)将流体(19)和/或粉状物质(20)沿平行于或大体平行于熔体层(15)的顶面(16)的方向注入沉淀池(2)，以及
在喷注步骤中借助所述至少一个喷注装置(18)将流体(19)和/或粉状物质(20)注入在沉淀池(2)中熔体层(15)的顶面(16)上方在沉淀池(2)中存在的过程气体(17)内且不送入沉淀池的熔体内。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在设置步骤中将喷注装置(18)设置在第一侧壁结构(8)和第二侧壁结构(9)上。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在设置步骤中以不对齐的配置设置喷注装置(18)，使得在第一侧壁结构(8)处的喷注装置(18)指向相对的第二侧壁结构(9)，并且在第二侧壁结构(9)处的喷注装置(18)指向相对的第一侧壁结构(8)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在设置步骤中将至少一个喷注装置(18)设置在沉淀池(2)的第一侧壁结构(8)和第二侧壁结构(9)中的至少一个上，并处于沉淀池(2)的在第一连通点(3)和第二连通点(5)之间的区域中，其中，第一连通点形成在反应塔(1)和沉淀池(2)之间，第二连通点在沉淀池(2)和上升烟道(4)之间。
5.一种悬浮熔炼炉，其包括
反应塔(1)，
精矿喷嘴(12)，其用于将有色金属硫化物(13)和反应气体(14)给送入反应塔(1)，以便使有色金属硫化物(13)和反应气体(14)在反应塔(1)中一起反应，从而产生熔体，
经由第一连通点(3)与反应塔(1)连通的沉淀池(2)，所述第一连通点形成在反应塔(1)的下端和沉淀池(2)之间，其中，沉淀池(2)适于从反应塔(1)接收熔体，以便具有顶面(16)的熔体层(15)形成在沉淀池(2)中，其中，所述沉淀池(2)包括：底部结构(6)、顶壁结构(7)、在底部结构(6)和顶壁结构(7)之间的第一侧壁结构(8)和第二侧壁结构(9)、以及在沉淀池(2)的一端的第一端壁结构(10)和在沉淀池(2)的另一端的第二端部结构(11)，以及
上升烟道(4)，其用于借助上升烟道从悬浮熔炼炉排出过程气体(17)，其中，上升烟道(4)借助第二连通点(5)与沉淀池(2)连通，所述第二连通点形成在沉淀池(2)和上升烟道(4)的下端之间，
其特征在于，
至少一个喷注装置(18)，用于将流体(19)和粉状物质(20)中的至少之一从沉淀池(2)的第一侧壁结构(8)和第二侧壁结构(9)中的至少之一注入沉淀池(2)，以便流体(19)和/或粉状物质(20)在沉淀池(2)的熔体层(15)的顶面(16)上方被注入沉淀池(2)，
用于将流体(19)和/或粉状物质(20)注入沉淀池(2)的所述至少一个喷注装置(18)被布置为用于将流体(19)和/或粉状物质(20)沿平行于或大体平行于熔体层(15)的顶面(16)的方向注入沉淀池(2)，以及
用于将流体(19)和粉状物质(20)中的至少之一注入沉淀池(2)的所述至少一个喷注装置(18)被布置为用于将流体(19)和/或粉状物质(20)注入在沉淀池(2)的熔体层(15)的顶面(16)上方在沉淀池(2)中存在的过程气体(17)内且不送入沉淀池的熔体内。
6.根据权利要求5所述的悬浮熔炼炉，其特征在于，所述喷注装置(18)被设置在第一侧壁结构(8)和第二侧壁结构(9)上。
7.根据权利要求6所述的悬浮熔炼炉，其特征在于，喷注装置(18)以不对齐的配置被设置在第一侧壁结构(8)和第二侧壁结构(9)上，使得在第一侧壁结构(8)处的喷注装置(18)指向相对的第二侧壁结构(9)，并且在第二侧壁结构(9)处的喷注装置(18)指向相对的第一侧壁结构(8)。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的悬浮熔炼炉，其特征在于，至少一个喷注装置(18)设置在第一侧壁结构(8)和第二侧壁结构(9)中的至少一个上，位于沉淀池(2)的在第一连通点(3)与第二连通点(5)之间的区域中，第一连通点形成在反应塔(1)的下端和沉淀池(2)之间，第二连通点在沉淀池(2)和上升烟道(4)的下端之间。
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