CN105112576B - 热熔铜炉渣改性工艺及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热熔铜炉渣改性工艺，包括步骤：对在液态热熔渣的排料口对炉渣进行通过输入氧气进行氧化处理；对经过氧化处理的热熔渣进行缓冷处理。通过上述描述可知，在本发明提供的热熔铜炉渣改性工艺中，发生如下反应：6(2FeO·SiO2)+2O2＝4Fe3O4+6SiO2，实现硅与铁的分离，进而提高了铁的提炼精度。本发明还公开了一种热熔铜炉渣改性装置。

Description

热熔铜炉渣改性工艺及其装置
技术领域
本发明涉及铜冶炼渣技术领域，特别涉及一种热熔铜炉渣改性工艺。本发明还涉及一种用于进行上述热熔铜炉渣改性工艺的热熔铜炉渣改性装置。
背景技术
铜冶炼渣是将铜冶炼过程产生的铜含量在0.5％以上的炉渣进行铜回收，且其中还含有Fe、Zn、Pb、Co等多种金属，目前世界上对铜冶炼炉渣处理的重点放在回收铜方面，主要采用火法贫化和选矿贫化工艺，在选矿贫化工艺中，绝大多数是回收铜金属；对选铜后的尾矿，少数企业采用磁选工艺对铁矿物进行了回收，但由于铁矿物以铁橄榄石为主，铁橄榄石是氧化亚铁和二氧化硅的化合物，磁选无法实现铁硅分离，造成铁精矿品位和回收率指标不够理想，铁精矿销售困难。
因此，如何提高铁的提炼精度，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种热熔铜炉渣改性工艺，以提高铁的提炼精度。本发明的另一目的是提供一种用于进行上述热熔铜炉渣改性工艺的热熔铜炉渣改性装置。
为实现上述目的，本发明提供一种热熔铜炉渣改性工艺，包括步骤：
对在液态热熔渣的排料口对炉渣进行通过输入氧气进行氧化处理；
对经过氧化处理的热熔渣进行缓冷处理。
一种热熔铜炉渣改性装置，包括改性筒体、排渣装置及用于将热熔渣输入所述改性筒体内的给渣装置；
所述改性筒体上设有第一排烟口、第一高压空气进口、第一高压氧气进口、第一排渣口和进渣口，所述进渣口与所述给渣装置连通，所述第一排渣口与所述排渣装置连通，当所述第一排渣口处于排渣时，所述第一排渣口的高度低于所述进渣口，所述第一高压空气进口和所述第一高压氧气进口位于所述改性筒体的底端。
优选地，所述改性筒体为圆柱形筒体，所述改性筒体包括筒体本体及用于密封所述筒体本体两端的第一端部和第二端部，所述进渣口位于所述第一端部上，所述第一排渣口和所述第一排烟口位于所述第二端部上，所述第一高压空气进口和所述第一高压氧气进口位于所述筒体本体上，所述第一高压空气进口和所述第一高压氧气进口位于同一条母线上。
优选地，所述第一排烟口位于所述第二端部上，且侧面与所述筒体本体侧面贴合，所述第一排烟口的中心与所述第一排渣口的中心连线经过所述改性筒体的轴线，所述第一排渣口与所述筒体本体间隔。
优选地，所述第一高压空气进口和第一高压氧气进口均为多个，相邻两个所述第一高压空气进口之间均设有一个所述第一高压氧气进口。
优选地，还包括支撑基础及安装在所述支撑基础上，且与用于带动所述改性筒体转动的筒体支撑托辊，所述筒体本体上还设有第二高压空气进口和第二高压氧气进口，所述第二端部上设有第二排烟口和第二排渣口，所述第二高压空气进口和所述第二高压氧气进口位于同一条母线上，当所述第二排渣口处于排渣时，所述第二排渣口的高度低于所述进渣口，所述第二高压空气进口位于最低端，所述第二排渣口位于所述第二高压空气进口的上方；
当所述第一高压空气进口、所述第一高压氧气进口、所述第一排渣口和所述第一排烟口处于打开状态时，所述第二高压空气进口、所述第二高压氧气进口、第二排烟口和所述第二排渣口处于封闭状态；
当所述第二高压空气进口、所述第二排烟口、所述第二高压氧气进口和所述第二排渣口处于打开状态时，所述第一高压空气进口、所述第一高压氧气进口、第一排烟口和所述第一排渣口处于封闭状态。
优选地，还包括用于带动所述改性筒体转动的驱动装置，所述驱动装置包括电机、减速器、主动齿轮及套设在所述筒体本体，且相对于所述筒体本体固定的从动齿轮，所述减速器的输入端与所述电机的输出轴连接，所述减速器的输出端与所述主动齿轮连接，所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合，所述主动齿轮的齿数小于所述从动齿轮的齿数，所述电机用于带动所述改性筒体双向回转运动。
优选地，所述第二排烟口的侧面与所述筒体本体的侧面贴合，所述第二排烟口的中心与所述第二排渣口的中心的连接经过所述筒体的轴线，所述第二排渣口与所述筒体本体间隔。
优选地，所述第二排烟口和所述第一排烟口在所述筒体本体上形成的圆心角为锐角或直角，且所述筒体本体上位于所述第一排烟口和所述第二排烟口呈锐角或直角的部位上设有加热装置，所述加热装置为天然气和稀氧燃烧装置。
优选地，所述给渣装置包括进渣管、支架及用于带动所述支架移动的车轮，所述进渣管安装在所述支架上，所述进渣管的渣体进口位于所述支架的顶端，所述进渣管的出口位于所述支架的侧端，且所述进渣管内部形成弧形排渣通道，所述进渣管侧壁上设有与所述进渣管内部连通的排气管。
优选地，所述改性筒体的内壁设有第一耐火层，所述排渣通道内壁设有第二耐火层，所述排气管内壁设有第三耐火层。
在上述技术方案中，本发明提供的热熔铜炉渣改性工艺，包括步骤：对在液态热熔渣的排料口对炉渣进行通过输入氧气进行氧化处理；对经过氧化处理的热熔渣进行缓冷处理。通过上述描述可知，在本发明提供的热熔铜炉渣改性工艺中，发生如下反应：6(2FeO·SiO2)+2O2＝4Fe3O4+6SiO2，实现硅与铁的分离，进而提高了铁的提炼精度。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的热熔铜炉渣改性装置的结构示意图；
图2为图1所示热熔铜炉渣改性装置沿A-A方向的结构示意图；
图3为图2所示的热熔铜炉渣改性装置沿B-B方向的结构示意图；
图4为图3所示热熔铜炉渣改性装置沿C-C方向的结构示意图；
图5为图3所示热熔铜炉渣改性装置沿D-D方向的结构示意图；
图6为本发明实施例所提供的给渣装置的结构示意图；
图7为图6所示给渣装置沿E-E方向的结构示意图。
其中图1-7中：1-改性筒体、2-从动齿轮、3-给渣装置、31-车轮、32-支架、33-闸体进口、34-排气管、35-进渣管、36-弧形排渣通道、37-第二耐火层、4-主动齿轮、5-减速器、6-电机、7-排渣漏斗、8-排渣管、9-第一排烟口、10-第二排渣口、11-第一排渣口、12-第二排烟口、13-筒体支撑托辊、14-支撑基础、15-耐火层、16-第一加热装置、17-第二加热装置、18-第一风口区、181-第一高压氧气进口、182-第一高压空气进口、19-第二风口区、191-口第二高压空气进口、192-第二高压氧气进。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种热熔铜炉渣改性工艺，以提高铁的提炼精度。本发明的另一核心是提供一种用于进行上述热熔铜炉渣改性工艺的热熔铜炉渣改性装置。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1至图7，在一种具体实施方式中，本发明提供的热熔铜炉渣改性工艺，包括步骤：对在液态热熔渣的排料口对炉渣进行通过输入氧气进行氧化处理；对经过氧化处理的热熔渣进行缓冷处理。
通过上述描述可知，在本发明提供的热熔铜炉渣改性工艺中，发生如下反应，6(2FeO·SiO2)+2O2＝4Fe3O4+6SiO2，实现硅与铁的分离，将热熔炉渣改性工艺和渣缓冷相结合形成了独特的造矿工艺，铜冶炼渣通过热熔渣改性工艺，将其中的铜矿物、铁矿物全部氧化为本工艺的核心技术，将其中的铜矿物转化为氧化铜、铁矿物转化为赤铁矿、磁铁矿为本工艺的核心目的，通过缓冷工艺富集和促进矿物颗粒长大、为选矿分离铜铁硅提供了可行性，是实现铜冶炼渣资源化和循环经济的必经工艺途径。进而提高了铁的提炼精度。
本发明提供的热熔铜炉渣改性装置包括改性筒体1、排渣装置及用于将热熔渣输入改性筒体1内的给渣装置3。其中，改性筒体1上设有第一排烟口9、第一高压空气进口182、第一高压氧气进口181、第一排渣口11和进渣口，其中第一高压空气进口182和第一高压氧气进口181可以均为一个，为了提高工作效率，优选，第一高压氧气进口181和第一高压空气进口182均为多个，且相邻两个第一高压氧气进口181之间设有一个第一高压空气进口182，具体的，第一高压氧气进口181和第一高压空气进口182可以沿改性筒体1长度方向呈直线排布一排或两排。进渣口与给渣装置3连通，进渣口可以设置在改性筒体1的顶端，第一排渣口11与排渣装置连通，当第一排渣口11处于排渣时，第一排渣口11的高度低于进渣口，第一高压空气进口182和第一高压氧气进口181位于改性筒体1的底端。具体的，排渣装置可以为与第一排渣口11密封连接的排渣通道。当然为了便于移动排渣装置，优选，排渣装置包括排渣管8及安装在排渣管8进口的排渣漏斗7，其中，排渣漏斗7位于第一排渣口11下方。给渣装置3具体可以为与进渣口密封连接的给渣通道。
当热熔铜炉渣改性装置处于工作状态时，第一高压氧气进口181和第一高压空气进口182位于改性筒体1的底端，热熔渣进入到本装置前，需要先开启第一高压空气进口182和第一高压氧气进口181的阀门，将高压空气和高压氧气分别通过第一高压空气进口182和第一高压氧气进口181分别给入改性筒体1内，然后才能将热熔渣给入改性筒体1内。热熔炉渣在改性筒体1从进渣口到第一排渣口11流动的过程中，与第一高压空气进口182、第一高压氧气进口181进入的高压空气、高压氧气相遇完成炉渣改性作业。由第一高压空气进口182鼓入的高压空气对热熔炉渣起强烈的托浮搅拌作用，可以防止炉渣沉淀分层和增强炉渣的流动性，空气中的氧对炉渣也具有氧化改性作用；由第一高压氧气进口181鼓入的氧气对热熔炉渣起强化炉渣改性作用，可以加快炉渣改性速度、提高生产效率，对炉渣也有一定的托浮和搅拌作用。热熔炉渣在高压空气和高压氧气的托浮搅拌及进渣口与第一排渣口11势能差的作用下，热熔炉渣表面呈波浪形流动轨迹、液面以下炉渣则呈螺旋线形流动轨迹，保证了较高的反应速度和改性效率。热熔炉渣在改性过程中，产生的烟气则通过第一排烟口9排出；最后，热熔炉渣从改性筒体1的第一排渣口11排出后，进入排渣装置排出到渣包，然后由渣包车运走，热熔渣通过冷却装置进行缓冷处理。
优选的，改性筒体1为圆柱形筒体，改性筒体1包括筒体本体及用于密封筒体本体两端的第一端部和第二端部，进渣口位于第一端部上，优选，进渣口位于第一端部的中心位置，第一排渣口11和第一排烟口9位于第二端部上，第一高压空气进口182和第一高压氧气进口181位于筒体本体上，第一排烟口9位于筒体本体上，第一高压空气进口182和第一高压氧气进口181位于同一条母线上，第一排烟口9可以设置在筒体本体上。由于第一高压空气进口182和第一高压氧气进口181位于同一条母线上，且改性筒体1在工作时，可以保证第一高压空气进口182和第一高压氧气进口181均位于改性筒体1的最低端，便于使改性筒体1内的炉渣及时进行反应，提高了工作效率，且进一步提高了铁的提炼精度。
更为优选的，第一排烟口9位于第二端部上，且侧面与筒体本体侧面贴合，第一排烟口9的中心与第一排渣口11的中心连线经过改性筒体1的轴线，第一排渣口11与筒体本体间隔。由于第一排烟口9位于第二端部上，且侧面与筒体本体侧面贴合，当需要将改性筒体1内炉渣全部移出时，工作人员通过转动改性筒体1，将第一排渣口11处于最低端，便可将炉渣清除，有效地降低了工作人员清理炉渣的劳动强度。
进一步，该热熔铜炉渣改性装置还包括支撑基础14及安装在支撑基础14上，且与用于带动改性筒体1转动的筒体支撑托辊13，筒体本体上还设有第二高压空气进口191和第二高压氧气进口192，为了提高工作效率，优选，第二高压空气进口191和第二高压氧气进口192均为多个，且相邻两个第二高压空气进口191之间设有一个第二高压氧气进口192。第二端部上设有第二排烟口12和第二排渣口10，优选，第一排渣口11和第二排渣口10与改性筒体1构成的圆心角夹角小于或等于90°，第二高压空气进口191和第二高压氧气进口192位于同一条母线上，当第二高压空气进口191位于最低端时，第二排渣口10位于第二高压空气进口191的上方，当第二排渣口10处于排渣时，第二排渣口10的高度低于进渣口。当第一高压空气进口182、第一高压氧气进口181、第一排渣口11和第一排烟口9处于打开状态时，第二高压空气进口191、第二高压氧气进口192、第二排烟口12和第二排渣口10处于封闭状态。当第二高压空气进口191、第二排烟口12、第二高压氧气进口192和第二排渣口10处于打开状态时,第一高压空气进口182、第一高压氧气进口181、第一排烟口9和第一排渣口11处于封闭状态。
更进一步，该热熔铜炉渣改性装置还包括用于带动改性筒体1转动的驱动装置，驱动装置包括电机6、减速器5、主动齿轮4及套设在筒体本体，且相对于筒体本体固定的从动齿轮2，减速器5的输入端与电机6的输出轴连接，减速器5的输出端与主动齿轮4连接，主动齿轮4与从动齿轮2啮合，主动齿轮4的齿数小于从动齿轮2的齿数，电机6用于带动回转筒体双向运动。其中，电机6可以为传统的电机，为了提高改性筒体1的转动精度，优选，电机6为步进电机。当需要转动改性筒体1时，通过电机6启动，带动主动齿轮4和从动齿轮2转动，进而实现改性筒体1转动，避免工作人员人为转动改性筒体1的情况，降低了工作人员的劳动强度。
优选的，第二排烟口12的侧面与筒体本体的侧面贴合，第二排烟口12的中心与第二排渣口10的中心的连线经过改性筒体1的轴线，第二排渣口10与筒体本体间隔。
更为优选的，第二排烟口12和第一排烟口9在筒体本体上形成的圆心角为锐角或直角，且筒体本体上位于第一排烟口9和第二排烟口12呈锐角或直角的部位上设有加热装置，加热装置为天然气和稀氧燃烧装置。为了提高加热速度，加热装置包括第一加热装置16和第二加热装置17，优选，第一加热装置16与第一高压空气进口182正对，第二加热装置17与第二高压空气进口191正对。
进一步，给渣装置3包括进渣管35、支架32及用于带动支架32移动的车轮31，车轮31具体可以为传统的车轮，为了便于推动给渣装置3移动，优选，车轮31为万向轮，具体的，万向轮可以为三个、四个等，为了提高给渣装置3的行驶安全性，且又不过大增加制造成本，优选，车轮31为四个。进渣管35安装在支架32上，具体的，支架32的顶端可以为放置进渣管35的平台，为了提高给渣装置3的使用安全性，且避免进渣管35由支架32上脱落的情况，优选，支架32上设有环绕进渣管35侧面的限位件。进渣管35的渣体进口33位于支架32的顶端，进渣管35的出口位于支架32的侧端，且进渣管35内部形成弧形排渣通道36，为了延长进渣管35的使用寿命，优选，弧形排渣通道36内壁设有耐火内衬层，具体的，该弧形排渣通道36为流线型熔渣过流通道，进渣管35可以为方形管或圆形管等，为了便于渣体顺利排出，优选，进渣管35为圆形管。进渣管35侧壁上设有与进渣管35内部连通的排气管34，具体的，为了提高给渣装置3的使用安全性，优选，排气管34位于进渣管35的中部，使得液态炉渣流量猛增时，防止热熔炉渣在进渣管35内部发生阻塞。给渣装置3可以通过车轮31由电机通过涡轮减速机驱动，完成与铜冶炼渣改性装置进渣口的配合，降低工作人员的劳动强度，保证热熔铜冶炼渣能够安全给入热熔铜炉渣改性装置。
在上述方案的基础上，优选，改性筒体1的内壁设有耐火层15，排渣通道36内壁设有第二耐火层37，排气管34内壁设有第三耐火层。由于改性筒体1内壁设有耐火材料，避免筒体内部高温损坏改性筒体1的情况，有效地延长了改性筒体1的使用寿命。
热熔铜冶炼渣放渣时，经过放渣溜槽给入进渣管35的渣体进口33、经过弧形排渣通道36、改性筒体1的进渣口进入改性筒体1内，熔渣在改性筒体1内滞留一段时间，熔渣温度基本保持在改性工艺需要的范围内。
为了便于说明工作过程，第一高压空气进口182和第一高压氧气进口181构成第一风口区18，第二高压空气进口191和第二高压氧气进口192构成第二风口区19。第一风口区18、第一排渣口11、第一排烟口9、第二排烟口12(兼事故排渣口)组成第一作业工位，当旋转改性筒体1将第一风口区18置于改性筒体1的正下方时，第一作业工位处于工作位置，此时的工位称之为第一作业(兼维修)工位。第一作业工位作业时，第二排渣口10和第二排烟口12(兼事故排渣口)由耐火粘土及配套封堵装置封堵，同时，第二风口区19密封。
第二风口区19、第二排渣口10、第二排烟口12、第一排烟口9(兼事故排渣口)组成第二作业工位，当旋转改性筒体1将第二风口区19置于改性筒体1的正下方时，第二作业工位处于工作位置，此时的工位称之为第二作业(兼维修)工位。第二作业工位作业时，第一排渣口11和第一排烟口9(兼事故排渣口)由耐火粘土及配套封堵装置封堵，同时，第一风口区18密封。
当改性筒体1处于第一作业工位时，第二作业工位处于停止状态，因此在第一工位作业时，第二工位可以进行维修，比如对第二风口区19的风口砖及配件进行维修更换等。第一作业工位处于作业状态时，当作业过程中出现故障需要处理，则可以将改性筒体1排渣端体位置逆时针旋转到工艺要求的角度(如图2所示)，启动第二作业工位开始作业；当第二作业工位出现故障时，则可以将改性筒体1排渣端体位置顺时针旋转到工艺要求的角度(如图2所示)，启动第一作业工位开始作业。
具体工作过程为：当处于第一作业工位时：热熔渣进入到改性筒体1前，首先开启与第一高压空气进口182和第一高压氧气进口181作业工位对应的高压空气和高压氧气的阀门，将高压空气和氧气经过第一高压空气进口182和第一高压氧气进口181，分别给入改性筒体1内，然后才能将热熔渣给入改性筒体1。热熔炉渣在改性筒体1从进渣口到第一排渣口11流动的过程中，与由第一高压空气进口182、第一高压氧气进口181进入的高压空气、高压氧气相遇完成炉渣改性作业。由第一高压空气进口182鼓入的高压空气对热熔炉渣起强烈的托浮搅拌作用，可以防止炉渣沉淀分层和增强炉渣的流动性，空气中的氧对炉渣也具有氧化改性作用；由第一高压氧气进口181鼓入的氧气对热熔炉渣起强化炉渣改性作用，可以加快炉渣改性速度、提高生产效率，对炉渣也有一定的托浮和搅拌作用。热熔炉渣在高压空气和高压氧气的托浮搅拌和进渣口与第一排渣口11势能差的作用下，热熔炉渣表面呈波浪形流动轨迹、液面以下炉渣则呈螺旋线形流动轨迹，保证了较高的反应速度和改性效率。热熔炉渣在改性过程中，产生的烟气则通过第一排烟口9排出；当热熔炉渣从回转筒体的第一排渣口11排出时进入排渣漏斗7通过排渣管8排出到渣包，然后由渣包车运走，热熔渣通过冷却装置进行缓冷处理。
当第一作业工位出现故障需要切换第二作业工位时，需要先开启与第二作业工位对应的高压空气和高压氧气的阀门，将高压空气和氧气经过第二高压空气进口191和第二高压氧气进口192，分别给入改性筒体1内，然后才能进行切换操作。然后，通过驱动装置带动回转筒体旋转，优选确保改性筒体1逆时针(如图2所示)旋转到工艺要求的角度、切换到第二作业工位；当切换到第二作业工位后，才能关闭与第一作业工位对应的高压空气阀门和高压氧气阀门，停止第一作业工位的作业过程。
当发生严重故障需要停车排空改性筒体1内部炉渣时，可以先打开第二排烟口12上的封堵装置，此时的第二排烟口12可以作为排渣口使用，启动电机6，将改性筒体1顺时针(如图2所示)旋转然后开始缓慢排渣，将第二排烟口12旋转到回转筒体的最底部位置，直到将炉渣排空为止；最后可以关闭高压空气阀门和高压氧气阀门。排出的炉渣进入排渣漏斗7经排渣管8排入渣包，然后由渣包车运走。
当短暂停车，需要改性筒体1内部保温时，即可打开加热装置，加热装置采用天然气和稀氧燃烧原理进行加热工作，加热速度快、效率高，而且火焰喷射方向为第一作业工位的中心位置，也是改性筒体1内炉渣液面的中心位置，起到了最佳的加热保温效果。
当处于第二作业工位时：热熔渣进入到给渣装置3前，需要先开启与第二作业工位对应的高压空气和高压氧气的阀门，将高压空气和氧气经过第二高压空气进口191和第二高压氧气进口192，分别给入改性筒体1内，然后才能将热熔渣给入本装置。热熔炉渣在改性筒体1从进渣口到第二排渣口10流动的过程中，与由第二高压空气进口191、第二高压氧气进口192进入的高压空气、高压氧气相遇完成炉渣改性作业。由第二高压空气进口191鼓入的高压空气对热熔炉渣起强烈的托浮搅拌作用，可以防止炉渣沉淀分层和增强炉渣的流动性，空气中的氧对炉渣也具有氧化改性作用；由第二高压氧气进口192鼓入的氧气对热熔炉渣起强化炉渣改性作用，可以加快炉渣改性速度、提高生产效率，对炉渣也有一定的托浮和搅拌作用。热熔炉渣在高压空气和高压氧气的托浮搅拌和进渣口与第二排渣口10势能差的作用下，热熔炉渣表面呈波浪形流动轨迹、液面以下炉渣则呈螺旋线形流动轨迹，保证了较高的反应速度和改性效率。热熔炉渣在改性过程中，产生的烟气则通过第二排烟口12排出；热熔炉渣由改性筒体1的第二排渣口10排出时进入排渣漏斗7，通过排渣管8排出到渣包，然后由渣包车运走，热熔渣通过冷却装置进行缓冷处理。
当第二作业工位出现故障需要切换第一作业工位时，需要先开启与第一作业工位对应的高压空气和高压氧气的阀门，将高压空气和氧气经过第一高压空气进口182和第一高压氧气进口181，分别给入回转体内，然后才能进行切换操作。然后，通过驱动装置带动改性筒体1转动，确保改性筒体1顺时针(如图2所示)旋转到工艺要求的角度、切换到第一作业工位；当切换到第一作业工位后，才能关闭与第二作业工位对应的高压空气阀门和高压氧气阀门，停止第二作业工位的作业过程。
当发生严重故障需要停车排空改性筒体1内部炉渣时，可以先打开第一排烟口9上的封堵装置，此时的第一排烟口9可以作为排渣口使用，启动电机6，将改性筒体1逆时针(如图2)旋转然后开始缓慢排渣，将第一排烟口9旋转到改性筒体1的最底部位置，直到将炉渣排空为止；最后可以关闭高压空气阀门和高压氧气阀门。排出的炉渣进入排渣漏斗7，然后经排渣管8排入渣包，接着由渣包车运走。
当短暂停车，需要本装置保温时，即可打开加热装置，加热装置采用天然气和稀氧燃烧原理进行加热工作，加热速度快、效率高，而且火焰喷射方向为第二作业工位的中心位置，也是本装置内炉渣液面的中心位置，起到了最佳的加热保温效果。
当热熔状态的铜冶炼渣给入该装置的改性筒体1内部时，在从进渣口到第一排渣口11或第二排渣口10过程中，经过了第一风口区18或第二风口区19，在此区域内热熔态的炉渣与由第一风口区18或第二风口区19进入改性筒体1内部的高压空气、氧气相遇；高压气体对炉渣起到强烈的搅拌、翻腾、氧化作用，搅拌和翻腾作用可以防止炉渣分层、沉淀，能够保持炉渣很好的液态流动性，高压氧气对炉渣形成强烈的底吹，具有很好的分散混合作用，保证了氧气和炉渣的充分接触。此外炉渣在回转筒体1内部有一定的滞留时间，确保了比较彻底的氧化反应。随着热熔铜渣氧化改性反应的持续进行，铜渣中的铁橄榄石(2FeO·SiO2)转化成Fe3O4和SiO2，渣中的磁铁矿、褐铁矿、硫化铁矿转化为Fe2O3，铁橄榄石转化的Fe3O4还可进一步氧化变成Fe2O3。铜渣中的少量冰铜等硫化铜矿物会被氧化成CuO和SO2，金属铜被氧化成氧化铜。最终通过改性使铜冶炼渣中的铁矿物统一转化为易选的磁铁矿、赤铁矿，铜矿物统一转化为可以回收的氧化铜矿。主要化学反应式如下：
6(2FeO·SiO2)+2O2＝4Fe3O4+6SiO2
4Fe3O4+O2＝6Fe2O3
CuS+O2＝CuO+SO2↑
Fe2O3·H2O＝6Fe2O3+H2O↑
4FeS+7O2＝2Fe2O3+4SO2↑
2Cu+O2＝2CuO
当热熔渣完成改性后，将热熔渣排入渣包，再由渣包车运输到渣缓冷场，先进行自然冷却4-10小时，然后再加水冷却48小时以上，促使改性渣内的改性矿物颗粒长大，增强矿物的可选性。采用浮选、化学选矿(如浸出工艺)，可以很容易的回收矿物中的氧化铜，为大幅度提高铜回收率提供了可能。采用浮选、磁选、化学选矿(如浸出工艺)可以回收磁铁矿、赤铁矿，为大幅度提高铁精矿回收率和品位提供了可行性。
本装置内炉渣改性控制温度在能够保持炉渣处于热熔状态的温度范围内，压缩空气的风压控制达到合理的压力范围内，既要起到对热熔态的铜冶炼渣起搅拌作用兼氧化作用；又要防止对回转筒体内衬耐火材料的冲蚀；压缩氧气的风压控制合理的范围内，既要保证氧气的弥散作用，又要保持对液态炉渣的穿透力；压缩空气和氧气的总计氧气含量，要保持在与炉渣中被氧化组分相匹配的范围之内，确保炉渣改性完全和节约能源。
铜冶炼渣改性是在冶炼过程排放热熔态的铜冶炼炉渣时，不用添加任何添加剂，在特制改性装置内通过氧化完成铜冶炼渣改性，该技术充分利用了铜冶炼渣自身的热能资源，可以节约大量能源费用的投入。
炉渣氧化改性的反应是一个放热反应过程，可以抵消改性工艺风的搅拌带来的降温副作用。只有当特殊情况造成渣温急剧降低时，才打开天然气稀氧烧嘴给炉渣加温和保温。因此也将能源的投入降低到了最低程度。
改性筒体1具有两个作业工位，具有两套排渣口、排烟口(兼事故排渣口)、风口区、压缩空气风口、氧气风口和加热装置，可以通过旋转筒体进行切换作业，为在作业状态下检修提供便利条件。因此本独特设计，可以保证连续作业和较高的设备作业率。
进渣口和排渣口(第一排渣口11和第二排渣口10)分别设在了回转筒体的两端，并且在进渣口和排渣口的位置配置上进行了合理的位差设计；将高压空气和氧气对热熔态炉渣的搅拌、翻腾、分散作用与热熔渣在回转筒体内部的滞留及其氧化反应进行了集成优化设计，确保了热熔渣的具有良好的流动性和较高的氧化反应速度，提高了热熔渣改性效率、缩短了作业时间。
通过给渣小车和排渣漏斗7，作为本装置的配套装备，使本装置在生产应用中更加完美。
通过设置第一排烟口9和第二排烟口12，既可以排除烟气，还可以作事故排渣口使用，大大简化了设备构造；专门设计了两套位置极佳的加热装置，确保了良好的炉渣保温条件，为安全生产提供了基本条件。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种热熔铜炉渣改性装置，其特征在于，包括改性筒体(1)、排渣装置及用于将热熔渣输入所述改性筒体(1)内的给渣装置(3)；
所述改性筒体(1)上设有第一排烟口(9)、第一高压空气进口(182)、第一高压氧气进口(181)、第一排渣口(11)和进渣口，所述进渣口与所述给渣装置(3)连通，所述第一排渣口(11)与所述排渣装置连通，当所述第一排渣口(11)处于排渣时，所述第一排渣口(11)的高度低于所述进渣口，所述第一高压空气进口(182)和第一所述高压氧气进口(181)位于所述改性筒体(1)的底端；
所述改性筒体(1)为圆柱形筒体，所述改性筒体(1)包括筒体本体及用于密封所述筒体本体两端的第一端部和第二端部，所述进渣口位于所述第一端部上，所述第一排渣口(11)和所述第一排烟口(9)位于所述第二端部上，所述第一高压空气进口(182)和所述第一高压氧气进口(181)位于所述筒体本体上，所述第一高压空气进口(182)和所述第一高压氧气进口(181)位于同一条母线上。
2.根据权利要求1所述的热熔铜炉渣改性装置，其特征在于，所述第一排烟口(9)位于所述第二端部上，且侧面与所述筒体本体侧面贴合，所述第一排烟口(9)的中心与所述第一排渣口(11)的中心连线经过所述改性筒体(1)的轴线，所述第一排渣口(11)与所述筒体本体间隔。
3.根据权利要求2所述的热熔铜炉渣改性装置，其特征在于，所述第一高压空气进口(182)和第一高压氧气进口(181)均为多个，相邻两个所述第一高压空气进口(182)之间均设有一个所述第一高压氧气进口(181)。
4.根据权利要求3所述的热熔铜炉渣改性装置，其特征在于，还包括支撑基础(14)及安装在所述支撑基础(14)上，且与用于带动所述改性筒体(1)转动的筒体支撑托辊(13)，所述筒体本体上还设有第二高压空气进口(191)和第二高压氧气进口(192)，所述第二端部上设有第二排烟口(12)和第二排渣口(10)，所述第二高压空气进口(191)和所述第二高压氧气进口(192)位于同一条母线上，当所述第二排渣口(10)处于排渣时，所述第二排渣口(10)的高度低于所述进渣口，所述第二高压空气进口(191)位于最低端，所述第二排渣口(10)位于所述第二高压空气进口(191)的上方；
当所述第一高压空气进口(182)、所述第一高压氧气进口(181)、所述第一排渣口(11)和所述第一排烟口(9)处于打开状态时，所述第二高压空气进口(191)、所述第二高压氧气进口(192)、第二排烟口(12)和所述第二排渣口(10)处于封闭状态；
当所述第二高压空气进口(191)、所述第二排烟口(12)、所述第二高压氧气进口(192)和所述第二排渣口(10)处于打开状态时，所述第一高压空气进口(182)、所述第一高压氧气进口(181)、第一排烟口(9)和所述第一排渣口(11)处于封闭状态。
5.根据权利要求4所述的热熔铜炉渣改性装置，其特征在于，还包括用于带动所述改性筒体(1)转动的驱动装置，所述驱动装置包括电机(6)、减速器(5)、主动齿轮(4)及套设在所述筒体本体，且相对于所述筒体本体固定的从动齿轮(2)，所述减速器(5)的输入端与所述电机(6)的输出轴连接，所述减速器(5)的输出端与所述主动齿轮(4)连接，所述主动齿轮(4)与所述从动齿轮(2)啮合，所述主动齿轮(4)的齿数小于所述从动齿轮(2)的齿数，所述电机(6)用于带动所述改性筒体(1)双向转动。
6.根据权利要求4所述的热熔铜炉渣改性装置，其特征在于，所述第二排烟口(12)的侧面与所述筒体本体的侧面贴合，所述第二排烟口(12)的中心与所述第二排渣口(10)的中心的连接经过所述筒体的轴线，所述第二排渣口(10)与所述筒体本体间隔。
7.根据权利要求6所述的热熔铜炉渣改性装置，其特征在于，所述第二排烟口(12)和所述第一排烟口(9)在所述筒体本体上形成的圆心角为锐角或直角，且所述筒体本体上位于所述第一排烟口(9)和所述第二排烟口(12)呈锐角或直角的部位上设有加热装置，所述加热装置为天然气和稀氧燃烧装置。
8.根据权利要求1所述的热熔铜炉渣改性装置，其特征在于，所述给渣装置(3)包括进渣管(35)、支架(32)及用于带动所述支架(32)移动的车轮(31)，所述进渣管(35)安装在所述支架(32)上，所述进渣管(35)的渣体进口(33)位于所述支架(32)的顶端，所述进渣管(35)的出口位于所述支架(32)的侧端，且所述进渣管(35)内部形成弧形排渣通道(36)，所述进渣管(35)侧壁上设有与所述进渣管(35)内部连通的排气管(34)。
9.根据权利要求8所述的热熔铜炉渣改性装置，其特征在于，所述改性筒体(1)的内壁设有第一耐火层(15)，所述排渣通道(36)内壁设有第二耐火层(37)，所述排气管(34)内壁设有第三耐火层。
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