CN105463198B - 一种综合回收烟气中有价金属的除尘装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种综合回收烟气中有价金属的高效除尘装置及方法，包括熔池、反应塔及上升烟道；熔池设置在反应塔的下部，反应塔上设有喷嘴及烟气进口；熔池内设有容纳粗铅合金层、铁水层及渣层的空间，熔池上设有与粗铅合金层、铁水层及渣层分别相对应的排铅口、排铁口及排渣口，熔池内还设有连通反应塔与上升烟道的连通烟道，连通烟道位于渣层上方，连通烟道顶端设有若干喷枪，渣层对应的熔池壁上设有侧吹布置。本发明所述的除尘装置较传统除尘装置除尘效果更好，同时一步回收烟尘中的有价金属，提高了资源的利用率。

Description

一种综合回收烟气中有价金属的除尘装置及方法
技术领域
本发明属于烟气回收利用领域，尤其是涉及一种综合回收烟气中有价金属的除尘装置及方法。
背景技术
现有的火法冶金尾气处理方案中，一般会采用多种除尘措施搭配使用，例如重力除尘、电除尘、布袋除尘等，才能使烟气满足环保排放标准，而上述几种除尘设备若单独使用除尘效果并不佳，但投资又都比较大。
除尘设施收取的烟尘，因为其中含有待冶炼的金属，部分又会返回原料仓，这些烟尘不仅增加了收尘设备的负荷,使能耗增加,对设备维护也非常不利；同时，由于烟尘反复循环,使得原矿的净投入减少,进而使产量受到影响,降低冶炼的直收率,严重影响工厂的经济效益。另外，烟尘中一般含有Zn、Pb等金属，不断的循环富集，会造成炉身和烟道结瘤等危害。即便这些烟尘不返矿，因为其中含有重金属，属于危险固体废物，如何处理也成为一大难题。
有些火法冶炼工艺的烟尘量，甚至可以达到给料量的10％，如何在有效的收取这些烟尘的同时，又能以较小的能耗回收其中的有价金属，特别是Zn、Pb等对某些冶炼过程有害的金属，变废为宝，成为一个亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种综合回收烟气中有价金属的除尘装置及方法，以解决火法冶炼烟气中的烟尘的除尘和烟尘中有价金属的回收问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种综合回收烟气中有价金属的除尘装置，包括熔池1、反应塔2及上升烟道3；
所述熔池1设置在所述反应塔2的下部，所述反应塔2上设有喷嘴4及烟气进口5；
所述熔池1内设有容纳粗铅合金层11、铁水层12及渣层13的空间，所述熔池1上设有与所述粗铅合金层11、铁水层12及渣层13分别相对应的排铅口8、排铁口10及排渣口9，所述熔池1内还设有连通反应塔2与上升烟道3的连通烟道14，所述连通烟道14位于所述渣层13上方，所述连通烟道14顶端设有若干喷枪7，所述渣层13对应的所述熔池1壁上设有侧吹布置。
根据本发明的一个实施例，所述熔池1包括熔池A及熔池B，所述熔池A及熔池B通过缩紧的连通烟道14连通。
根据本发明的一个实施例，所述连通烟道14纵剖面为倒“V”型。
根据本发明的一个实施例，所述侧吹布置包括多个侧吹喷管6，各所述侧吹喷管6沿所述熔池1横向设置。
根据本发明的一个实施例，所述喷嘴4设置在所述反应塔2侧壁上。
根据本发明的一个实施例，所述烟气进口5与所述喷嘴4垂直设置。
根据本发明的一个实施例，所述烟气进口5与所述喷嘴4同向设置。
根据本发明的一个实施例，所述上升烟道3出口连接一冷凝装置。
一种综合回收烟气中有价金属的高效除尘方法，利用所述综合回收烟气中有价金属的高效除尘装置一步实现烟气除尘及回收有价金属两个目的：
S1：有价金属回收：
烟气通过烟气进口5流入反应塔2中，烟气本身具有余热和还原性气氛，再将含碳燃料、氧气及熔剂经设置在反应塔2的喷嘴4高速喷入反应塔2中，所述反应塔2中形成1000-1300℃高温的、充满CO还原气分的空间，利用烟气中烟尘颗粒粒径小，比表面积大的特性，通过快速的传热、传质和气-固、气-液反应，迅速完成了烟尘中金属氧化物的还原和熔化；
在烟尘落入熔池1后，通过所述侧吹喷管6向熔体中或熔体上空喷吹煤粉和氧气，通过控制侧吹的煤氧比，使熔池1保持强还原环境并为熔池1提供热量使熔池1保持1300-1600℃的高温，未完全还原的金属氧化物继续在熔池1中完成还原，在熔池1中，喷入的熔剂与落入熔池1的烟尘中的酸性氧化物造渣，经分离澄清后，还原出来的金属和液态渣按密度的大小从上到下形成渣层、铁水层和粗铅合金层，烟尘中的被还原的铋、铟等有价金属被铅水捕集后进入粗铅合金层；由于密度差异的原因，金属在高温的熔池1中与渣分离，形成渣层和金属层，烟尘中若含多种金属时，若其中有两种或以上金属量较大，且完全不互溶，会形成多个金属层，渣和金属随后分别从排渣口9、排铅口8及排铁口10排出炉外。
锌等低沸点金属被还原后大部分进入烟气，经上升烟道3后被引入后续的冷凝装置进行回收。
S2：烟尘捕集：
在所述反应塔2中熔化的液滴在下落过程中会吸附附近的小颗粒粉尘，聚集后落入熔池1；
熔池1是液态的熔体环境，从反应塔方向随气流方向而来的烟尘颗粒接触熔池1液面后不断被吸附，其余继续向上升烟道3方向扩散；
当烟气经过所述连通烟道14，所述喷枪7会喷射火焰，组成一道火墙，烟气中的烟尘受其阻挡，很大一部分会落入熔池中，所述喷枪7也有为熔池提供热量的作用。
在烟气经过所述连通烟道14进入所述上升烟道3时，由于烟道截面积突然增大，流速减缓，在惯性的作用下，烟气中的部分烟尘落入熔池1中；
在烟气沿上升烟道3上升的过程中，烟气中的部分烟尘由于重力的作用会不断的下落进入熔池1中。
根据本发明的一个实施例，所述喷嘴4喷入的含碳燃料为煤、天然气、燃油、焦炭中的至少一种。
根据本发明的一个实施例，所述熔池1内的温度为1450℃。
根据本发明的一个实施例，所述烟气为钢铁厂高炉烟气、转炉烟气、烧结烟气、电炉烟气、氧化铜矿还原熔炼烟气、硫化铅烧结矿鼓风炉熔炼烟气、回转窑烟气、转底炉烟气、烟化炉烟气中的一种或多种。
相对于现有技术，本发明所述的综合回收烟气中有价金属的除尘装置具有以下优势：
本发明所述的综合回收烟气中有价金属的除尘装置较传统除尘方法除尘效果更好，同时还可充分利用烟气自身带有的余热和还原气氛，以较低的能耗一步回收烟尘中的有价金属，提高了资源的利用率，且使整个工艺提高冶炼效率1-3％，烟尘不需要再返矿，提高了冶炼的直收率；将本装置串联在火法冶炼尾气处理工艺中，取代如重力除尘或电除尘之类的除尘设备，除尘的总投资减少，冶炼总能耗下降，还能一步回收烟尘中的有价金属，是一种投资省、能耗低、增加产量或增加销售品种的综合除尘方法。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
在附图中：
图1为本发明实施例所述的综合回收烟气中有价金属的除尘装置的一种结构示意图；
图2为本发明实施例所述的综合回收烟气中有价金属的除尘装置的另一种结构示意图；
图3为本发明实施例所述的综合回收烟气中有价金属的除尘装置的第三种结构示意图；
图4为本发明实施例所述的综合回收烟气中有价金属的除尘装置的第四种结构示意图；
图5为本发明实施例所述的综合回收烟气中有价金属的除尘装置的第五种结构示意图；
图6为本发明实施例所述的综合回收烟气中有价金属的除尘装置的第六种结构示意图；
图7为本发明实施例所述的综合回收烟气中有价金属的除尘装置的第七种结构示意图；
图8为本发明实施例所述的综合回收烟气中有价金属的除尘装置的第八种结构示意图。
附图标记说明：
1-熔池；2-反应塔；3-上升烟道；4-喷嘴；5-烟气进口；6-侧吹喷管；7-喷枪；8-排铅口，9-排渣口；10-排铁口；11-粗铅合金层；12-铁水层；13-渣层；14-连通烟道。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
所有的数字标识，例如pH、温度、时间、浓度，包括范围，都是近似值。要了解，虽然不总是明确的叙述所有的数字标识之前都加上术语“约”。同时也要了解，虽然不总是明确的叙述，本文中描述的试剂仅仅是示例，其等价物是本领域已知的。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种综合回收烟气中有价金属的除尘装置，如图1-8所示，包括熔池1、反应塔2及上升烟道3；
熔池1设置在反应塔2的下部，反应塔2顶端设有喷嘴4及烟气进口5；
熔池1内设有容纳粗铅合金层11、铁水层12及渣层13的空间，熔池1上设有与粗铅合金层11、铁水层12及渣层13分别相对应的排铅口8、排铁口10及排渣口9，熔池1内还设有连通反应塔2与上升烟道3的连通烟道14，连通烟道14位于渣层13上方，连通烟道14顶端设有若干喷枪7，渣层13对应的熔池1壁上设有侧吹布置。烟气进口5的数目可以根据实际需求设置为1个或多个；喷嘴4的数目也可以根据实际需求设置为1个或多个。喷嘴4及烟气进口5能够以任意角度设置。
根据本发明的一个实施例，如图2及图3所示，熔池1包括熔池A及熔池B，熔池A及熔池B通过缩紧的连通烟道14连通。熔池A及熔池B上均设有排铅口8、排铁口10及排渣口9。
根据本发明的一个实施例，如图3、图4、图7及图8所示，连通烟道14纵剖面为倒“V”型。
根据本发明的一个实施例，侧吹布置包括多个侧吹喷管6，各侧吹喷管6沿熔池1横向设置。
根据本发明的一个实施例，喷嘴4设置在反应塔2侧壁上，如图1、图3、图5及图7所示。
根据本发明的一个实施例，烟气进口5与喷嘴4垂直设置，如图1-5所示及图7所示。
根据本发明的一个实施例，所述烟气进口5与所述喷嘴4同向设置，如图6及图8所示。
根据本发明的一个实施例，上升烟道3的出口连接一冷凝装置。
一种综合回收烟气中有价金属的高效除尘方法，该方法利用综合回收烟气中有价金属的高效除尘装置如图3、图4、图7及图8所示一步实现烟气除尘及回收有价金属两个目的：
S1：有价金属的回收：
将烟气通过烟气进口5流入，含碳燃料、氧气及熔剂经设置在反应塔2顶部的喷嘴4高速喷入反应塔2中，反应塔2中形成1000-1300℃高温的、充满CO还原气分的空间，利用烟气中烟尘颗粒粒径小，比表面积大的特性，通过快速的传热、传质和气-固、气-液反应，迅速完成了烟尘中金属氧化物的还原和熔化；
在烟尘落入熔池A和熔池B后，通过侧吹喷管6向熔体中或熔体上空喷吹煤粉和氧气，通过控制侧吹的煤氧比，使熔池A和熔池B保持强还原环境并为熔池A和熔池B提供热量使熔池A和熔池B保持1300-1600℃的高温，未完全还原的金属氧化物继续在熔池A和熔池B中完成还原，在此高温下，熔池A和熔池B中的熔剂与落入熔池A和熔池B的烟尘中的酸性氧化物造渣，经分离澄清后，还原出来的金属和液态渣按密度大小从上到下形成渣层、铁水层和粗铅合金层，烟尘中的被还原的铋、铟等有价金属被铅水捕集后进入粗铅合金层；由于密度差异的原因，金属在高温的熔池A和熔池B中与渣分离，形成渣层和金属层，烟尘中若含多种金属时，若其中有两种或以上金属量较大，且完全不互溶，会形成多个金属层，渣和金属随后按常规的方法排出炉外。
锌等低沸点金属被还原后大部分进入烟气，经上升烟道3后被引入后续的冷凝装置进行回收。
S2：烟尘捕集：
在所述反应塔2中熔化的液滴在下落过程中会吸附附近的小颗粒粉尘，聚集后落入熔池A；
熔池A是液态的熔体环境，从反应塔方向随气流方向而来的烟尘颗粒接触熔池A液面后不断被吸附，随后烟气沿倒“V”字型连通烟道14折向上向上升烟道3方向扩散；
在倒“V”字型连通烟道14顶端处G口设置有一排喷枪7，形成火墙，当烟气经过G口时，很大一部分烟尘受其阻挡落入熔池A或熔池B中，喷枪7也有为熔池提供热量的作用。
烟气通过G口后，沿倒“V”字型连通烟道折向下流动，部分烟气会接触到熔池B液面，其中的烟尘颗粒被液面吸附。
在烟气经过连通烟道14进入上升烟道3时，由于烟道截面积突然增大，流速减缓，在惯性的作用下，烟气中的部分烟尘落入熔池B中；
在烟气沿上升烟道3上升的过程中，烟气中的部分烟尘由于重力的作用会不断的下落进入熔池B中。
根据本发明的一个实施例，喷嘴4喷入的含碳燃料为煤、天然气、燃油、焦炭中的至少一种。
根据本发明的一个实施例，熔池1内的温度为1450℃。
根据本发明的一个实施例，烟气为钢铁厂高炉烟气、转炉烟气、烧结烟气、电炉烟气、氧化铜矿还原熔炼烟气、硫化铅烧结矿鼓风炉熔炼烟气、回转窑烟气、转底炉烟气、烟化炉烟气中的一种或多种。
下面结合图3具体说明综合回收烟气中有价金属的高效除尘方法，高炉烟尘中主要含有的有价金属有：锌、铅、铁、铋、铟。本实施例把高炉炼铁烟气，烟气流量为16211Nm3/h，引入本发明所述的除尘装置中，本实施例中除尘装置反应塔半径为2m，高7m，将粉煤、氧气及熔剂石灰石经设置在本除尘装置顶部的喷嘴4喷入本除尘装置中，粉煤喷入量为0.29t/h，氧气喷入量为130Nm3/h，石灰石喷入量为0.02t/h，烟尘中的锌、铅、铁、铋、铟等金属氧化物以极大的比表面积状态弥撒于高温炽热、充满CO还原气分的空间，通过快速传热、传质和气-固、气-液反应，迅速完成了粉料中部分锌、铅、铁、铋、铟氧化物的还原和熔化。
1、烟尘的捕集
烟尘中的锌、铅、铁、铋、铟等被还原成金属液体后，会吸附附近的非金属的烟尘小颗粒并落入熔池A，是烟气在流动过程中完成了第一次净化。
熔池1有侧吹布置，通过喷管6向熔体中侧吹煤粉和氧气，本实施例中煤粉的侧吹量为0.1t/h，氧气侧吹量为41Nm3/h，为熔池1提供热量使熔池保持1450摄氏度的高温，在此高温下，熔池A形成液态的熔体环境，随气流方向而来的烟尘接触熔池A的液面后被吸附，仅有少量继续向连通烟道14顶端G口方向扩散。
在倒“V”字型连通烟道14顶端处G口设置有一排喷枪7，形成火墙，阻挡了烟尘随气流方面的进一步扩散，由于G口下端的特殊设置，使大部分烟尘落于熔池A或熔池B中。
即便有少量烟尘越过G口附近的火墙，其中的部分烟尘会随烟气接触熔池B的液面，被吸附后落入熔池1中。
烟气越过G口附近的火墙后，流速下降，在烟气沿上升烟道3上升的过程中，烟气中的部分烟尘由于重力的作用会不断的下落进入熔池中。
经过上述多重吸附和阻拦，最后经过本除尘装置上升烟道3后排出的烟气中的烟尘量极小，再经布袋除尘后，可以达标排放。
2、有价金属回收
因为Zn的沸点较低，在本实施例提供的除尘装置上部空间即反应塔2中1200℃的高温及充满CO的还原环境下，烟尘中被还原出来的Zn迅速气化进入上升烟道3，同时，被还原出来的Pb、Fe、In有少量挥发随烟气进入上升烟道3，上升烟道3烟气随后流入冷凝系统，经冷凝后得到粗锌(含少量Pb、Fe、In)。
反应塔2中发生的主要化学反应有：
2C+O2＝2CO
C+CO2＝2CO
ZnO+CO＝Zn+CO2
PbO+CO＝Pb+CO2
Bi2O3+3CO＝2Bi+3CO2
In2O3+3CO＝2In+3CO2
3Fe2O3+CO＝2Fe3O4+CO2
Fe3O4+CO＝3FeO+CO2
FeO+CO＝Fe+CO2
在反应塔2中未被完全还原的金属氧化物降落在熔池A中，熔池A有侧吹布置，通过侧吹向熔体中分别喷吹煤粉和氧气，为熔池提供热量并实现熔体的对流，同时使熔池保持强还原环境，使Zn、Pb、Fe、Bi、In的氧化物继续在1450℃高温熔池中完成还原，这其中，还原出来的Zn绝大部分会迅速气化离开熔体进入上升烟道3，而还原出来的Pb、Fe、In、Bi在除了有少量挥发进入上升烟道3外，其余都流经渣层后进入熔池A下部。由于Fe和Pb的量相对于其他金属较大，且Fe和Pb熔体完全不互溶，由于密度的原因，熔池A从上到下形成渣层13、铁水层12、粗铅合金层11三层结构。同时，Zn、Bi等有价金属和In等贵金属易溶解于高温的铅水中，在还原析出的铅滴进行聚集并在向下流动过程中，不断捕集熔池A内存在的少量的Bi、In等金属及少量未蒸发的Zn，从某种意义上，铅水也起到了富集In、Bi等有价金属的作用。铅水排出后得到粗铅(含少量Zn、Bi、In)。熔池B的冶炼过程和熔池A类似，在此不再详述。
熔池A和B中发生的主要化学反应如下：
2C+O2＝2CO
C+CO2＝2CO
(PbO)渣+C＝Pb(l)+CO
(ZnO)渣+C＝Zn(g)+CO
(ZnO)渣+Fe(l)＝Zn(g)+(FeO)渣
(PbO)渣+Fe(l)＝Pb(g)+(FeO)渣
(FeO)渣+C＝Fe(l)+CO
(In2O3)渣+3C＝2In(l)+3CO
(Bi2O3)渣+3C＝2Bi(l)+3CO
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种综合回收烟气中有价金属的除尘装置，其特征在于：包括熔池(1)、反应塔(2)及上升烟道(3)；
所述熔池(1)设置在所述反应塔(2)的下部，所述反应塔(2)上设有喷嘴(4)及烟气进口(5)；
所述熔池(1)内设有容纳粗铅合金层(11)、铁水层(12)及渣层(13)的空间，所述熔池(1)上设有与所述粗铅合金层(11)、铁水层(12)及渣层(13)分别相对应的排铅口(8)、排铁口(10)及排渣口(9)，所述熔池(1)内还设有连通反应塔(2)与上升烟道(3)的连通烟道(14)，所述连通烟道(14)位于所述渣层(13)上方，所述连通烟道(14)顶端设有多个喷枪(7)，所述渣层(13)对应的所述熔池(1)壁上设有侧吹布置；所述熔池(1)包括熔池A及熔池B，所述熔池A及熔池B通过缩紧的连通烟道(14)连通。
2.根据权利要求1所述的综合回收烟气中有价金属的除尘装置，其特征在于：所述连通烟道(14)纵剖面为倒“V”型。
3.根据权利要求1所述的综合回收烟气中有价金属的除尘装置，其特征在于：所述侧吹布置包括多个侧吹喷管(6)，各所述侧吹喷管(6)沿所述熔池(1)横向设置。
4.根据权利要求3所述的综合回收烟气中有价金属的除尘装置，其特征在于：所述烟气进口(5)与所述喷嘴(4)垂直设置或所述烟气进口(5)与所述喷嘴(4)同向设置。
5.根据权利要求1所述的综合回收烟气中有价金属的除尘装置，其特征在于：所述上升烟道(3)出口连接一冷凝装置。
6.一种利用权利要求1-5任一项所述的装置一步实现烟气除尘及回收有价金属的方法，其特征在于：包括如下过程，
S1：有价金属的回收：
烟气通过烟气进口(5)流入反应塔(2)，将含碳燃料、氧气及熔剂经设置在反应塔(2)顶部的喷嘴(4)高速喷入反应塔(2)中，所述反应塔(2)中形成1000-1300℃高温的、充满CO还原气分的空间，利用烟气中烟尘颗粒粒径小，比表面积大的特性，通过快速的传热、传质和气-固、气-液反应，迅速完成了烟尘中金属的还原和熔化；
在烟尘落入熔池(1)后，通过所述侧吹喷管(6)向熔体中或熔体上空喷吹煤粉和氧气，通过控制侧吹的煤氧比，使熔池(1)保持强还原环境并为熔池(1)提供热量使熔池(1)保持1300-1600℃的高温，未完全还原的金属氧化物继续在熔池(1)中完成还原，在熔池(1)中，喷入的熔剂与落入熔池(1)的烟尘中的酸性氧化物造渣，经分离澄清后，还原出来的金属和液态渣按密度的大小从上到下形成渣层、铁水层和粗铅合金层，烟尘中的被还原的铋、铟等有价金属被铅水捕集后进入粗铅合金层；渣和金属随后分别从排渣口(9)、排铅口(8)及排铁口(10)排出炉外；
锌等低沸点金属被还原后大部分进入烟气，经上升烟道(3)后被引入后续的冷凝装置进行回收；
S2：烟尘的捕集：
在所述反应塔(2)中熔化的液滴下落过程中会吸附附近的小颗粒粉尘，聚集后落入熔池(1)；
熔池(1)是液态的熔体环境，从反应塔方向随气流方向而来的烟尘颗粒接触熔池(1)液面后不断被吸附，其余继续向上升烟道(3)方向扩散；
当烟气经过所述连通烟道(14)，所述喷枪(7)会喷射火焰，组成一道火墙，烟气中的烟尘受其阻挡，很大一部分会落入熔池中，所述喷枪(7)也有为熔池提供热量的作用；
在烟气经过所述连通烟道(14)进入所述上升烟道(3)时，由于烟道截面积突然增大，流速减缓，在惯性的作用下，烟气中的部分烟尘落入熔池1中；
在烟气沿上升烟道(3)上升的过程中，烟气中的部分烟尘由于重力的作用会不断的下落进入熔池(1)中。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述喷嘴(4)喷入的含碳燃料为煤、天然气、燃油、焦炭中的至少一种。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述熔池(1)内的温度为1450℃。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述烟气为钢铁厂高炉烟气、转炉烟气、烧结烟气、电炉烟气、氧化铜矿还原熔炼烟气、硫化铅烧结矿鼓风炉熔炼烟气、回转窑烟气、转底炉烟气、烟化炉烟气中的一种或多种。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109022818B (zh) * 2018-08-22 2020-11-06 东北大学 减少有色冶炼烟气中三氧化硫浓度并回收有价成分的方法
CN112342404A (zh) * 2020-10-19 2021-02-09 云南云铜锌业股份有限公司 一种高杂次焙烧矿的湿法炼锌预处理方法及锌焙砂与应用

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2671053B2 (ja) * 1990-04-20 1997-10-29 住友重機械工業株式会社 亜鉛含有ダストからの有価金属の回収方法
JP3384270B2 (ja) * 1997-02-20 2003-03-10 三菱マテリアル株式会社 都市ゴミ焼却灰中の有価金属の回収方法
CN101768670B (zh) * 2010-02-25 2011-05-04 北京矿冶研究总院 一种含铅物料的熔炼方法
CN101838744A (zh) * 2010-06-01 2010-09-22 中国瑞林工程技术有限公司 铅锌一体化冶炼炉和及其回收铅和锌的方法
CN103382527B (zh) * 2013-07-23 2014-11-26 中南大学 硫化锌精矿及含铅锌物料的闪速熔炼方法及设备
CN103451446A (zh) * 2013-09-10 2013-12-18 中国恩菲工程技术有限公司 熔炼侧吹还原炼铅锌设备
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