CN106435203A - 一种处理的铜渣系统及其处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种处理铜渣的系统及其处理方法，所述系统包括：球团成型装置、转底炉直接还原系统、熔分装置和制备微晶玻璃装置。本发明进一步公开了应用所述系统处理铜渣的方法，包括：将铜渣、添加剂、还原剂和粘结剂混合均匀后在球团成型装置制成含水的生球团；将生球团通过转底炉直接还原系统进行还原焙烧；还原产物球团送入熔化分离装置进行熔分得到铁水和液态渣；液态渣送入制备微晶玻璃装置得到微晶玻璃产品。本发明采用未烘干的铜渣生球直接入炉，取消了工艺前端的烘干流程，节约投资，同时降低能耗；含水生球在炉内实现烘干预热的同时，可以将铅锌回收，进一步提高了铁的还原效果。

Description

一种处理的铜渣系统及其处理方法
技术领域
本发明涉及一种处理铜渣的系统，本发明进一步涉及应用该系统处理铜渣的方法，属于铜渣的综合利用领域。
背景技术
铜渣是有色金属铅、锌冶炼过程中产生的废渣，其中含有大量有价金属及具有高度迁移性的元素，在露天堆存的过程中经过自然风化和淋洗会释放到自然环境中，对土壤和水资源乃至人的生命产生严重危害。
转底炉直接还原工艺多采用物料成型(压球或者造球)—烘干—直接还原流程，成型后的球团需经烘干后才能布入转底炉，因此须单独设置烘干设备进行烘干；此外，经转底炉直接还原的金属化球团，还需经过冷却后才能排出转底炉，并通过设置在转底炉冷却段上的水冷壁进行冷却，这也造成了金属化球团热量的浪费。
公开号为CN1235268A的中国发明专利公开了一种用于回转工作台，尤其是转底炉的进料与布料装置。该装置包括物料进给机构(2,3)，物料移送机构(304)和物料重力倾倒导槽(4)，上述设备包括用于差分的分配物料的静态装置，所述机构包括倾倒导槽(4)的布料前缘(214)，它具有基本上为曲线的外形，该曲线的导数是回转工作台(10)的在工作台中心和其边缘之间的部分的半径的递增线性函数。倾倒导槽(4)相对回转台(10)大致径向地设置，并且设置在一个几乎平行于所述回转工作台(10)的平面的平面上，并且与一料槽(5)一起动作，该料槽的出口边缘(205)靠近工作台的表面设置，并且具有与倾倒导槽(4)的布料前缘(214)基本类似的曲线外形。倾倒导槽(4)由固定在所述导槽(4)的基部(204)上的多个隔壁(114)分隔成多个通道(104)，导槽(5)被多个隔壁(115)分隔多个通道(105)，通道具有与导槽(4)的通道(104)的料口一样的截面。供料装备(103)包括用于操纵将倾倒导槽(4)分隔成通道(104)的所述隔壁(114)的机构，所述隔壁可以相对所述导槽(4)得基部(204)移动。同时，供料调节装置包括动态机构(103)，用于在倾倒导槽(4)的整个横截面上进行差分式供料，该装置设置在导槽(4)和进给装置(2，3)之间。动态的差分供料装置包括多个闸门(113)，这些闸门具有适当的相互独立的操作装置(123)并且被设置成可控制由导槽所分隔成的每一条通道(104)的入口。这些闸门都安装在一个倾倒导槽(4)的顶部上形成的滑槽(203)中。以上装置通过合适的悬挂机构(101)安装在一个支撑框架(1)上；该方法所存在的主要缺陷是无法处理未烘干的球团，需要在造球阶段加入烘干工艺，增加了工艺能耗；同时无法直接利用烟气所携带的热量，增加热损失。
申请号为201510648755.7的中国发明专利公开了一种用于转底炉中的冷却与烘干同步的方法，具体步骤如下：首先，将转底炉红球通过第一导料槽均匀地落在进料端A2的该下层链板上，同时将该转底炉生球通过第一布料器均匀地落在进料端B1的该上层链板上；其次，通过调节该上层链板和该下层链板的转速，确保二者的转动方向相反；随后，冷空气上升并穿过位于该下层链板上的红球，对该红球进行降温，同时冷空气温度升高转变成预热空气；然后，该预热空气继续上升，再穿过该上层链板上的生球，对该生球进行烘干，预热，同时该预热空气温度下降，转变成含有一定热量的热空气；最后，该热空气被抽出，进入尘降室，再由该尘降室进入该除尘室，通过该除尘室转入转底炉中的空气预热系统中使用。该方法中转底炉还原产品红球须排出转底炉炉外才能进行冷却处理，不仅需要单独设置冷却装置，还会造成热量损耗；此外，对转底炉还原产品采用空气冷却，容易造成转底炉产品的氧化，会降低产品的金属化率，影响产品品质。
中国专利申请号201320041232.2公开了一种多层式钢网传送烘干机，其包括：一种多层式钢网传送烘干机，所述烘干机包括多层钢网传送带，相邻两层钢网传送带之间的传送方向相反，上一层钢网传送带的下行端较下一层钢网传送带的上行端缩进。每一层钢网传送带均连接有独立的传动器。本发明提供的多层式钢网传送烘干机，可以实现对不同物料的烘干处理，同时在增加物料处理量的同时，即满足高烘干效率的要求，节约占地面积，并可达到安全生产的目的。该方法的烘干机仅能实现烘干功能，且需要单独使用。
综合上述可见，在目前转底炉工艺中，生球的烘干和还原产物的冷却分别采用不同的设备和工艺进行处理，占地面大，工艺流程长，热利用效率低，这不仅建设成本增大，还会造成能耗指标偏高、生产成本偏高等问题，亟待改进。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种用于处理铜渣的系统；
本发明的目的之二是提供一种应用所述系统处理铜渣的方法；
本发明的上述目的是通过以下技术方案来实现的：
一种处理铜渣的系统，包括：球团成型装置、转底炉直接还原系统、熔分装置和制备微晶玻璃装置；其中，球团成型装置的出料口与转底炉直接还原系统的给料口相通，转底炉直接还原系统的出料口与熔分装置的入料口相通，熔分装置的出料口与制备微晶玻璃装置的进料口相通；
所述转底炉直接还原系统包括布料装置干燥以及预热、转底炉预热及直接还原、转底炉冷却、转底炉出料，其结构包括环形炉体和可转动的环形炉底，该环形炉体由内周炉壁、外周炉壁和环形炉顶组成，内周炉壁与外周炉壁同轴设置，环形炉顶的内外边分别连接在内周炉壁和外周炉壁的顶端，形成环形炉膛，所述的环形炉底对应设在该环形炉膛的下方；在该环形炉膛内沿圆周依次设置有布料区、预热区、中温区、高温区和冷却区，且冷却区和布料区相邻，布料区和预热区之间、高温区和冷却区之间用径向的挡墙分隔，在该挡墙的下端与环形炉底之间留有能够至少通过一层物料的间隔；在该预热区、中温区和高温区的内、外周炉壁上装有烧嘴，在该布料区和冷却区之上横向设置溜槽布料器，该布料器横断面两端位于挡墙之间，在溜槽布料器上方的炉顶对应于冷却区的一侧设有给料口；在冷却区和布料区之间的炉底上设有出料装置；在所述的冷却区靠近环形炉底处的内、外周炉壁上设有气体喷吹装置；在对应于溜槽布料器上方的转底炉炉顶设有回收挥发金属元素的回收装置。
所述溜槽布料器包括多段与水平面有一定角度的倾斜式溜槽、固定装置和下料挡板构成，各段倾斜式溜槽首尾依次相连且在圆周方向相互交替错排列构成连续的物料下降通道；固定装置将各段倾斜式溜槽固定在一起并与设在炉顶给料口附近的振动器相连。
作为一种优选的结构，所述溜槽布料器可以由三段倾斜式溜槽构成，包括第一段倾斜式溜槽、第二段倾斜式溜槽和第三段倾斜式溜槽，三段倾斜式溜槽首尾依次相连且在圆周方向相互交替错开，三段倾斜式溜槽通过两个固定链接装置连接并固定在一起，固定链接装置的上端与位于炉顶的振动器相连；作为进一步优选的结构，其中一个振动器位于给料口附近；所述三段倾斜式溜槽均呈扇形，其两端的弧度与转底炉圆周方向上的弧度一致，其横断面与转底炉径向方向平行；第一段倾斜式溜槽、第二段倾斜式溜槽以及第三段倾斜式溜槽各自由两个隔板以及围在隔板内的溜槽跑道组成；在第二段倾斜式溜槽的首端以及第三段倾斜式溜槽的首端分别设有下料挡板；第一段倾斜式溜槽的溜槽跑道的首端位于给料口的正下方；优选的，给料口沿转底炉径向的宽度与第一段倾斜式溜槽的溜槽跑道的宽度相同。
本发明对溜槽布料器的进一步优选的结构，各段倾斜式溜槽和水平面的夹角为5～15°；若夹角过小，球团在布料装置中停留时间过长，会影响生产效率；若夹角过大，球团停留时间过短，无法达到充分的烘干效果，球团在进入预热区后会发生爆裂；其中，第一段倾斜式溜槽和水平的夹角为5～10°，第二段倾斜式溜槽和水平的夹角为8～13°，第三段倾斜式溜槽和水平的夹角为10～15°。
三段倾斜式溜槽的中心在螺旋出料器之上，第三段倾斜式溜槽的尾端位于布料区的正上方，且第三段倾斜式溜槽尾端的最低点距离转底炉炉底高度为40～80mm。由此，可确保溜槽布料器能够将球团均匀、顺利的布至转底炉炉底，并最大程度地减少球团在跌落过程中的碎裂现象。
本发明进一步的改进，在倾斜式溜槽之间设置多个辐射管，在多段倾斜式溜槽之间设置的辐射管沿转底炉径向方向均匀布置，并横贯于内、外周炉壁之间；其中，在第一段倾斜式溜槽与第二段倾斜式溜槽之间以及在第二段倾斜式溜槽和第三段倾斜式溜槽之间沿转底炉径向方向均匀设置多个辐射管；其中，同层辐射管的中心距为500～900mm；若距离过大，无法将生球团加热到所需温度；若距离过小，则会造成热量的浪费；所述辐射管的辐射温度为900～1100℃，且下端辐射管的辐射温度高于上端辐射管的辐射温度，由此可以适应不同烘干和预热段球团对温度的要求。
所述隔板的高度为80～100mm，同时其高度比料层高出至少20mm；所述溜槽跑道的底部均匀分布有气孔；优选的，所述气孔为圆形气孔，更优选的，所述圆形气孔为直径为2～7mm的圆形气孔。由此，合格的球团可以均匀布至溜槽布料器上，且可保证喷吹气体和热量顺利向上运动。
本发明对溜槽布料器的更进一步的优选，所述溜槽布料器距转底炉两侧炉壁的距离为100～200mm；由此溜槽式布料器可以上下振动，但不会碰撞到转底炉的侧壁，且还可将球团布满转底炉炉底。
所述挡墙与炉底之间的距离为60～150mm。
所述还原产物出料装置优选是螺旋出料器；
所述溜槽末端的下料通道的宽度优选为100～200mm，由此可使球团落至下层溜槽；溜槽与转底炉连接处设有振动器，实现均匀给料，防止堵料；下料通道的出口距离转底炉炉底的高度为40～80mm；若该高度过大，球团在落下过程中会更易碎裂；若高度过小，底端受热过多，影响装置的寿命。
所述回收装置设置在布料装置上方的转底炉炉顶，由此，可将溜槽布料器在烘干和预热过程中产生的热烟气和水蒸气排出转底炉外。
所述气体喷吹装置喷吹的还原性气体，所述还原性气体为煤制气、高炉煤气或焦炉煤气中的一种或几种。由此喷吹气体可以对热态还原产物进行冷却，同时还原性气体可以对还原产物进行进一步还原，以提高其金属化率。
本发明进一步提供了一种应用所述的系统处理铜渣的方法，包括：
(1)铜渣、添加剂、还原剂和粘结剂混合均匀后在球团成型装置制成含水的生球团；
(2)含水的生球团通过转底炉直接还原系统的给料口布入到溜槽布料器，通过溜槽布料器的溜槽跑道逐步下降最后通过下料通道布入到布料区；其中，气体喷吹装置喷吹的还原性气体与进入到冷却区的高温还原产物进行热交换产生预热气体，上行的预热气体以及设置在溜槽布料器中的辐射管产生的辐射热量共同对在溜槽跑道逐步下降的生球团进行加热烘干使球团得到预热，同时原料中的铅锌元素被还原挥发，通过回收装置回收；预热的球团通过溜槽布料器的最末段的下料通道到达转底炉布料区，依次经过转底炉预热区、中温区、高温区发生还原反应，得到高温的还原产物；高温的还原产物进入冷却区与气体喷吹装置喷吹的气体接触，将高温的还原产物冷却，同时还原性气体对球团中的铁氧化物进行还原，冷却后的还原产物球团通过还原产物出料装置排出炉外；产生的预热气体在挡墙的作用下上行至布料装置中用于烘干含水生球；
(3)将排出炉外的还原产物球团送入熔化分离装置进行熔分，得到铁水和液态渣；
(4)液态渣送入制备微晶玻璃装置，得到微晶玻璃产品。
步骤(1)中所述还原剂为兰炭、无烟煤、褐煤、烟煤、半胶、石油焦、焦煤或石墨等中的任意一种或多种按照任何比例组成的混合物；所述粘结剂为膨润土、黏土、水玻璃、赤泥、沥青、羧甲基纤维素钠、淀粉、改性淀粉、腐殖酸钠、糊精中的一种或多种的组合；所述添加剂为石灰石、白云石、纯碱、萤石中一种或多种的组合。
步骤(1)中所述含水生球团中的水分含量≤15％；若水分含量过高，无法满足转底炉生产要求，在还原过程中会发生爆裂。
所述含水的生球团粒径优选为8～16mm。若球团粒径过小，会通过溜槽的气孔漏下或者卡在气孔中，若球团直接漏下，不仅容易摔裂，还无法达到烘干预热的效果；若卡在气孔中，堵塞气孔的同时还会影响后续物料的传送。若球团粒径过大，烘干效果不明显，不能满足转底炉要求。
步骤(2)中气体喷吹装置喷吹的还原气体为煤制气、高炉煤气和焦炉煤气中的一种或几种。
所述辐射管的辐射温度为900～1100℃。
所述冷却后的还原产物的温度为700～1000℃，由此还原产物的球团表面出现明显的硬化，有利于还原产物的运输，并为熔分过程提供良好的原料条件，同时在此温度下的还原产物进行熔分时，熔化分离过程及能耗不受明显影响。
由此，含水的铜渣生球可以直接进入转底炉，在炉内实现生球的烘干、预热，再经转底炉直接还原，熔分炉熔化分离和制备微晶玻璃等工序，实现铜渣资源的综合利用。
综上所述，利用本发明系统和方法处理铜渣主要的有益效果如下：
(1)可以采用未烘干的铜渣生球直接入炉，取消了工艺前端的烘干流程，节约投资，同时降低能耗。
(2)含水生球在炉内实现烘干预热的同时，可以将铅锌回收。
(3)进一步提高铁的还原效果。
附图说明
图1本发明的转底炉处理铜渣的系统的结构示意图。
图2本发明转底炉直接还原过程的流程示意图。
图3本发明的转底炉俯视结构示意图。
图4本发明的溜槽结构俯视图。
图5本发明的溜槽横断面剖视图。
图6本发明溜槽布料器在转底炉圆周方向结构示意图。
附图标记说明：
1、布料区；2、预热区；3、中温区；4、高温区；5、冷却区；6、隔板；7、气体喷吹装置；8、气孔；9、下料挡板；10、出料装置；11、溜槽跑道；12、溜槽1；13、溜槽2；14、溜槽3；15、振动给料器；16、固定链接装置；18、挡墙；19、回收装置；20、给料口；21、辐射管。
具体实施方式
参考图1-图2，本发明提供了一种处理铜渣的系统，包括球团成型装置S100、转底炉直接还原系统S200、熔分装置S300和制备微晶玻璃装置S400；其中，球团成型装置S100的出料口与转底炉直接还原系统S200的给料口相通，转底炉直接还原系统S200的出料口与熔分装置S300的入料口相通，熔分装置S300的出料口与制备微晶玻璃装置S400的进料口相通；
所述转底炉直接还原系统S200包括布料装置干燥以及预热S201、转底炉预热及直接还原S202、转底炉冷却S203、转底炉出料S204，其结构包括环形炉体和可转动的环形炉底，该环形炉体由内周炉壁、外周炉壁和环形炉顶组成，内周炉壁与外周炉壁同轴设置，环形炉顶的内外、边分别连接在内周炉壁和外周炉壁的顶端，形成环形炉膛，所述的环形炉底对应设在该环形炉膛的下方；在该环形炉膛内沿圆周依次设置有布料区1、预热区2、中温区3、高温区4和冷却区5，且冷却区5和布料区1相邻，布料区1和预热区2之间、高温区4和冷却区5之间用径向的挡墙18分隔，在该挡墙18的下端与环形炉底之间留有能够至少通过一层物料的间隔；在该预热区2、中温区3和高温区4的内、外周炉壁上装有烧嘴，在该布料区1和冷却区5之上横向设置溜槽布料器，该布料器横断面两端位于挡墙18之间，在溜槽布料器上方的炉顶对应于冷却区5的一侧设有给料口20；在冷却区5和布料区1之间的炉底上设有出料装置10；在所述的冷却区5靠近环形炉底处的内、外周炉壁上设有气体喷吹装置7；在对应于溜槽布料器上方的转底炉炉顶设有回收挥发金属元素的回收装置19。
所述溜槽布料器包括多段倾斜式溜槽；作为一种优选的结构，所述溜槽布料器包括三段倾斜式溜槽，第一段倾斜式溜槽12、第二段倾斜式溜槽13和第三段倾斜式溜槽14，三段倾斜式溜槽12、13、14首尾依次相连且在圆周方向相互交替错开，三段倾斜式溜槽12、13、14通过两个固定链接装置16连接并固定在一起，固定链接装置16的上端与位于炉顶的振动器15相连；优选的，其中一个振动器15位于给料口20附近；三段倾斜式溜槽12、13、14均呈扇形，其两端的弧度与转底炉圆周方向上的弧度一致，其横断面与转底炉径向方向平行；第一段倾斜式溜槽12、第二段倾斜式溜槽13以及第三段倾斜式溜槽14各自由两个隔板6以及围在隔板内的溜槽跑道11a、11b、11c组成；在第二段倾斜式溜槽13的首端以及第三段倾斜式溜槽14的首端分别设有下料挡板9a，9b；第一段倾斜式溜槽12溜槽跑道11a的首端位于给料口20的正下方；作为优选的结构，给料口20沿转底炉径向的宽度与第一段倾斜式溜槽12的溜槽跑道11a的宽度相同；第一段倾斜式溜槽12和水平的夹角为5～10°，第二段倾斜式溜槽13和水平的夹角为8～13°，第三段倾斜式溜槽14和水平的夹角为10～15°；三段倾斜式溜槽12、13、14的中心在螺旋出料器10之上，第三段倾斜式溜槽13的尾端位于布料区的正上方，且第三段倾斜式溜槽14尾端的最低点距离转底炉炉底高度为40～80mm。
所述隔板6的高度为80～100mm，同时其高度比料层高出至少20mm；所述溜槽跑道11a、11b、11c的底部均匀分布有气孔8；作为一种更优选的结构，所述气孔8为圆形气孔，更优选的，所述圆形气孔为直径为2～7mm的圆形气孔。
作为一种优选的具体结构，在第一段倾斜式溜槽12与第二段倾斜式溜槽13之间以及在第二段倾斜式溜槽13和第三段倾斜式溜槽14之间沿转底炉径向方向均匀设置多个辐射管21；所述辐射管21的辐射温度为900～1100℃。
优选的，下料通道的宽度为100～200mm，下料通道的出口距离转底炉炉底的高度为40～80mm。
所述气体喷吹装置7喷吹的气体为还原性气体，所述还原性气体为煤制气、高炉煤气或焦炉煤气中的一种或几种。
所述溜槽布料器在圆周方向距转底炉两侧炉壁的距离为50～100mm。
本发明进一步提供了一种应用所述的系统处理铜渣的方法，包括：
(1)将铜渣、添加剂、还原剂和粘结剂混合均匀后在球团成型装置S100制成含水的生球团；所述的添加剂为含氯化钙溶液、氯化钠溶液或含氯化钠、氯化钙的工业废液；所述含水生球团中的水分含量≤15％；所述含水生球团粒径为8～16mm；
(2)含水的生球团通过转底炉直接还原系统S200的给料口布入到溜槽布料器，通过溜槽布料器的溜槽跑道11逐步下降最后通过下料通道布入到布料区1；其中，气体喷吹装置7喷吹的还原性气体与进入到冷却区5的高温还原产物进行热交换产生预热气体，上行的预热气体以及设置在溜槽布料器中的辐射管21产生的辐射热量(辐射管的温度为900～1100℃)共同对在溜槽跑道11逐步下降的生球团进行加热烘干使球团得到预热，同时原料中的铅锌元素被还原挥发，通过回收装置19回收；
预热的球团通过溜槽布料器的最末段的下料通道到达转底炉布料区1，依次经过转底炉预热区2、中温区3、高温区4发生还原反应，得到高温的还原产物；高温的还原产物进入冷却区5与气体喷吹装置7喷吹的气体接触，将高温的还原产物冷却，同时还原性气体对球团中的铁氧化物进行还原，冷却后的还原产物球团通过还原产物出料装置10排出炉外；产生的预热气体在挡墙18的作用下上行至布料装置中用于烘干含水生球；
(3)将排出炉外的还原产物球团送入熔化分离装置S300进行熔分，得到铁水和液态渣；
(4)液态渣送入制备微晶玻璃装置S400，得到微晶玻璃产品。
下面将结合实施例对本发明的方案进行解释。本领域技术人员将会理解，下面的实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。
实施例1
将铁含量37.19％、铅含量0.73％、锌含量1.03％的铜渣配入一定量的还原剂、添加剂、粘结剂后在球团成型装置S100中制成含水的铜渣生球，球团粒径8mm，含水量12％；含水生球通过布料装置的给料通道进入转底炉。
该布料装置为溜槽布料器，横向设置在转底炉布料区1和冷却区5之间，包括给料通道、多段与水平面有一定夹角的倾斜式溜槽、振动器15、辐射管21和固定链接装置16，并由固定链接装置16固定在转底炉内，通过振动器15传动进行振动给料，且最底端溜槽出口位于布料区1之上。
溜槽式布料器沿转底炉径向方向的两端距转底炉侧壁的距离为60mm；
溜槽最底端距离转底炉炉底高度为80mm；
溜槽式布料器由三段溜槽组成，各段溜槽和水平面的夹角分别为一段5°、二段8°、三段10°；
两段溜槽之间，并沿转底炉径向方向均匀布置辐射管21，同层辐射管21中心距为500mm，辐射管21最高温度为900℃。
每段溜槽由隔板6分割为5个供料溜槽，隔板6的高度为60mm，且溜槽弧度与转底炉圆周方向上的弧度一致，溜槽横断面与转底炉径向方向平行，溜槽底部均匀分布有圆形气孔8，溜槽末端设有下料通道。
溜槽底部的圆形气孔8直径为2mm；溜槽末端的下料通道宽度为50mm。
回收装置19设置在布料装置上方的转底炉顶壁。
含水生球在溜槽运行过程中和上行的预热气体接触，同时受到辐射管21的热辐射，生球逐渐被烘干，同时生球中的铅、锌化合物与还原剂反应生成金属，高温时挥发，通过回收装置19进行回收。
烘干后的球团通过溜槽的下料通道进入转底炉布料区1，依次经过预热区2、中温区3、高温区4，球团在此阶段停留时间为45min，高温区4温度为1260℃。球团在该过程中不会发生明显的爆裂现象，同时铁氧化物发生还原反应，生成高温金属化球团。随后高温金属化球团到达冷却区5。
冷却区5设置有气体喷吹装置7，其喷吹气体为煤制气。喷吹气体与高温金属化球团接触，冷却球团的同时将气体预热，随后上行至布料装置烘干、预热生球；此外，还原性气体将金属化球团的铁氧化物进一步还原，提高还原效果。经冷却还原的金属化球团通过出料装置10排出炉外。
转底炉直接还原结果为铅挥发率89.78％，锌挥发率94.09％，球团金属化率为83.43％，冷却后的还原产物温度700℃。
出料装置10排出热态的还原产物直接送入熔化分离装置S300进行熔分，加入10％的石灰石作助溶剂，在温度1550℃下，保温90min，渣铁分离，得到的液态渣直接送入制备微晶玻璃装置S400中，通过调整渣中各化学成分配比生产得到微晶玻璃。铁口得到的铁水产品含铁95.46％。
实施例2
将铁含量38.24％、铅含量0.53％、锌含量2.17％的铜渣配入一定量的还原剂、添加剂、粘结剂后在球团成型装置S100中制成含水的铜渣生球，球团粒径12mm，含水量14％。含水生球通过布料装置的给料通道进入转底炉。
该布料装置为溜槽布料器，横向设置在转底炉布料区1和冷却区5之间，包括给料通道、多段与水平面有一定夹角的倾斜式溜槽、振动器15、辐射管21和固定链接装置16，并由固定链接装置16固定在转底炉内，通过振动器15传动进行振动给料，且最底端溜槽出口位于布料区1之上。
溜槽式布料器沿转底炉径向方向的两端距转底炉侧壁的距离为100mm；
溜槽最底端距离转底炉炉底高度为60mm；
溜槽式布料器由三段溜槽组成，各段溜槽和水平面的夹角分别为一段7°、二段9°、三段11°；
两段溜槽之间，并沿转底炉径向方向均匀布置辐射管21，同层辐射管21中心距为750mm，辐射管21最高温度为1000℃
每段溜槽由隔板6分割为4个供料溜槽，隔板6的高度为70mm，且溜槽弧度与转底炉圆周方向上的弧度一致，溜槽横断面与转底炉径向方向平行，溜槽底部均匀分布有圆形气孔8，溜槽末端设有下料通道；
溜槽底部的圆形气孔8直径为4mm；溜槽末端的下料通道宽度为100mm。
回收装置19设置在布料装置上方的转底炉顶壁。
含水生球在溜槽运行过程中和上行的预热气体接触，同时受到辐射管21的热辐射，生球逐渐被烘干，同时生球中的铅、锌化合物与还原剂反应生成金属，高温时挥发，通过回收装置19进行回收。
烘干后的球团通过溜槽的下料通道进入转底炉布料区1，依次经过预热区2、中温区3、高温区4，球团在此阶段停留时间为33min，高温区4温度为1300℃。球团在该过程中不会发生明显的爆裂现象，同时铁氧化物发生还原反应，生成高温金属化球团。随后高温金属化球团到达冷却区5。
冷却区5设置有气体喷吹装置7，其喷吹气体为焦炉煤气。喷吹气体与高温金属化球团接触，冷却球团的同时将气体预热，随后上行至布料装置烘干、预热生球；此外，还原性气体将金属化球团的铁氧化物进一步还原，提高还原效果。经冷却还原的金属化球团通过出料装置10排出炉外。
转底炉直接还原结果为铅挥发率92.97％，锌挥发率96.03％，球团金属化率为86.41％，冷却后的还原产物温度800℃。
出料装置10排出热态的还原产物直接送入熔化分离装置S300进行熔分，加入10％的石灰石作助溶剂，在温度1600℃下，保温60min，渣铁分离，得到的液态渣直接送入制备微晶玻璃装置S300中，通过调整渣中各化学成分配比生产得到微晶玻璃。铁口得到的铁水产品含铁96.99％。
实施例3
将铁含量40.02％、铅含量0.32％、锌含量1.59％的铜渣配入一定量的还原剂、添加剂、粘结剂后在球团成型装置S100中制成含水的铜渣生球，球团粒径16mm，含水量13％。含水生球通过布料装置的给料通道进入转底炉。
该布料装置为溜槽布料器，横向设置在转底炉布料区1和冷却区5之间，包括给料通道、多段与水平面有一定夹角的倾斜式溜槽、振动器15、辐射管21和固定链接装置16，并由固定链接装置16固定在转底炉内，通过振动器15传动进行振动给料，且最底端溜槽出口位于布料区1之上。
溜槽式布料器沿转底炉径向方向的两端距转底炉侧壁的距离为150mm；
溜槽最底端距离转底炉炉底高度为40mm；
溜槽式布料器由三段溜槽组成，各段溜槽和水平面的夹角分别为一段10°、二段13°、三段15°；
两段溜槽之间，并沿转底炉径向方向均匀布置辐射管21，同层辐射管21中心距为900mm，辐射管21最高温度为1100℃
每段溜槽由隔板6分割为2个供料溜槽，隔板6的高度为80mm，且溜槽弧度与转底炉圆周方向上的弧度一致，溜槽横断面与转底炉径向方向平行，溜槽底部均匀分布有圆形气孔8，溜槽末端设有下料通道；
溜槽底部的圆形气孔8直径为7mm；溜槽末端的下料通道宽度为200mm。
回收装置19设置在布料装置上方的转底炉顶壁。
含水生球在溜槽运行过程中和上行的预热气体接触，同时受到辐射管21的热辐射，生球逐渐被烘干，同时生球中的铅、锌化合物与还原剂反应生成金属，高温时挥发，通过回收装置19进行回收。
烘干后的球团通过溜槽的下料通道进入转底炉布料区1，依次经过预热区2、中温区3、高温区4，球团在此阶段停留时间为25min，高温区4温度为1350℃。球团在该过程中不会发生明显的爆裂现象，同时铁氧化物发生还原反应，生成高温金属化球团。随后高温金属化球团到达冷却区5。
冷却区5设置有气体喷吹装置7，其喷吹气体为高炉煤气。喷吹气体与高温金属化球团接触，冷却球团的同时将气体预热，随后上行至布料装置烘干、预热生球；此外，还原性气体将金属化球团的铁氧化物进一步还原，提高还原效果。经冷却还原的金属化球团通过出料装置10排出炉外。
转底炉直接还原结果为铅挥发率97.16％，锌挥发率98.52％，球团金属化率为84.94％，冷却后的还原产物温度1000℃。
出料装置10排出热态的还原产物直接送入熔化分离装置S300进行熔分，加入10％的石灰石作助溶剂，在温度1600℃下，保温60min，渣铁分离，得到的液态渣直接送入制备微晶玻璃装置S400中，通过调整渣中各化学成分配比生产得到微晶玻璃。铁口得到的铁水产品含铁96.73％。
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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种处理铜渣的系统，其特征在于，包括：球团成型装置(S100)、转底炉直接还原系统(S200)、熔分装置(S300)和制备微晶玻璃装置(S400)；其中，球团成型装置(S100)的出料口与转底炉直接还原系统(S200)的给料口相通，转底炉直接还原系统(S200)的出料口与熔分装置(S300)的入料口相通，熔分装置(S300)的出料口与制备微晶玻璃装置(S400)的入料口相通；
所述转底炉直接还原系统(S200)包括环形炉体和可转动的环形炉底，在所述转底炉的环形炉膛内沿圆周依次设置有布料区(1)、预热区(2)、中温区(3)、高温区(4)和冷却区(5)，且冷却区(5)和布料区(1)相邻，布料区(1)和预热区(2)之间、高温区(4)和冷却区(5)之间用径向的挡墙(18)分隔，在该挡墙(18)的下端与环形炉底之间留有能够至少通过一层物料的间隔；在该预热区(2)、中温区(3)和高温区(4)的内、外周炉壁上装有烧嘴，在该布料区(1)和冷却区(5)之上横向设置溜槽布料器，该布料器横断面两端位于挡墙(18)之间，在溜槽布料器上方的炉顶对应于冷却区(5)的一侧设有给料口(20)；在冷却区(5)和布料区(1)之间的炉底上设有出料装置(10)；在所述的冷却区(5)靠近环形炉底处的内、外周炉壁上设有气体喷吹装置(7)；在对应于溜槽布料器上方的转底炉炉顶设有回收挥发金属元素的回收装置(19)。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述溜槽布料器包括多段与水平面有一定角度的倾斜式溜槽、固定装置(16)和下料挡板(9)构成，各段倾斜式溜槽首尾依次相连且在圆周方向相互交替错排列构成连续的物料下降通道；固定装置将各段倾斜式溜槽固定在一起并与设在炉顶给料口附近的振动器(15)相连。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：各段倾斜式溜槽各由多个隔板(6)以及围在隔板内的溜槽跑道(11)组成；溜槽跑道的底部均匀分布有气孔(8)；首段倾斜式溜槽(12)的溜槽跑道位于给料口(20)的正下方；末段倾斜式溜槽的溜槽跑道的末端与相邻挡墙形成下料通道，该下料通道位于布料区(1)的上方。
4.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于：每两段倾斜式溜槽之间沿转底炉径向方向均匀设置一层辐射管(21)。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：设在内、外周炉壁上的气体喷吹装置(7)的位置高于进入冷却区(5)物料的料层之上；所述挡墙(18a，18b)与炉底之间的距离为60～150mm。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述出料装置(10)是螺旋出料器；所述溜槽布料器距转底炉两侧炉壁的距离为100～200mm。
7.一种利用权利要求1-6中任一项所述的系统处理铜渣的方法，其特征在于，包括：
(1)将铜渣、添加剂、还原剂和粘结剂混合均匀后在球团成型装置(S100)制成含水的生球团；
(2)含水的生球团通过转底炉直接还原系统(S200)的给料口布入到溜槽布料器，通过溜槽布料器的溜槽跑道(11)逐步下降最后通过下料通道布入到布料区(1)；其中，气体喷吹装置(7)喷吹的还原性气体与进入到冷却区(5)的高温还原产物进行热交换产生预热气体，上行的预热气体以及设置在溜槽布料器中的辐射管(21)产生的辐射热量共同对在溜槽跑道(11)逐步下降的生球团进行加热烘干使球团得到预热，同时原料中的铅锌元素被还原挥发，通过回收装置(19)回收；
预热的球团通过溜槽布料器的最末段的下料通道到达转底炉布料区(1)，依次经过转底炉预热区(2)、中温区(3)、高温区(4)发生还原反应，得到高温的还原产物；高温的还原产物进入冷却区(5)与气体喷吹装置(7)喷吹的气体接触，将高温的还原产物冷却，同时还原性气体对球团中的铁氧化物进行还原，冷却后的还原产物球团通过出料装置(10)排出炉外；产生的预热气体在挡墙(18)的作用下上行至布料装置中用于烘干含水生球；
(3)将排出炉外的还原产物球团送入熔化分离装置(S300)进行熔分，得到铁水和液态渣；
(4)液态渣送入制备微晶玻璃装置(S400)，得到微晶玻璃产品。
8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的添加剂为含氯化钙溶液、氯化钠溶液或含氯化钠、氯化钙的工业废液。
9.按照权利要求7所述的方法，其特征在于：步骤(2)中所述含水生球团中的水分含量≤15％；所述含水生球团粒径为8～16mm。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：步骤(3)中气体喷吹装置(7)喷吹的还原气体为煤制气、高炉煤气和焦炉煤气中的一种或几种；所述辐射管(21)的辐射温度为900～1100℃。
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