CN109022761A - 一种铅冰铜风淬水冷的粒化方法 - Google Patents

一种铅冰铜风淬水冷的粒化方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铅冰铜风淬水冷的粒化方法，它包括如下步骤：1）熔炼炉侧部设有用于流出液体的圆孔和与圆孔匹配的封闭开关，先用封闭开关将圆孔封堵；将铅冰铜置于熔炼炉中熔化后，打开封闭开关，铅冰铜高温熔化液从圆孔流出，形成熔化液流束；2）采用高压气体容器喷射出高压压缩气体，切向冲击步骤1）的熔化液流束，熔化液流束被高压压缩气体切成细小高温液粒、并以抛物线状在空中射出；3）步骤2）射出的高温液粒，在空中运动过程中冷却硬化，硬化的颗粒落入设于熔炼炉下方的冷却水池中进行冷却，最后沉降进入冷却水池的底部，进行收集，即完成铅冰铜风淬水冷的粒化。本发明采用上述方法，有效将铅冰铜细化成小颗粒，工艺简单，安全性高。

Description

一种铅冰铜风淬水冷的粒化方法
技术领域
本发明属于有色金属火法冶金技术领域，具体涉及一种铅冰铜风淬水冷的粒化方法。
背景技术
铅冰铜是铅锌矿火法生产过程中产出的一种中间产品，主要为铅、锌、铜、铁等金属单质及金属硫化物组成的火法渣，据不完全统计，每年全国产出的铅冰铜中含铜量为50~60万吨，具有极高的回收价值，但铅冰铜渣难以粒化，得到的物料呈大块状，且物料在铅冰铜进行回收处理过程中，通常需要先将其破碎细磨至细小颗粒，但该物料合金化严重，硬度很高，大块物料非常难以破碎和细磨，因此要对铅冰铜进行回收，需要先解决铅冰铜粒化问题。
铅冰铜传统的粒化工艺，通常采用水淬工艺，这在其它金属行业，如钢铁、镍等生产中得到广泛应用，即将融化的火法渣送至水池中，利用水的冷却性和流动性来冷却分散火法渣，最终形成小颗粒，水与高温的铅冰铜接触,产生化学反应，形成大量的氢气，在这种高温环境下极易爆炸，另一方面，该种高温物料会包裹水，产生的水蒸气不能及时分散，也会产生放炮现象，采用该工艺会给生产设备及人员造成安全威胁。因此该工艺不适合铅冰铜，寻求一种高效安全的铅冰铜粒化方案，成为铅冰铜综合回收的重要前提。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种铅冰铜风淬水冷处理的方法，通过本发明的方法，可有效的将铅冰铜细化成小颗粒，且本发明工艺的安全性大大提高。
所述的一种铅冰铜风淬水冷的粒化方法，其特征在于包括如下步骤：
1）熔炼炉侧部设有用于流出液体的圆孔和与圆孔匹配的封闭开关，先用封闭开关将圆孔封堵；将铅冰铜置于熔炼炉中熔化后，打开封闭开关，铅冰铜高温熔化液从圆孔流出，形成熔化液流束；
2）采用高压气体容器喷射出高压压缩气体，切向冲击步骤1）的熔化液流束，熔化液流束被高压压缩气体切成细小高温液粒、并以抛物线状在空中射出；
3）步骤2）射出的高温液粒，在空中运动过程中冷却硬化，硬化的颗粒落入设于熔炼炉下方的冷却水池中进行冷却，最后沉降进入冷却水池的底部，进行收集，即完成铅冰铜风淬水冷的粒化。
所述的一种铅冰铜风淬水冷的粒化方法，其特征在于步骤1）中熔化液流束的形成步骤为：
熔炼炉侧部通过圆孔依次与溜槽、中间包和流量调配器连通，铅冰铜高温熔化液从圆孔流出，经溜槽流入中间包中，进行稳定流速，然后流入流量调配器，进行调节流量后从流量调配器喷出口流出，形成所述的熔化液流束。
所述的一种铅冰铜风淬水冷的粒化方法，其特征在于步骤1）中铅冰铜的熔化温度为1050-1150℃。
所述的一种铅冰铜风淬水冷的粒化方法，其特征在于熔炼炉侧部圆孔的孔径为15~25mm，优选为20mm。
所述的一种铅冰铜风淬水冷的粒化方法，其特征在于铅冰铜高温熔化液在中间包中温度恒定，温度为1050-1150℃。
所述的一种铅冰铜风淬水冷的粒化方法，其特征在于铅冰铜高温熔化液从流量调配器喷出口垂直流下，形成熔化液流束，采用高压气体容器喷射出高压压缩气体，斜向上冲击所述的熔化液流束；所述高压压缩气体的喷射方向与水平线的夹角为20~25°，优选为22°。
所述的一种铅冰铜风淬水冷的粒化方法，其特征在于步骤3）中，冷却水池中的冷却水呈紊流状态，使得硬化的颗粒在水中飘动不会粘结、且热量得到充分分散。
所述的一种铅冰铜风淬水冷的粒化方法，其特征在于使冷却水池中的冷却水呈紊流状态的方法为：在冷却水池中铺设两排冷却水管，从两排冷却水管喷出大流量(本发明流量为300m³/h)、高压力(本发明的扬程为80m)的冷却水，喷出的冷却水对流互射进行撞击，至形成强紊流状态。。
所述的一种铅冰铜风淬水冷的粒化方法，其特征在于步骤3）中，冷却水池的底部为斜坡状，使得硬化的颗粒沿着斜坡下移，最终在冷却水池的底部汇集，集中回收。
所述的一种铅冰铜风淬水冷的粒化方法，其特征在于所述高压压缩气体为高压压缩的空气或氮气，优选为空气。
相对于现有技术，本发明取得的有益效果如下：
（1）本发明的粒化介质采用高压压缩空气或氮气，优选为空气，由于空气中除氧外，绝大部分为氮气，在与铅冰铜高温熔化液接触时，不产生可燃或可爆性气体（主要是氢气），这样就避免了由于可燃气体而引起的压力能量释放的爆炸放炮，提高安全性；
（2）本发明的高压压缩气体自压力容器喷出时，具有很高的流速；铅冰铜高温熔化液由流量调配器调节流量后，利用高压压缩空气的高速流动性可将液体颗粒分散的很细，同时可快速带走颗粒表面热量，使颗粒冷凝硬化；其中，液体颗粒的粒径可通过喷出的高压压缩空气的气量进行调节；
（3）本发明通过将被打散形成的液体颗粒成抛物线状飞出，在空中运动降温，在运动过程中，被打散形成的液体颗粒的粒径很小，即液体颗粒的比表面积有很大，在空中运动的液体颗粒和环境有很高的换热面积，因此在运动过程中，液体颗粒表面迅速冷却，进而硬化结壳，然后落入冷却水池进行水冷(可在冷却水池四周及顶部做防护罩进行防护，防止小颗粒飞贱出去，提高安全性)。由于颗粒在进入冷却水池前，其表面已经硬化结壳，颗粒表面温度大大降低，另外由于颗粒小，落入冷却水池中时在水中产生的热量不易集中，这就杜绝了粒化颗粒产生的爆炸放炮；
（4）本发明通过采用上述技术，进一步分散能量，防止热量聚积，冷却水池中，冷却水为强紊流状，冷却水管铺在底部, 成对流互射状，冷却水以大流量高速从水管喷出，相互剧烈撞击的水在冷却水池中形成强紊流区，粒化颗粒经抛物线自由落入强紊流区对粒化颗粒的内部进行强制冷却，随紊流进行不规则运动（不规则运动主要是延长冷却时间），颗粒冷却后沿斜坡方向向下进入水池底部。由抓斗收集。强紊流状的冷却水防止粒化颗粒相互粘结，延长了颗粒冷却时间，分散了汽化能量，杜绝了由于汽化能量聚积而产生的爆炸放炮；
（5）本发明的冷却水池强紊流区的底部可设为长斜坡形，使得冷却的颗粒沿着斜坡向下沉降，落入水池底部进行集中回收。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
如图1所示，本发明的一种铅冰铜风淬水冷粒化方法，包括以下步骤：
1）熔炼炉侧部设有用于流出液体的圆孔和与圆孔匹配的封闭开关（本发明实施例中，设置圆孔的孔径为20mm），熔炼炉侧部通过圆孔依次与溜槽、中间包通道和流量调配器连通；将熔炼炉侧部的圆孔封堵；
将铅冰铜置于熔炼炉中熔化后（熔化温度控制1050-1150℃，形成铅冰铜高温熔化液），打开圆孔的封闭开关，铅冰铜高温熔化液从圆孔流出进入溜槽，经溜槽导入中间包（在中间包中稳定流量，稳流流量控制在0.6~0.8t/min），然后流入流量调配器，进行调节流量（0.3-0.4m³/min），将铅冰铜高温熔化液进行分束，平均分为两束（每束流量0.15~0.2m³/min）从流量调配器的两个喷出口流出，形成两束熔化液流束（熔化液流束自流量调配器的喷出口垂直流下）；
2）采用高压气体容器喷射出高压压缩空气，对步骤1）的两束熔化液流束分别喷射一组高压压缩空气进行喷吹，每组高压气体容器的压力为1.2MPa，喷出的高压压缩空气的流量为45~60m3/min，所述高压压缩气体经喷嘴与水平线的夹角为22°，斜向上冲击所述的熔化液流束；所述熔化液流束被高压压缩气体切成细小高温液粒、并以抛物线状在空中射出，细小高温液粒的粒径为Φ3~8mm）；
3）步骤2）射出的高温液粒，在空中运动冷却硬化，颗粒在空中停留时间3-5S，硬化的颗粒落入设于熔炼炉下方的冷却水池中进行强制冷却，最后沉降进入冷却水池的底部，进行收集，即完成铅冰铜风淬水冷的粒化，
将得到的粒径为φ3~8mm的粒化颗粒落入冷却水池，强制冷却，冷却水流呈紊流态，颗粒 冷却后进入产品收集区。
案例: 某锌业股份有限公司铅冰铜粒化项目
一: 粒化形式:采用风淬水冷(高压风粒化水冷却)
二 :粒化高压压缩空气(P=1.2MPa,Q=45m³/h)
三: 铅冰铜高温液态时温度1100℃
四: 流量调配器每束流量0.2m³/min束，一共两束
五: 高压压缩空气喷嘴喷吹时喷吹角度22º
六; 铅冰铜粒化后在空中停留时间为3s
七: 冷却水量300m³/h，扬程80m，两列配置， 每列四组
八: 粒化后粒径Φ3mm。
本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也仅仅于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (10)

1.一种铅冰铜风淬水冷的粒化方法，其特征在于包括如下步骤：
1）熔炼炉侧部设有用于流出液体的圆孔和与圆孔匹配的封闭开关，先用封闭开关将圆孔封堵；将铅冰铜置于熔炼炉中熔化后，打开封闭开关，铅冰铜高温熔化液从圆孔流出，形成熔化液流束；
2）采用高压气体容器喷射出高压压缩气体，切向冲击步骤1）的熔化液流束，熔化液流束被高压压缩气体切成细小高温液粒、并以抛物线状在空中射出；
3）步骤2）射出的高温液粒，在空中运动过程中冷却硬化，硬化的颗粒落入设于熔炼炉下方的冷却水池中进行冷却，最后沉降进入冷却水池的底部，进行收集，即完成铅冰铜风淬水冷的粒化。
2.根据权利要求1所述的一种铅冰铜风淬水冷的粒化方法，其特征在于步骤1）中熔化液流束的形成步骤为：
熔炼炉侧部通过圆孔依次与溜槽、中间包和流量调配器连通，铅冰铜高温熔化液从圆孔流出，经溜槽流入中间包中，进行稳定流速，然后流入流量调配器，进行调节流量后从流量调配器喷出口流出，形成所述的熔化液流束。
3.根据权利要求1所述的一种铅冰铜风淬水冷的粒化方法，其特征在于步骤1）中铅冰铜的熔化温度为1050-1150℃。
4.根据权利要求1所述的一种铅冰铜风淬水冷的粒化方法，其特征在于熔炼炉侧部圆孔的孔径为15~25mm，优选为20mm。
5.根据权利要求2所述的一种铅冰铜风淬水冷的粒化方法，其特征在于铅冰铜高温熔化液在中间包中温度恒定，温度为1050-1150℃。
6.根据权利要求2所述的一种铅冰铜风淬水冷的粒化方法，其特征在于铅冰铜高温熔化液从流量调配器喷出口垂直流下，形成熔化液流束，采用高压气体容器喷射出高压压缩气体，斜向上冲击所述的熔化液流束；所述高压压缩气体的喷射方向与水平线的夹角为20~25°，优选为22°。
7.根据权利要求1所述的一种铅冰铜风淬水冷的粒化方法，其特征在于步骤3）中，冷却水池中的冷却水呈紊流状态，使得硬化的颗粒在水中飘动不会粘结、且热量得到充分分散。
8.根据权利要求7所述的一种铅冰铜风淬水冷的粒化方法，其特征在于使冷却水池中的冷却水呈紊流状态的方法为：在冷却水池中铺设两排冷却水管，从两排冷却水管喷出大流量、高压力的冷却水，喷出的冷却水对流互射进行撞击，至形成强紊流状态。
9.根据权利要求1所述的一种铅冰铜风淬水冷的粒化方法，其特征在于步骤3）中，冷却水池的底部为斜坡状，使得硬化的颗粒沿着斜坡下移，最终在冷却水池的底部汇集，集中回收。
10.根据权利要求1所述的一种铅冰铜风淬水冷的粒化方法，其特征在于所述高压压缩气体为高压压缩的空气或氮气，优选为空气。
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