CN110629041A - 锑氧还原冶炼装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锑氧还原冶炼装置，包括：炉体和感应体，所述炉体内自上而下限定出气相区、渣层区和金属层区，所述气相区设有锑氧料入口、排烟口和燃烧喷嘴，所述渣层区设有排渣口，所述金属层区设有锑金属排放口，所述感应体包括：导磁体、感应线圈、熔体通道和隔热层，所述感应线圈设在所述导磁体外围，所述熔体通道设在所述感应线圈外围，并且所述熔体通道具有熔体进口和熔体出口，所述熔体进口和熔体出口分别与所述金属层区连通，所述隔热层设在所述感应线圈和所述熔体通道之间。采用该装置可以有效解决现有锑氧还原装置劳动条件差、环保差、生产效率低、能耗高以及直收率低等问题。
Description
技术领域
本发明属于冶金设备技术领域，具体涉及一种锑氧还原冶炼装置。
背景技术
锑氧指三氧化二锑，绝大部分为含锑原料经鼓风炉、焙烧炉、挥吹炉处理后的产物，含有部分砷、铅、铜、铁、硫、铋、金、银中的一种或多种杂质，是生产精锑产品的原料。
目前本领域绝大部分锑冶炼厂的基本工艺为锑精矿鼓风炉挥发熔炼-粗三氧化二锑反射炉还原熔炼。现有技术采用反射炉还原锑，即锑氧作为原料，碳作为还原剂，碳酸钠作助熔剂，在1100℃左右条件下进行还原，锑氧被还原成粗锑，再精炼成精锑后分步加工成锑深加工产品。然而反射炉还原过程存在劳动条件差、环保差、生产效率低、能耗高、直收率低等缺点。
因此，现有的锑冶炼设备有待改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种锑氧还原冶炼装置，采用该装置可以有效解决现有锑氧还原装置劳动条件差、环保差、生产效率低、能耗高以及直收率低等问题。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种锑氧还原冶炼装置。根据本发明的实施例，所述装置包括：
炉体，所述炉体内自上而下限定出气相区、渣层区和金属层区；
锑氧料入口，所述锑氧料入口设在所述气相区；
排烟口，所述排烟口设在所述气相区；
燃烧喷嘴，所述燃烧喷嘴设在所述气相区；
排渣口，所述排渣口设在所述渣层区；
锑金属排放口，所述锑金属排放口设在所述金属层区；
感应体，所述感应体包括：
导磁体；
感应线圈，所述感应线圈设在所述导磁体外围；
熔体通道，所述熔体通道设在所述感应线圈外围，并且所述熔体通道具有熔体进口和熔体出口，所述熔体进口和熔体出口分别与所述金属层区连通；
隔热层，所述隔热层设在所述熔体通道外围。
根据本发明实施例的锑氧还原冶炼装置通过在炉体上金属层区侧壁上设置感应体，通过向感应体内感应线圈供给交变电流，感应线圈内产生交变磁场，磁场通过铁芯导磁体传递到熔体通道内，在熔体通道内熔体中产生感应电流，进而对熔体通道内熔体进行感应加热，即金属层区内的金属熔体经熔体进口进入熔体通道内被加热，然后再经熔体出口排出熔体通道，如此反复循环，使得金属层区内全部金属熔体均被加热，为锑氧还原反应提供热源，促使锑氧被还原，相较于现有锑氧还原装置，本申请的装置可以解决劳动条件差、环保差、生产效率低、能耗高以及直收率低等问题。
另外，根据本发明上述实施例的锑氧还原冶炼装置还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述气相区、所述渣层区和所述金属层区的高度比为(4～7)：(1～3)：(2～3)。由此，可以显著提高锑氧冶炼效率。
在本发明的一些实施例中，所述感应体高度占所述金属层区高度的30％～70％。由此，可以显著提高锑氧冶炼效率。
在本发明的一些实施例中，所述感应体的下端距所述金属层区底部高度占所述金属层区高度的10％～30％。由此，可以显著提高锑氧冶炼效率。
在本发明的一些实施例中，所述熔体通道为U型。
在本发明的一些实施例中，所述熔体通道为W型，所述W型熔体通道的两个V型内分别设置所述导磁体和所述感应线圈，并且所述熔体出口设在所述W型熔体通道的中端，所述熔体进口设在所述W型熔体通道的两端。
在本发明的一些实施例中，所述感应线圈内部中空，所述感应线圈内供给冷却水。由此，可以延长感应线圈的使用寿命。
在本发明的一些实施例中，上述装置包括多个所述感应体，所述多个感应体在所述金属层区外壁周向上间隔分布。由此，可以显著提高锑氧冶炼效率。
在本发明的一些实施例中，上述装置包括多个所述燃烧喷嘴。由此，可以显著提高锑氧冶炼效率。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的锑氧还原冶炼装置主视结构图；
图2是根据本发明再一个实施例的锑氧还原冶炼装置上A-A结构图；
图3是根据本发明又一个实施例的锑氧还原冶炼装置上A-A结构图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种锑氧还原冶炼装置。根据本发明的实施例，参考图1-3，该装置包括炉体100和感应体200。
根据本发明的实施例，炉体100内自上而下限定出气相区11、渣层区12和金属层区13，并且气相区11上分别设置锑氧料入口101、排烟口102和燃烧喷嘴103，渣层区12上设置排渣口104，金属层区13设置锑金属排放口105，参考图1，锑氧料入口101和排烟口102设在气相区的顶端，燃烧喷嘴103设在气相区11的侧壁上，并且燃烧喷嘴103可以燃烧天然气、柴油或其他燃料，优选的，气相区11侧壁上设置多个燃烧喷嘴103，并且多个燃烧喷嘴103在气相区11侧壁的周向上间隔部分，并且炉体100的形状可以为矩形、椭圆形或圆形，对此本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。
进一步的，气相区11、渣层区12和金属层区13的高度比为(4～7)：(1～3)：(2～3)。发明人发现，该结构的冶炼装置可以显著提高锑氧还原效率。
根据本发明的实施例，感应体200包括导磁体21、感应线圈22、熔体通道23和隔热层24，感应线圈22设在导磁体21外围，熔体通道23设在感应线圈22外围，并且熔体通道23具有熔体进口201和熔体出口102，熔体进口201和熔体出口202分别与金属层区13连通，隔热层24设在熔体通道23外围。具体的，感应体200为主加热设备，当感应体200无法维持炉体内热平衡时，采用燃烧喷嘴进行补热，导磁体21为环形铁芯，感应线圈22绕铁芯呈多匝排布，通过向感应体内感应线圈供给交变电流，感应线圈内产生交变磁场，磁场通过铁芯导磁体传递到熔体通道内，在熔体通道内熔体中产生感应电流，进而对熔体通道内熔体进行感应加热，即金属层区内的金属熔体经熔体进口进入熔体通道内被加热，然后再经熔体出口排出熔体通道，如此反复循环，使得金属层区内全部金属熔体均被加热，为锑氧还原反应提供热源，促使锑氧被还原，相较于现有锑氧还原装置，本申请的装置可以解决劳动条件差、环保差、生产效率低、能耗高以及直收率低等问题。需要说明的是，隔热层24为绝缘隔热材料组成，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。
进一步的，感应体200高度占金属层区13高度的30％～70％，并且感应体200的下端距金属层区13底部高度占金属层区13高度的10％～30％。由此，可以显著提高锑氧还原效率。
进一步的，参考图2，熔体通道23可以为U型，即熔体进口201设在熔体通道23的一端，熔体出口202设在熔体通道23的另一端，需要说明的是，本申请中金属层区13内的金属熔体自熔体进入口201进入熔体通道23被布置的感应体200加热后再经熔体出口202供给至金属层区13内的动力可以为现有技术中的任何可以实现金属熔体的技术，例如可以通过现有技术中的熔沟形状和线圈排布的精确设计，并且在电磁压缩力作用下实现金属熔体的流动，，如此反复循环，使得金属层区13内全部金属熔体均被加热，促使锑氧被还原。
进一步的，参考图3，感应体200上的熔体通道23为W型，W型熔体通道23的两个V型内分别设置导磁体21和感应线圈22，需要说明的是，本申请中金属层区13内的金属熔体自位于熔体通道23两端的熔体进口201进入熔体通道23分别被布置在感应体200内的感应线圈22加热后再熔体通道23中端的熔体出口202进入金属层区13内的动力可以为现有技术中的任何可以实现金属熔体的技术，例如可以通过现有技术中熔沟形状和线圈排布的精确设计，并且在电磁压缩力作用下实现金属熔体的流动，如此反复循环，使得金属层区13内全部金属熔体均被加热，为锑氧还原反应过程提供热源，促使锑氧被还原。
优选的，为了进一步提高锑氧还原效率，在金属层区13上设置多个感应体200，并且多个感应体200在金属层区13外壁周向上间隔分布，从而采用多个感应体200对金属层区13内的金属熔体进行加热。
进一步的，为了提高感应线圈22的使用寿命，感应线圈22为空心线圈，采用冷却系统向感应线圈22内供给冷却水，并且为了避免感应线圈22被烧穿后出现漏水风险，冷却系统采用负压冷却系统。
根据本发明实施例的锑氧还原冶炼装置通过在炉体上金属层区侧壁上设置感应体，通过向感应体内感应线圈供给交变电流，感应线圈内产生交变磁场，磁场通过铁芯导磁体传递到熔体通道内，在熔体通道内熔体中产生感应电流，进而对熔体通道内熔体进行感应加热，即金属层区内的金属熔体经熔体进口进入熔体通道内被加热，然后再经熔体出口排出熔体通道，如此反复循环，使得金属层区内全部金属熔体均被加热，为锑氧还原反应提供热源，促使锑氧被还原，相较于现有锑氧还原装置，本申请的装置可以解决劳动条件差、环保差、生产效率低、能耗高以及直收率低等问题。
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 (9)
1.一种锑氧还原冶炼装置，其特征在于，包括：
炉体，所述炉体内自上而下限定出气相区、渣层区和金属层区；
锑氧料入口，所述锑氧料入口设在所述气相区；
排烟口，所述排烟口设在所述气相区；
燃烧喷嘴，所述燃烧喷嘴设在所述气相区；
排渣口，所述排渣口设在所述渣层区；
锑金属排放口，所述锑金属排放口设在所述金属层区；
感应体，所述感应体包括：
导磁体；
感应线圈，所述感应线圈设在所述导磁体外围；
熔体通道，所述熔体通道设在所述感应线圈外围，并且所述熔体通道具有熔体进口和熔体出口，所述熔体进口和熔体出口分别与所述金属层区连通；
隔热层，所述隔热层设在所述熔体通道外围。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气相区、所述渣层区和所述金属层区的高度比为(4～7)：(1～3)：(2～3)。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述感应体高度占所述金属层区高度的30％～70％。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述感应体的下端距所述金属层区底部高度占所述金属层区高度的10％～30％。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述熔体通道为U型。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述熔体通道为W型，所述W型熔体通道的两个V型内分别设置所述导磁体和所述感应线圈，并且所述熔体出口设在所述W型熔体通道的中端，所述熔体进口设在所述W型熔体通道的两端。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述感应线圈内部中空，所述感应线圈内供给冷却水。
8.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，包括多个所述感应体，所述多个感应体在所述金属层区外壁周向上间隔分布。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，包括多个所述燃烧喷嘴。
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| CN103114212A (zh) * | 2013-02-01 | 2013-05-22 | 中国瑞林工程技术有限公司 | 锑的冶炼装置和冶炼方法 |
| CN105018740A (zh) * | 2015-08-07 | 2015-11-04 | 山西大学 | 电磁感应加热熔融还原金属镁真空还原炉 |
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| CN210826305U (zh) * | 2019-10-24 | 2020-06-23 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 锑氧还原冶炼装置 |
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2019
- 2019-10-24 CN CN201911017332.XA patent/CN110629041B/zh active Active
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