CN111663052B - 一种粗锡冶炼系统 - Google Patents

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Abstract

一种粗锡冶炼系统及工艺，所述系统包括顶吹炉、凝析锅、水淬系统、余热锅炉、焙烧炉、冷却烟道、电收尘器、骤冷器、布袋收尘器和脱硫制酸系统；顶吹炉产出的含尘烟气通过顶吹炉顶部的排烟口进入到余热锅炉；凝析锅设置于顶吹炉的下方；焙烧炉顶部设置的排烟口I连通至冷却烟道；水淬系统与顶吹炉的排渣口连接；电收尘器、骤冷器和布袋收尘器依序连接；电收尘器、骤冷器和布袋收尘器设有两组，其一组中的电收尘器与余热锅炉连接，另一组中的电收尘器连接至冷却烟道；布袋收尘器均连接至脱硫制酸系统。本发明设备配置少、投资小，而且熔炼、还原和烟化过程在同一座炉子中连续完成，减少了中间物料的周转，降低了物料损失。

Description

一种粗锡冶炼系统
技术领域
本发明属于锡冶炼技术领域，具体涉及一种粗锡冶炼系统及工艺。
背景技术
传统工艺中，锡精矿进行炼前焙烧处理的主要目的为除去锡精矿中的硫和砷，以降低熔炼还原时的烟尘量及乙锡率(乙锡为主要为锡、铁、砷形成的化合物)。硫和砷在锡精矿中存在的主要形态为：黄铁矿(FeS2)、毒砂(FeAsS)、砷磁黄铁矿(FeAsS2)、砷铁矿(FeAs2)等，在焙烧温度(850～950℃)发生离解反应及氧化反应，硫及砷分别生成SO2及As2O3进入烟气中除去,主要设备为流态化焙烧炉、回转窑等。经炼前焙烧处理的锡精矿再进行还原熔炼产出粗锡及富锡渣，富锡渣需进一步处理以回收锡，还原熔炼所用设备主要为澳斯麦特炉、反射炉等。还原熔炼产出的富锡渣采用烟化炉烟化后产出富锡烟尘和可抛弃贫化渣。
因此，目前粗锡冶炼的主要流程为：锡精矿的炼前处理(流态化焙烧炉等)--还原熔炼(澳斯麦特炉、反射炉等)--富锡渣的贫化处理(烟化炉)--精炼渣的焙烧处理(回转窑)，上述每一个流程上都需要配备一套完整的处理系统，造成设备投资大、流程复杂冗长、物料分散周转多等问题，不利于提升冶炼效率和环保。
发明内容
基于上述现有技术的不足，本发明提供了一种粗锡冶炼系统及工艺。本发明是通过如下技术方案予以实现的：
一种粗锡冶炼系统，包括顶吹炉、凝析锅、水淬系统、余热锅炉、焙烧炉、冷却烟道、电收尘器、骤冷器、布袋收尘器和脱硫制酸系统；其中，
所述顶吹炉(一般为澳斯麦特炉)包括炉膛、插入到炉膛内的喷枪；顶吹炉底部设有金属排放口，顶部设有排烟口和下料口，其底部一侧设有排渣口；顶吹炉产出的含尘烟气通过顶吹炉顶部的排烟口进入到余热锅炉；
所述凝析锅设置于顶吹炉的下方，用以接收由顶吹炉金属排放口排出的粗锡；粗锡在凝析锅凝析后的凝析渣送至焙烧炉，焙烧炉(焙烧炉一般为回转窑)顶部设置的排烟口I连通至冷却烟道；所述水淬系统与顶吹炉的排渣口连接；
所述电收尘器、骤冷器和布袋收尘器依序连接；电收尘器、骤冷器和布袋收尘器设有两组，其一组中的电收尘器与余热锅炉连接，另一组中的电收尘器连接至冷却烟道；布袋收尘器均连接至脱硫制酸系统。
较佳地，所述凝析锅与顶吹炉的金属排放口通过溜槽连接，水淬系统与顶吹炉的排渣口通过溜槽连接。
较佳地，在布袋收尘器后设有排烟风机。
本发明还公开了一种使用上述系统的粗锡冶炼工艺，步骤如下：
1)将锡精矿、含锡原料和熔剂持续加入顶吹炉内依次连续进行熔炼、还原及渣烟化；当还原至渣含锡低于4％时，将顶吹炉内粗锡全部排出至凝析锅，炉渣不排放；
2)继续向顶吹炉内加入硫化剂进行渣烟化，当渣含锡低于0.2％时结束烟化，并将贫锡渣从顶吹炉排渣口排出至水淬系统进行水淬得到水淬渣；
3)顶吹炉各阶段产出的含尘烟气通过顶吹炉顶部设的排烟口依次经过余热锅炉、电收尘器、骤冷器和布袋收尘器，余热锅炉及电收尘器获得的烟尘返回顶吹炉处理，布袋收尘器获得的高砷尘作为砷产品的原料另行处理；
4)粗锡在凝析锅凝析后得粗锡及凝析渣，凝析后粗锡送至精炼系统进一步精炼，凝析渣送至焙烧炉中焙烧，获得焙烧渣返回顶吹炉继续处理；
5)焙烧炉产出的含尘烟气依次经过冷却烟道、电收尘器、骤冷器、布袋收尘器，其中电收尘器获得的烟尘返回焙烧炉，布袋收尘器获得的高砷烟尘作为砷产品的原料另行处理；
6)经除尘后的顶吹炉烟气和焙烧炉烟气送至脱硫制酸系统制取硫酸。
较佳地，熔炼阶段的空气为含氧25～45％富氧空气。
较佳地，顶吹炉熔炼阶段根据精矿含硫情况(0～5％)在顶吹炉炉膛上部鼓入二次风，使挥发物完全燃烧。
较佳地，脱硫制酸系统中采用有机胺液吸收-解吸技术获得高浓度SO2后制取硫酸。
较佳地，加入的硫化剂为黄铁矿，黄铁矿为5～10cm团块或同等体积砖块。
有益效果：本发明所处理的锡精矿不经过焙烧处理，顶吹炉最终排出的贫化渣为可抛弃渣，由此，不必再新建一套精矿炼前处理系统以及一套渣贫化系统。本发明工艺流程短，设备配置少、投资小，而且熔炼、还原和烟化过程在同一座炉子中连续完成，极大减少了中间物料的周转，降低了物料损失，减少无组织排放和扬尘。
附图说明
图1为本发明的示意图；
图2为顶吹炉的放大结构示意图；
图3为本发明粗锡冶炼流程示意图。
具体实施方式
现在参考附图描述本发明的实施例。本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术、连接关系或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术、连接关系、条件或者按照产品说明书进行。所用材料、仪器或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
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“固定”、“安装”、“连接”、“设有”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。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了便于表达，图1中所述锡溜槽、渣溜槽和排烟管道并未画出具体结构，只是示意性地用带箭头的线条表示各设备(系统)之间的连接关系。下面结合附图所示对本发明的结构进行说明。
结合图1和图2所示，一种粗锡冶炼系统，包括顶吹炉1、凝析锅2、水淬系统3、余热锅炉4、焙烧炉5、冷却烟道6、电收尘器7、骤冷器8、布袋收尘器9和脱硫制酸系统10；其中，
所述顶吹炉1包括炉膛103、插入到炉膛103内的喷枪101(在冶炼过程中，物料熔融后在顶吹炉1下部形成熔融渣池104)；二次空气102经由喷枪101进入到炉膛103内；顶吹炉1底部设有金属排放口106，顶部设有排烟口107和下料口105，其底部一侧设有排渣口108；顶吹炉1产出的含尘烟气通过顶吹炉1顶部的排烟口107进入到余热锅炉4；
所述凝析锅2设置于顶吹炉1的下方，用以接收由顶吹炉1金属排放口排出的粗锡；粗锡在凝析锅2凝析后的凝析渣送至焙烧炉5具体地：所述凝析锅产出的凝析渣自然冷却后用皮带运输机送入焙烧炉，焙烧炉5顶部设置的排烟口I连通至冷却烟道6；所述水淬系统3与顶吹炉1的排渣口连接；
所述电收尘器7、骤冷器8和布袋收尘器9依序连接；电收尘器7、骤冷器8和布袋收尘器9设有两组，其一组中的电收尘器7与余热锅炉4连接，另一组中的电收尘器7连接至冷却烟道6；布袋收尘器9均连接至脱硫制酸系统10。具体地：本发明所述顶吹炉的排烟口、余热锅炉、电收尘器、骤冷器、布袋收尘器和脱硫制酸系统通过排烟管道依次连接；所述焙烧炉的排烟口I、冷却烟道、电收尘器、骤冷器、布袋收尘器和脱硫制酸系统通过排烟管道依次连接；所述骤冷器为空气骤冷塔。
进一步地，所述凝析锅2与顶吹炉1的金属排放口通过溜槽连接，水淬系统3与顶吹炉1的排渣口通过溜槽连接；在布袋收尘器9后设有排烟风机，用以将烟气排至脱硫制酸系统10。
参见图3所示，本发明公开了使用上述系统的粗锡冶炼工艺，步骤如下：
实施例1
1)将锡精矿、含锡原料和熔剂持续加入顶吹炉1内依次连续进行熔炼、还原及渣烟化；熔炼阶段的空气为含氧30-35％的富氧空气；顶吹炉熔炼阶段根据精矿含硫(1.5％)情况在顶吹炉炉膛上部鼓入二次风，使挥发物完全燃烧；当还原至渣含锡为3.5％时，将顶吹炉1内粗锡全部排出至凝析锅2，炉渣不排放；
2)继续向顶吹炉1内加入6～8cm团块或同等体积砖块的黄铁矿(以降低从顶吹炉料口下落到熔池过程中的硫损失)进行渣烟化，当渣含锡为0.16％时结束烟化，并将贫锡渣从顶吹炉1排渣口排出至水淬系统3进行水淬得到水淬渣；
3)顶吹炉1各阶段产出的含尘烟气通过顶吹炉1顶部设的排烟口依次经过余热锅炉4、电收尘器7、骤冷器8和布袋收尘器9，余热锅炉4及电收尘器7获得的烟尘返回顶吹炉1处理，布袋收尘器9获得的高砷尘作为砷产品的原料另行处理；
4)粗锡在凝析锅2凝析后得粗锡及凝析渣，凝析后粗锡送至精炼系统进一步精炼，凝析渣送至焙烧炉5中焙烧，获得焙烧渣返回顶吹炉1继续处理；
5)焙烧炉5产出的含尘烟气依次经过冷却烟道6、电收尘器7、骤冷器8、布袋收尘器9，其中电收尘器7获得的烟尘返回焙烧炉5，布袋收尘器9获得的高砷烟尘作为砷产品的原料另行处理；
6)经除尘后的顶吹炉烟气和焙烧炉烟气送至脱硫制酸系统10制取硫酸；所述脱硫制酸系统10中采用有机胺液吸收-解吸技术获得高浓度SO2后制取硫酸。
实施例2
1)将锡精矿、含锡原料和熔剂持续加入顶吹炉1内依次连续进行熔炼、还原及渣烟化；熔炼阶段的空气为含氧39-42％的富氧空气；顶吹炉熔炼阶段根据精矿含硫(3％)情况在顶吹炉炉膛上部鼓入二次风，使挥发物完全燃烧；当还原至渣含锡为3％时，将顶吹炉1内粗锡全部排出至凝析锅2，炉渣不排放；
2)继续向顶吹炉1内加入7～9cm团块或同等体积砖块的黄铁矿(以降低从顶吹炉料口下落到熔池过程中的硫损失)进行渣烟化，当渣含锡为0.15％时结束烟化，并将贫锡渣从顶吹炉1排渣口排出至水淬系统3进行水淬得到水淬渣；
3)顶吹炉1各阶段产出的含尘烟气通过顶吹炉1顶部设的排烟口依次经过余热锅炉4、电收尘器7、骤冷器8和布袋收尘器9，余热锅炉4及电收尘器7获得的烟尘返回顶吹炉1处理，布袋收尘器9获得的高砷尘作为砷产品的原料另行处理；
4)粗锡在凝析锅2凝析后得粗锡及凝析渣，凝析后粗锡送至精炼系统进一步精炼，凝析渣送至焙烧炉5中焙烧，获得焙烧渣返回顶吹炉1继续处理；
5)焙烧炉5产出的含尘烟气依次经过冷却烟道6、电收尘器7、骤冷器8、布袋收尘器9，其中电收尘器7获得的烟尘返回焙烧炉5，布袋收尘器9获得的高砷烟尘作为砷产品的原料另行处理；
6)经除尘后的顶吹炉烟气和焙烧炉烟气送至脱硫制酸系统10制取硫酸；所述脱硫制酸系统10中采用有机胺液吸收-解吸技术获得高浓度SO2后制取硫酸。
本发明所处理的锡精矿不经过焙烧处理，顶吹炉最终排出的贫化渣为可抛弃渣。在采用本发明顶吹炉进行熔炼时，由于有更高的熔炼温度(1100℃～1200℃)使离解及氧化反应更容易进行，且由于锡精矿颗粒细小、顶吹炉入料口距熔池距离高，很大部分精锡中的硫、砷在下落过程中便完成了上述反应，因此只有少部分硫参与了对锡的挥发反应、少部分砷被还原进入粗锡。在对不经过焙烧预处理的锡精矿进行直接还原熔炼的结果说明了这一点：与还原熔炼经过焙烧预处理的锡精矿对比，直接进行熔炼的烟尘率仅上升2～5％，乙锡率上升2～7％。以实际生产作业为例：某月顶吹炉熔炼未经焙烧预处理锡精矿(平均含硫3.1％)7538吨、返尘2461吨、其他杂料725吨，至熔炼还原结束产出烟尘2534吨，烟尘率为23.6％，产出粗锡2457吨(其中乙锡502吨)，乙锡率20.4％。作为对比：又某月还原熔炼经过焙烧预处理的锡精矿6630吨、低硫锡精矿(平均含锡0.9)1837吨、返尘2923吨，至还原熔炼结束烟尘率为18.6％，乙锡率为18.1％。
以上所披露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种粗锡冶炼系统，其特征在于：包括顶吹炉（1）、凝析锅（2）、水淬系统（3）、余热锅炉（4）、焙烧炉（5）、冷却烟道（6）、电收尘器（7）、骤冷器（8）、布袋收尘器（9）和脱硫制酸系统（10）；其中，
所述顶吹炉（1）包括炉膛（103）、插入到炉膛（103）内的喷枪（101）；顶吹炉（1）底部设有金属排放口（106），顶部设有排烟口（107）和下料口（105），其底部一侧设有排渣口（108）；顶吹炉（1）产出的含尘烟气通过顶吹炉（1）顶部的排烟口（107）进入到余热锅炉（4）；
所述凝析锅（2）设置于顶吹炉（1）的下方，用以接收由顶吹炉（1）金属排放口排出的粗锡；粗锡在凝析锅（2）凝析后的凝析渣送至焙烧炉（5），焙烧炉（5）顶部设置的排烟口I连通至冷却烟道（6）；所述水淬系统（3）与顶吹炉（1）的排渣口连接；
所述电收尘器（7）、骤冷器（8）和布袋收尘器（9）依序连接；电收尘器（7）、骤冷器（8）和布袋收尘器（9）设有两组，其一组中的电收尘器（7）与余热锅炉（4）连接，另一组中的电收尘器（7）连接至冷却烟道（6）；布袋收尘器（9）均连接至脱硫制酸系统（10）；
该系统的冶炼工艺步骤如下：
1）将锡精矿、含锡原料和熔剂持续加入顶吹炉（1）内依次连续进行熔炼、还原及渣烟化；当还原至渣含锡低于4%时，将顶吹炉（1）内粗锡全部排出至凝析锅（2），炉渣不排放；
2）继续向顶吹炉（1）内加入硫化剂进行渣烟化，当渣含锡低于0.2%时结束烟化，并将贫锡渣从顶吹炉（1）排渣口排出至水淬系统（3）进行水淬得到水淬渣；
3）顶吹炉（1）各阶段产出的含尘烟气通过顶吹炉（1）顶部设的排烟口依次经过余热锅炉（4）、电收尘器（7）、骤冷器（8）和布袋收尘器（9），余热锅炉（4）及电收尘器（7）获得的烟尘返回顶吹炉（1）处理，布袋收尘器（9）获得的高砷尘作为砷产品的原料另行处理；
4）粗锡在凝析锅（2）凝析后得粗锡及凝析渣，凝析后粗锡送至精炼系统进一步精炼，凝析渣送至焙烧炉（5）中焙烧，获得焙烧渣返回顶吹炉（1）继续处理；
5）焙烧炉（5）产出的含尘烟气依次经过冷却烟道（6）、电收尘器（7）、骤冷器（8）、布袋收尘器（9），其中电收尘器（7）获得的烟尘返回焙烧炉（5），布袋收尘器（9）获得的高砷烟尘作为砷产品的原料另行处理；
6）经除尘后的顶吹炉烟气和焙烧炉烟气送至脱硫制酸系统（10）制取硫酸。
2.根据权利要求1所述的一种粗锡冶炼系统，其特征在于：所述凝析锅（2）与顶吹炉（1）的金属排放口通过溜槽连接，水淬系统（3）与顶吹炉（1）的排渣口通过溜槽连接。
3.根据权利要求1所述的一种粗锡冶炼系统，其特征在于：在布袋收尘器（9）后设有排烟风机。
4.根据权利要求1所述的一种粗锡冶炼系统，其特征在于：熔炼阶段的空气为含氧25~45%富氧空气。
5.根据权利要求1所述的一种粗锡冶炼系统，其特征在于：顶吹炉熔炼阶段根据精矿含硫情况在顶吹炉炉膛上部鼓入二次风，使挥发物完全燃烧。
6.根据权利要求1所述的一种粗锡冶炼系统，其特征在于：脱硫制酸系统（10）中采用有机胺液吸收-解吸技术获得高浓度SO2后制取硫酸。
7.根据权利要求1所述的一种粗锡冶炼系统，其特征在于：加入的硫化剂为黄铁矿，黄铁矿为5~10cm团块或同等体积砖块。
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