CN1256322A - 利用中频熔池冶炼有色金属的新方法及中频熔池炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的利用中频熔池冶炼有色金属的新方法及中频熔池炉,是用由中频炉32、预热冷凝部33、冷凝部34和炉外冷凝器18构成的中频熔池炉熔化其炉膛内的导磁体形成金属熔池,作为加热载体来加热含铅冶炼原料,进行还原反应,促使低沸点有色金属气化为蒸气,由冷凝部34和炉外冷凝器18收集,并使能熔于铅中的其他有色金属聚集于铅液中,沉于金属熔池底部得以回收。本发明具有能耗低、金属回收率高、投资小、生产成本低、用于环保治理的投资较小,且能利用低品位多元素共生矿石或含有多元素的冶金炼渣等特点,可用来冶炼多种有色金属。
Description
本发明涉及一种有色金属的冶炼方法及其所用的设备，特别是一种利用中频熔池冶炼有色金属的新方法及所用的中频熔池炉。
目前，有色金属的冶炼按生产方法分为湿法冶炼和火法冶炼两大类别。湿法冶炼主要有焙烧、浸出、浸出液净化和电积等工序，其浸出渣中还含有较多的残余金属，须进一步处理，用这种方法冶炼所得到的金属品位高，金属回收率也较高，但工序较多，投资大，对环境治理一次性投入大，对矿石品位要求高。火法冶炼又分为横罐法、竖罐法、鼓风炉法和电极炉法四种，罐法冶炼具有投资小，金属回收率较高等优点，但它不能利用低品位矿石，冶炼受罐的制约，环境污染严重，逐渐被淘汰；鼓风炉法的金属回收率较高，也能处理冶金炼渣或烟尘，但其投资较大；电极炉法虽具有操作简单，固定投资小，能连续化生产，环境治理的投入较小等优点，但同样存在着对矿石的品位要求高，能耗大，不能同炉回收含有多种有色金属的铅，使生产成本居高不下，且设备运行安全隐患大。而现有的中频电炉，其炉膛相当于罐状，主要用于熔炼各种合金。
本发明的目的在于提供一种能耗低、金属回收率高、投资小、生产成本低、用于环保治理的投资较小、能利用低品位多元素共生矿石或含有多元素的冶金炼渣冶炼有色金属的新方法及其冶炼设备。
本发明的目的是这样来实现的：
a、用中频电流熔化中频炉炉膛内的导磁体，形成金属熔池，作为加热载体；
b、将拌有还原剂的有色金属矿石或冶金炼渣加入到炉内，在金属熔池的上面，矿石或冶金炼渣和还原剂被迅速加热到1150℃～1800℃，进行还原反应；
c、还原反应产物分为两大部分；一部分是低沸点的有色金属被气化为蒸气，通过炉体上部，在各自相对应的凝结温度区城内冷凝为金属液体，得到回收；另一部分是铅及能溶解于铅的其他有色金属，在熔池金属上、下翻滚的搅拌作用下，因比重较大，而沉入熔池底部，得以净化和回收。
用权利要求1所述方法冶炼有色金属的中频熔池炉，包括由垫层1、中频线圈27、炉体28、防渗层29、炉衬30构成的中频炉32和炉外冷凝器18，中频炉32与炉外冷凝器18之间，依次序还有由炉衬9构成的预热冷凝部33和冷凝部34；中频炉32、预热冷凝部33、冷凝部34的中间都为空心的，构成上大、下小的锥形炉膛。
中频炉32的炉膛内壁涂有防渗耐火层5。
中频炉32的防渗层29由一圈增加到二圈多，其圈间附有防渗用的釉料。
中频炉32的炉膛底部，设有一个出铅槽口2，并用堵泥3堵住槽口。
预热冷凝部33的底部从炉膛内壁设有出渣槽口7，并用堵泥8堵住槽口。
冷凝部34包括冷凝水套22、冷凝过滤器13和冷凝盖21；冷凝过滤器13为碟形，置于冷凝水套22的中间部位，其圆周边缘开有数个通气孔14，底面开有一个贯穿冷凝水套22的出液槽口10，并用堵泥11堵住槽口；冷凝盖21置于冷凝水套22上，其中间开有连接炉外冷凝器18的连接孔17，周边还开有数个可关闭的通气孔15。
本发明由于采用热效率高的中频电炉，熔化导磁体形成金属熔池，作为加热载体，能很快地加热冶炼原料至反应温度，加之金属液体的翻滚搅拌作用，促使还原反应剧烈进行，使得低沸点金属迅速蒸发，经冷凝而回收，能熔于铅中的稀散贵金属迅速还原而聚集于铅液中得到净化和回收，从而加快了冶炼原料的处理速度；同时，又因减少了焙烧和提炼为精矿的能耗，因而，用本发明冶炼有色金属，其能耗低，生产成本也较低，且金属回收率也高，使得低品位的多元素共生矿石或含多元素的冶金炼渣也能够得到利用。此外，由于处理矿石或冶金炼渣的速度较快，较易形成大规模的生产能力，且生产工艺相对简单，冶炼时产生的废气和废水较少，所以，环境保护的一次性投入较少，而且，其总投资也少。
附图1是本发明的中频熔池炉的主剖视图。
下面，结合附图和实施例，对本发明作进一步的说明。
本发明的中频熔池炉是由中频炉32、预热冷凝部33、冷凝部34和炉外冷凝器18构成。
中频炉32由炉体28、中频线圈27、垫层1、防渗层29、炉衬30、炉底防渗层31、开设在炉膛底部的出铅槽口2及其堵泥3、炉膛内壁涂着的防渗耐火层5构成，防渗层29由现有的一圈改为卷成二圈多，且其圈层之间附有防渗用的釉料。炉底防渗层31与防渗层29一样，由夹有防渗用的釉料的二层防渗层构成。
预热冷凝部33由炉衬9和开设在其底部的出渣槽口7及其堵泥8构成。
冷凝部34由冷凝水套22、冷凝过滤器13、冷凝盖21等构成。冷凝水套22为一环形空心套筒，其环形空腔里充满冷凝水23，中间的竖向空间为锥形，左侧下部有进水嘴24，右侧上部有出水嘴12。冷凝过滤器13为碟形，由隔热材料制成，其圆周边缘开有数个通气孔14，底部向右开有出液孔，与出液槽口10相接，槽口10贯通并穿出水套22，由堵泥11堵住。水套22上部的冷凝盖21为圆板，中间有一孔17，该孔部位上有与炉外冷凝器18相接的连接件19；盖21的周边还开有数个可用盖板20关闭的通气孔15。
炉外冷凝器18是一个下续的冷凝器系统。实施例一：用于铅锌冶炼
首先将占中频炉32的炉膛容积的三分之一至二分之一的生铁或废钢加入炉膛通以中频电流使之熔化并形成金属熔池6，其温度约为1350℃-1500℃，再分数次加入含铅20°以上、锌30°以上、且不含硫的矿石和占总量20％的还原剂拌合的冶炼原料25至予热冷凝部33的上端。冶炼原料在不断加料的过程中一方面进行还原反应，另一方面它随着冶炼料层的不断增加而升高至予热冷凝器33的过程中形成温度梯度。在此段操作过程中不断通过出渣口7排出渣液26，以增加炉膛内冶金原料中的金属总量。尔后置于冷凝过滤器13，并搁置冷凝盖21，连接好炉外冷凝器18，加冷凝盖后随着反应的继续进行，炉内温度梯度发生变化，此时熔池温度为1400℃-1500℃，冷凝过滤器13的下部温度为1000℃左右，冷凝过滤器13的上部温度为700-800℃，在冷凝盖21的底部温度为550℃-600℃，部分锌蒸汽通过冷凝过滤器13的通气孔14抵达冷凝盖21的下面遇冷形成锌滴，滴入冷凝过滤器13并通过出液口10收集；另一部分炉气和锌蒸汽通过冷凝盖21上的连接孔17进入炉外冷凝器系统18使锌进一步回收。冶炼原料25中的铅及其它有色金属在金属熔池6及渣液26中被金属液体及熔渣所包裹并进行还原反应，主要反应生成物为铅，能熔于铅的其它有色金属反应生成物大多溶于铅中，由于铅的比重大于铁的比重，使溶有其它有色金属的铅滴沉入金属熔池6的底部，当积有一定数量的含有多种有色金属的铅液4时，打开出铅口2将铅液4排出炉外并直接铸锭。实施例二 锑冶炼
基本方法与实施例一相同。在实施锑冶炼时，所用冶炼原料为含有多元素的共生矿或含锑的冶炼渣，还原剂的加入量按冶金原料的品位而定，大致加入量为原料金属总量的20％，熔池温度为1550℃-1700℃，冷凝过滤器13的下部温度为1400℃，冷凝过滤器13的上部温度为1000℃-1100℃，冷凝盖21下部的温度为800℃-900℃。实施例三 含铅及多种有色金属的冶金炼渣的铅冶炼
与实施例一不尽相同，它不采用予热冷凝部33及冷凝过滤器13。
本实施例采用KGP-100型中频电炉，实际消耗功率为75KW，用铸铁作金属熔池材料，熔池体积为中频炉膛的二分之一，所用冶金炼渣含铅35°-40°，含铋、镉、银、铟等有色金属。把冶金炼渣粉碎后与还原剂拌合并制球，分多层次将冶炼原料加入已形成1250℃-1400℃的金属熔池内，冶金原料在金属熔池的搅动下迅速反应，熔有其它有色金属的铅成微滴状沉入金属熔池底部并将金属熔池的液面上抬，在整个冶炼过程中，原料层25的上部温度控制在700℃-800℃的范围内，使少量铅蒸汽在此温度梯度内冷凝并成滴状沉入熔池底部。整个冶炼炉气经烟尘收集罩导出并进环保设施进行处理。本实施例的基本数据为：实用功率75KW，每24小时处理冶金炼渣3.9吨，金属回收率大于90％，吨含有其它有色金属的粗铅生产成本约2000元。
Claims (7)
1、一种利用中频熔池冶炼有色金属的新方法，其特征在于：
a、用中频电流熔化中频炉炉膛内的导磁体，形成金属熔池，作为加热载体；
b、将拌有还原剂的有色金属矿石或冶金炼渣加入到炉内，在金属熔池的上面，矿石或冶金炼渣和还原剂被迅速加热到1150℃～1800℃，进行还原反应；
c、还原反应产物分为两大部分：一部分是低沸点的有色金属被气化为蒸气，通过炉体上部，在各自相对应的凝结温度区城内冷凝为金属液体，得到回收：另一部分是铅及能溶解于铅的其他有色金属，在熔池金属上、下翻滚的搅拌作用下，因比重较大，而沉入熔池底部，得以净化和回收。
2、一种用权利要求1所述方法冶炼有色金属的中频熔池炉，包括由垫层(1)、中频线圈(27)、炉体(28)、防渗层(29)、炉衬(30)构成的中频炉(32)和炉外冷凝器(18)，其特征在于：中频炉(32)与炉外冷凝器(18)之间，依次序还有由炉衬(9)构成的预热冷凝部(33)和冷凝部(34)；中频炉(32)、预热冷凝部(33)、冷凝部(34)的中间都为空心的，构成上大、下小的锥形炉膛。
3、根据权利要求2所述的中频熔池炉，其特征在于：中频炉(32)的炉膛内壁涂有防渗耐火层(5)。
4、根据权利要求2或3所述的中频熔池炉，其特征在于：中频炉(32)的防渗层(29)由一圈增加到二圈多，其圈间附有防渗用的釉料。
5、根据权利要求4所述的中频熔池炉，其特征在于：中频炉(32)的炉膛底部，设有一个出铅槽口(2)，并用堵泥(3)堵住槽口。
6、根据权利要求2所述的中频熔池炉，其特征在于：预热冷凝部(33)的底部从炉膛内壁设有出渣槽口(7)，并用堵泥(8)堵住槽口。
7、根据权利要求2所述的中频熔池炉，其特征在于：冷凝部(34)包括冷凝水套(22)、冷凝过滤器(13)和冷凝盖(21)；冷凝过滤器(13)为碟形，置于冷凝水套(22)的中间部位，其圆周边缘开有数个通气孔(14)，底面开有一个贯穿冷凝水套(22)的出液槽口(10)，并用堵泥(11)堵住槽口；冷凝盖(21)置于冷凝水套(22)上，其中间开有连接炉外冷凝器(18)的连接孔(17)，周边还开有数个可关闭的通气孔(15)。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101280355B (zh) * | 2008-03-25 | 2010-06-09 | 俞益根 | 封闭聚能有色金属冶炼炉 |
| CN102409173A (zh) * | 2011-11-03 | 2012-04-11 | 王镪 | 一种有色金属再生冶炼的新工艺 |
| CN102974669A (zh) * | 2012-11-30 | 2013-03-20 | 宁波思明汽车科技有限公司 | 管材成型用易熔合金循环利用方法及装置 |
| CN111876590A (zh) * | 2020-08-10 | 2020-11-03 | 山东电亮亮信息科技有限公司 | 一种废铅泥洁净式回收利用方法 |
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1999
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