CN206986259U - 一种采用液体还原剂进行铜渣贫化的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种采用液体还原剂进行铜渣贫化的装置，属于冶金设备技术领域。该装置包括液体还原剂储存箱、蠕动泵、液阀、输液管、三通接头Ⅰ、烟气分析仪、载气管Ⅰ、气阀Ⅰ、集气管、控温仪、电炉、刚玉管、液压装置、刚玉支架、耐高温炉底、刚玉坩埚、耐火塞、喷枪、水冷法兰Ⅰ、水冷法兰Ⅱ、气瓶、气阀Ⅱ、气阀Ⅲ、气阀Ⅳ、流量计Ⅰ、流量计Ⅱ、载气管Ⅱ、载气管Ⅲ、载气管Ⅳ、真空泵、三通接头Ⅱ和三通接头Ⅲ。该设备可用于多种液体还原剂的效果评价及铜渣贫化反应机理分析，对铜渣贫化工艺的优化具有重要意义。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种采用液体还原剂进行铜渣贫化的装置，属于冶金设备技术领域。
背景技术
富氧强化熔炼技术在铜的冶炼中的应用日益广泛，但是磁性氧化铁在铜渣中的富集问题仍然没有得到实际性的解决，使得炉渣的粘度增加，渣、铜难以分离，从而导致渣中的含铜量升高。因此在富氧强化熔炼后的铜渣必须通过进一步贫化来降低渣中的铜的含量达到提高铜的回收率的目的。平均每生产一吨铜大概就会有2~3吨的铜渣产生，全球每年大概有3000万吨的铜渣产生，这些渣中铜的含量大约在1%~2%，全球每年产生的铜渣中就有30~60万吨的金属铜。这些铜渣堆存渣场不仅造成了巨大的经济资源浪费而且占用了大量的土地资源，并且对环境造成了很大的污染。
目前，在铜的火法冶炼工艺中，熔炼贫化法应用比较广泛，主要有转炉贫化法和电炉贫化法。从贫化效果的角度来讲，电炉贫化的效果更好一些，在冶金领域得到了广泛的应用。转炉贫化的弃渣中的含铜量都在1%以上，而电炉贫化可以将渣中的含铜量控制在0.4%~1%范围内。
目前，固体还原剂、气体还原剂和液体还原剂是在铜渣电炉贫化过程中使用最为广泛的三类还原剂。固体还原剂一般包含焦炭、煤和木炭等，在电炉贫化过程中，固体还原剂一般浮在熔渣表面，还原不够充分且效率低，导致能耗高。气体还原剂一般包含天然气、煤气和液化气等，在贫化过程中可以搅拌熔池使得还原反应更加充分，还原效率更低，但其受地理条件限制并且在高温下有较大的安全隐患。液体还原剂主要有柴油，地沟油等，采用柴油作为还原剂，还原效率高、高温下无安全隐患，但是每吨贫化渣的柴油消耗在2L左右，从而增加了生产成本。地沟油作为还原剂生产成本虽然降低了，但是工艺尚不够成熟。在铜渣贫化过程中选择合适的还原剂会直接影响贫化效果和生产成本。
目前尚未有采用液体还原剂进行铜渣贫化的装置。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题及不足，本实用新型提供一种采用液体还原剂进行铜渣贫化的装置。该设备可用于多种液体还原剂的效果评价及铜渣贫化反应机理分析，对铜渣贫化工艺的优化具有重要意义，本实用新型通过以下技术方案实现。
一种采用液体还原剂进行铜渣贫化的装置，包括液体还原剂储存箱1、蠕动泵2、液阀3、输液管4、三通接头Ⅰ5、烟气分析仪6、载气管Ⅰ7、气阀Ⅰ8、集气管9、控温仪10、电炉11、刚玉管12、液压装置13、刚玉支架14、耐高温炉底15、刚玉坩埚16、耐火塞17、喷枪18、水冷法兰Ⅰ19、水冷法兰Ⅱ20、气瓶21、气阀Ⅱ22、气阀Ⅲ23、气阀Ⅳ24、流量计Ⅰ25、流量计Ⅱ26、载气管Ⅱ27、载气管Ⅲ28、载气管Ⅳ29、真空泵30、三通接头Ⅱ31和三通接头Ⅲ32；
所述电炉11设有控温仪10，电炉11内部设有刚玉管12，刚玉管12上下两端分别设有水冷法兰Ⅰ19和水冷法兰Ⅱ20，水冷法兰Ⅱ20连接液压装置13的托盘，托盘顶部且位于刚玉管12内部底部设有三根刚玉支架14与耐高温炉底15连接，耐高温炉底15连接刚玉坩埚16，刚玉坩埚16顶部插入喷枪18，喷枪18依次通过三通接头Ⅰ5中的一端、输液管4、液阀3、蠕动泵2与液体还原剂储存箱1连接，三通接头Ⅰ5中的另一端依次通过载气管Ⅱ27、流量计Ⅰ25、气阀Ⅱ22、三通接头Ⅱ31与气瓶21连通，三通接头Ⅱ31另一端依次通过气阀Ⅳ24、流量计Ⅱ26、载气管Ⅳ29、三通接头Ⅲ32、载气管Ⅲ28与刚玉管12底部一侧连接，三通接头Ⅲ32另一端通过气阀Ⅲ23与真空泵30连接；刚玉管12内部上部设有耐火塞17，耐火塞17上设有集气管9和排气管，集气管9依次通过气阀Ⅰ8、载气管Ⅰ7与烟气分析仪6连接。
所述液压装置13的托盘设有密封橡胶圈33。
上述喷枪18的材质为刚玉。
该采用液体还原剂进行铜渣贫化的装置的工作原理为：
将装有熔渣的刚玉坩埚16置于液压装置13托盘之上的耐高温炉底15上面，将托盘升起，打开真空泵30和气阀Ⅲ23抽真空，待真空表读数稳定后关闭气阀Ⅲ23和真空泵30；打开气阀Ⅳ24和气瓶21，调节流量计Ⅱ26控制气体流量为2~20L/min，待炉内气压恢复到标准大气压后，打开温控仪10开关，设定升温程序开始升温；温度升到设定温度后，恒温30~60min，关闭气阀Ⅳ24，打开蠕动泵2、液阀3和气阀Ⅱ22，将喷枪18插入熔池中，插入喷枪18顶端距离刚玉坩埚16底部大约10~20mm，调节蠕动泵2，控制液体还原剂流量2~4L/h，调节流量计Ⅰ25使气体流量控制在3~40L/min，液体还原剂在气体作为载体的条件下经喷枪18吹入熔池内进行还原贫化，还原过程中打开烟气分析仪6和气阀Ⅰ8可以对还原过程中的烟气成分变化进行分析；还原结束后关闭蠕动泵2、液阀3、气阀Ⅱ22和气阀Ⅰ8，将喷枪18从熔池提出并悬于刚玉坩埚16之上，打开气阀Ⅳ24，调节流量计Ⅱ26控制气体流量为2~20L/min，继续通入惰性气体防止还原后的熔渣被氧化；待炉温降低至室温后关闭气阀Ⅳ24、气瓶21和电炉11。
本实用新型的有益效果是：本装置实现了对多种液体还原剂的贫化铜渣效果评价，同时采用液体还原剂进行铜渣贫化的装置可以揭示不同种类还原剂和反应条件下铜渣贫化反应机理，优化还原技术参数，提高了铜渣贫化的还原效果，降低了炉渣贫化的生产成本，对对铜渣贫化工艺优化具有重要意义。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
图中：1-液体还原剂储存箱，2-蠕动泵，3-液阀，4-输液管，5-三通接头Ⅰ，6-烟气分析仪，7-载气管Ⅰ，8-气阀Ⅰ，9-集气管，10-控温仪，11-电炉，12-刚玉管，13-液压装置，14-刚玉支架，15-耐高温炉底，16-刚玉坩埚，17-耐火塞，18-喷枪，19-水冷法兰Ⅰ，20-水冷法兰Ⅱ，21-气瓶，22-气阀Ⅱ，23-气阀Ⅲ，24-气阀Ⅳ，25-流量计Ⅰ，26-流量计Ⅱ，27-载气管Ⅱ，28-载气管Ⅲ，29载气管Ⅳ，30-真空泵，31-三通接头Ⅱ，32-三通接头Ⅲ，33-密封橡胶圈。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型作进一步说明。
实施例1
如图1所示，该采用液体还原剂进行铜渣贫化的装置，包括液体还原剂储存箱1、蠕动泵2、液阀3、输液管4、三通接头Ⅰ5、烟气分析仪6、载气管Ⅰ7、气阀Ⅰ8、集气管9、控温仪10、电炉11、刚玉管12、液压装置13、刚玉支架14、耐高温炉底15、刚玉坩埚16、耐火塞17、喷枪18、水冷法兰Ⅰ19、水冷法兰Ⅱ20、气瓶21、气阀Ⅱ22、气阀Ⅲ23、气阀Ⅳ24、流量计Ⅰ25、流量计Ⅱ26、载气管Ⅱ27、载气管Ⅲ28、载气管Ⅳ29、真空泵30、三通接头Ⅱ31和三通接头Ⅲ32；
所述电炉11设有控温仪10，电炉11内部设有刚玉管12，刚玉管12上下两端分别设有水冷法兰Ⅰ19和水冷法兰Ⅱ20，水冷法兰Ⅱ20连接液压装置13的托盘，托盘顶部且位于刚玉管12内部底部设有三根刚玉支架14与耐高温炉底15连接，耐高温炉底15连接刚玉坩埚16，刚玉坩埚16顶部插入喷枪18，喷枪18依次通过三通接头Ⅰ5中的一端、输液管4、液阀3、蠕动泵2与液体还原剂储存箱1连接，三通接头Ⅰ5中的另一端依次通过载气管Ⅱ27、流量计Ⅰ25、气阀Ⅱ22、三通接头Ⅱ31与气瓶21连通，三通接头Ⅱ31另一端依次通过气阀Ⅳ24、流量计Ⅱ26、载气管Ⅳ29、三通接头Ⅲ32、载气管Ⅲ28与刚玉管12底部一侧连接，三通接头Ⅲ32另一端通过气阀Ⅲ23与真空泵30连接；刚玉管12内部上部设有耐火塞17，耐火塞17上设有集气管9和排气管，集气管9依次通过气阀Ⅰ8、载气管Ⅰ7与烟气分析仪6连接。
其中液压装置13的托盘设有密封橡胶圈33；喷枪18的材质为刚玉。
以上结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (2)
1.一种采用液体还原剂进行铜渣贫化的装置，其特征在于：包括液体还原剂储存箱（1）、蠕动泵（2）、液阀（3）、输液管（4）、三通接头Ⅰ（5）、烟气分析仪（6）、载气管Ⅰ（7）、气阀Ⅰ（8）、集气管（9）、控温仪（10）、电炉（11）、刚玉管（12）、液压装置（13）、刚玉支架（14）、耐高温炉底（15）、刚玉坩埚（16）、耐火塞（17）、喷枪（18）、水冷法兰Ⅰ（19）、水冷法兰Ⅱ（20）、气瓶（21）、气阀Ⅱ（22）、气阀Ⅲ（23）、气阀Ⅳ（24）、流量计Ⅰ（25）、流量计Ⅱ（26）、载气管Ⅱ（27）、载气管Ⅲ（28）、载气管Ⅳ（29）、真空泵（30）、三通接头Ⅱ（31）和三通接头Ⅲ（32）；
所述电炉（11）设有控温仪（10），电炉（11）内部设有刚玉管（12），刚玉管（12）上下两端分别设有水冷法兰Ⅰ（19）和水冷法兰Ⅱ（20），水冷法兰Ⅱ（20）连接液压装置（13）的托盘，托盘顶部且位于刚玉管（12）内部底部设有三根刚玉支架（14）与耐高温炉底（15）连接，耐高温炉底（15）连接刚玉坩埚（16），刚玉坩埚（16）顶部插入喷枪（18），喷枪（18）依次通过三通接头Ⅰ（5）中的一端、输液管（4）、液阀（3）、蠕动泵（2）与液体还原剂储存箱（1）连接，三通接头Ⅰ（5）中的另一端依次通过载气管Ⅱ（27）、流量计Ⅰ（25）、气阀Ⅱ（22）、三通接头Ⅱ（31）与气瓶（21）连通，三通接头Ⅱ（31）另一端依次通过气阀Ⅳ（24）、流量计Ⅱ（26）、载气管Ⅳ（29）、三通接头Ⅲ（32）、载气管Ⅲ（28）与刚玉管（12）底部一侧连接，三通接头Ⅲ（32）另一端通过气阀Ⅲ（23）与真空泵（30）连接；刚玉管（12）内部上部设有耐火塞（17），耐火塞（17）上设有集气管（9）和排气管，集气管（9）依次通过气阀Ⅰ（8）、载气管Ⅰ（7）与烟气分析仪（6）连接。
2.根据权利要求1所述的采用液体还原剂进行铜渣贫化的装置，其特征在于：所述液压装置（13）的托盘设有密封橡胶圈（33）。
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