CN208949367U - 一种处理复杂含砷物料的半自热熔炼及挥发脱砷炉 - Google Patents

Abstract

一种处理复杂含砷物料的半自热熔炼及挥发脱砷炉，包括自上而下设置的弱还原挥发脱砷段(1)、强化熔炼合金段(2)和炉缸(3)、设置于强化熔炼合金段下部并通入炉体内的富氧通风管(5)、设置于弱还原挥发脱砷段下部并通入炉体内的空气通风管(6)、与空气通风管相连的还原枪(7)、设置于炉缸上的虹吸管(11)、从弱还原挥发脱砷段侧壁引出的烟道(8)、连接烟道的沉降室(9)及后续的尾气吸收系统(10)；炉体顶部设有加料口(4)，炉缸带有炉渣出口(14)和金属出口(15)，在炉体外加设有密封罩(12)，密封罩外接尾气吸收系统，实行负压操作。本实用新型实现了高效脱砷、回收有机金属以及低能耗的清洁生产，节能环保。

Description

一种处理复杂含砷物料的半自热熔炼及挥发脱砷炉

技术领域

本实用新型涉及一种新型节能环保金属冶炼炉技术领域，具体涉及处理冶炼中间复杂含砷物料的熔炼炉。

背景技术

砷是积累性中毒的毒物，为第一类致癌物，是有色金属的一种伴生物，也是有色金属行业的主要污染源。

目前冶金行业每年产出可利用的含砷物料较多(主要来自有色金属冶炼烟尘、冶炼废渣、含砷废水和废酸的污泥等，其中冶炼烟尘、废渣中含砷较高)，需处置的含砷危废也较多，这些含砷物料大多数难以有效的处理或利用，不仅严重制约有色金属产业的发展，同时对社会与环境安全造成较大的隐患。

处理冶炼中间复杂含砷物料的技术主要有熔池熔炼技术、鼓风炉还原炼合金技术、酸浸—诱导脱铜—还原生产三氧化二砷产品以及碱性浸出等工艺。当前主流的熔池熔炼技术因不能将砷形成有效的开路，故而不能直接处理此类物料。传统的鼓风炉还原炼合金技术因存在能耗高、污染大的弊病已逐步被淘汰。酸浸—诱导脱铜—加铁除砷技术在国内炼铜企业有一定的工业应用，但实际运行过程中主要存在如下问题：一是三氧化二砷产品品质低，砷的开路有一定的困难；二是水系膨胀，水处理压力较大。而碱性浸出工艺因碱较贵，浸出成本高，且浸出液在循环浸出过程中，钠盐不断富集，不仅影响浸出率，操作困难，且浸出产品为砷酸钠，市场需求极为有限，不能很好的解决砷的开路问题。故而未见有大规模的生产应用报道。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的能耗高、成本高、无组织排放、废水治理成本高和难度大、以及砷的开路困难等问题，提供一种可有效处理冶炼中间复杂含砷物料的半自热熔炼及挥发脱砷炉。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现：

一种处理复杂含砷物料的半自热熔炼及挥发脱砷炉，所述脱砷炉炉体为圆筒形炉体，包括自上而下依次设置的弱还原挥发脱砷段、强化熔炼合金段和炉缸、设置于强化熔炼合金段下部并通入炉体内的富氧通风管、设置于弱还原挥发脱砷段下部并通入炉体内的空气通风管、与空气通风管相连的还原枪、设置于炉缸上的虹吸管、从弱还原挥发脱砷段侧壁引出的烟道、设置于烟道出口端的沉降室、通过管路连接沉降室的尾气吸收系统；在弱还原挥发脱砷段顶部设置有加料口，加料口设置有可封闭的盖板，所述炉缸带有炉渣出口和金属出口，在炉体外加设有密封罩，密封罩外接有通向尾气吸收系统的风管，风管上装有负压风机，实行负压操作。

本实用新型所述富氧通风管对称设置于强化熔炼合金段两侧，从炉体外部向下斜插通入炉体内。所述空气通风管对称设置于弱还原挥发脱砷段两侧，从炉体外部向下斜插通入炉体内，所述还原枪枪管插入空气通风管。

本实用新型的炉体设置了强化熔炼合金段、弱还原挥发脱砷段以及炉缸，并分别设置了两段风口。含砷物料、燃料及其他辅料从炉顶加料口加入炉内后，先经过弱还原挥发脱砷，接着进入强化熔炼合金段进行高温、强化反应形成熔融体。在强化熔炼合金段，燃料、自发热剂等放出大量的能量并控制渣型，以降低能耗和熔体的黏度，使得炉内强化熔炼段时可实现补充少量热源，保障反应的顺利进行，形成半自热熔炼反应。熔融体分层后的炉渣和熔融金属分别从炉缸的炉渣出口和金属出口排出。熔炼过程产生的烟气通过烟道首先经过沉降室，三氧化二砷气体在此冷凝，形成三氧化二砷初级产品，烟气随后进入后续的尾气吸收系统继续净化。三氧化二砷初级产品可另外送入反射炉精炼，制备得到苄基胂酸产品。熔炼全过程密闭于密封罩内进行负压操作，避免了废气的无组织排放。

本实用新型至少具有以下优点：

(1)将弱还原焙烧脱砷与冶炼炉进行合理集成，缩短了工艺流程、减少回转窑等设备的投资，降低投资成本。

(2)弱还原焙烧脱砷热能主要来源于强化冶炼反应释放出的热量，通过富氧空气强化搅拌与扩散，将热量传递至弱还原焙烧脱砷，实现能源的充分、有效利用，降低能源消耗。

(3)本实用新型的处理对象为冶炼中间复杂含砷物料，其性质为氧化物，自身热量较低，通过强化冶炼反应，提高了有价金属的回收率，有价金属回收率可由传统的65-75％提高至85-95％左右。

(4)引入一段富氧强化熔炼、二段还原枪送入还原性物质+通入空气弱还原挥发，形成一段中温弱还原和二段强化熔炼气氛，满足了砷的弱还原挥发条件，保障了砷的挥发与合金熔炼的气氛与温度，达到砷的选择性挥脱除发和有价金属高效回收的目标。

(5)全过程实行密闭负压操作，降低废气的无组织排放，确保清洁、环保生产，保护环境，保障职工的职业健康。

(6)本实用新型结构简单可靠，实现了砷的开路与有价金属的高效利用，具有很好的推广应用价值。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中各标号为：1—弱还原挥发脱砷段；2—强化熔炼合金段；3—炉缸；4—加料口；5—富氧通风管；6—空气通风管；7—还原枪；8—烟道；9—沉降室；10—尾气吸收系统；11—虹吸管；12—密封罩；13—风管；14—炉渣出口；15—金属出口；16—立柱；17—操作平台，18—炉缸前床；19—负压风机。

具体实施方式

如图1所示的可有效处理冶炼中间复杂含砷物料的半自热熔炼及挥发脱砷炉，其炉体为圆筒形炉体，包括自上而下依次设置的弱还原挥发脱砷段1、强化熔炼合金段2和炉缸3、设置于强化熔炼合金段2下部并通入炉体内的富氧通风管5、设置于弱还原挥发脱砷段1下部并通入炉体内的空气通风管6、与空气通风管相连的还原枪7、设置于炉缸3上的虹吸管11、从弱还原挥发脱砷段1侧壁引出的烟道8、设置于烟道出口端的沉降室9、通过管路连接沉降室的尾气吸收系统10；在弱还原挥发脱砷段1顶部设置有加料口4，加料口设置有可封闭的盖板，所述炉缸带有炉渣出口14和金属出口15，在炉体外加设有密封罩12，密封罩外接有通向尾气吸收系统10的风管13，风管上装有负压风机19，实行负压操作。所述炉缸带有炉渣出口14和金属出口15。所述富氧通风管5对称设置于强化熔炼合金段2两侧，从炉体外部向下斜插通入炉体内。所述空气通风管6对称设置于弱还原挥发脱砷段1两侧，从炉体外部向下斜插通入炉体内，所述还原枪7的枪管插入空气通风管6。富氧通风管5和空气通风管6也可环绕炉体均布多个。在炉子外围搭建有立柱16和位于立柱顶部的操作平台17，工人在操作平台上进行加料操作。

本实用新型工作过程如下：将各冶炼企业的含砷危险废物烟尘及废渣、熔炼辅料，按照一定比例从从加料口4加入，加料完毕后，关闭盖板，物料在炉内经过弱还原挥发脱砷段1、强化熔炼合金段2，完成冶炼过程；其中弱还原挥发脱砷段1通过还原枪7和空气通风管6通入还原剂，还原剂可为重油或粉煤，以控制该段的温度与气氛，重油或粉煤在此温度下，形成大量的一氧化碳气体，使得该段形成中温弱还原气氛，砷在此条件下，形成三氧化二砷挥发至烟气中；其他物料进入强化熔炼合金段2，工业氧气通过富氧通风管5与空气混合形成富氧空气，进入强化熔炼合金段，与随含砷物料一同加入的铁粉、焦炭形成强化燃烧，铁粉在此环境中剧烈自燃，冶炼以半自热形式完成，物料完全熔化，形成熔融体进入炉缸，通过虹吸管11的虹吸作用进入炉缸前床18沉淀分离后，分层的熔融金属和炉渣分别从金属出口15和炉渣出口14流出。烟气通过烟道8输送至沉降室9中冷凝形成三氧化二砷初级产品后，进入尾气吸收系统10达标排放。三氧化二砷初级产品送入反射炉进一步精炼提纯后，制备得到苄基砷酸产品。熔炼时，启动负压风机19，在密封罩12内形成负压，实行负压操作。

本实用新型克服了现有技术熔炼炉处理冶炼中间复杂含砷物料脱砷效率低、有价金属回收率低、能耗高以及环境差等问题，实现了高效脱砷、回收有机金属以及低能耗的清洁生产，节能环保。

Claims (3)

1.一种处理复杂含砷物料的半自热熔炼及挥发脱砷炉，其特征在于，所述脱砷炉炉体为圆筒形炉体，包括自上而下依次设置的弱还原挥发脱砷段(1)、强化熔炼合金段(2)和炉缸(3)、设置于强化熔炼合金段(2)下部并通入炉体内的富氧通风管(5)、设置于弱还原挥发脱砷段(1)下部并通入炉体内的空气通风管(6)、与空气通风管相连的还原枪(7)、设置于炉缸(3)上的虹吸管(11)、从弱还原挥发脱砷段(1)侧壁引出的烟道(8)、设置于烟道出口端的沉降室(9)、通过管路连接沉降室的尾气吸收系统(10)；在弱还原挥发脱砷段(1)顶部设置有加料口(4)，加料口设置有可封闭的盖板，所述炉缸带有炉渣出口(14)和金属出口(15)，在炉体外加设有密封罩(12)，密封罩外接有通向尾气吸收系统(10)的风管(13)，风管上装有负压风机(19)，实行负压操作。

2.根据权利要求1所述的一种处理复杂含砷物料的半自热熔炼及挥发脱砷炉，其特征在于，所述富氧通风管(5)对称设置于强化熔炼合金段(2)两侧，从炉体外部向下斜插通入炉体内。

3.根据权利要求1所述的一种处理复杂含砷物料的半自热熔炼及挥发脱砷炉，其特征在于，所述空气通风管(6)对称设置于弱还原挥发脱砷段(1)两侧，从炉体外部向下斜插通入炉体内，所述还原枪(7)枪管插入空气通风管(6)。