CN210765455U - 一种闪速冶金气料一体化供应系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型创造提供了一种闪速冶金气料一体化供应系统，包括设置在闪速炉反应塔顶部的气化室、将气化室所生产的煤气引入反应塔的进气通道、布置在进气通道外围的给料通道及对应设置在进气通道下方的分流挡块。本发明创造相对于现有的用于铜硫化矿冶炼的闪速炉加料系统，增加了煤制气系统，以生产还原所必需的还原煤气，并巧妙通过吊装挡块，分散煤气和矿粉，使气固充分混合，从而提高了反应效率。

Description

一种闪速冶金气料一体化供应系统

技术领域

本发明创造属于闪速冶金技术领域，尤其是涉及一种闪速冶金气料一体化供应系统。

背景技术

闪速冶金技术发明至今，在工业上仅用于金属硫化矿的冶炼，还未有冶炼金属氧化矿的案例。下面以闪速炼铜为例，简单介绍下金属硫化矿的闪速熔炼过程：闪速炼铜工艺是将干燥后的粉状铜硫化物精矿经精矿喷嘴与富氧空气充分混合后喷入闪速炉，在高温反应塔内进行热离解和氧化反应，使铜精矿中部分铁氧化并造渣除去，产出含铜较高的冰铜。由于硫化物和氧气反应会放出大量的热量，所以无须再额外为熔池补充热量，只需喷入含氧气体即可。这其中，喷嘴是闪速熔炼工艺的关键装备，主要作用是向反应塔内喷入富氧和矿粉，同时，使矿粉能充分的弥散在反应塔空间，从而使气固能高效的混合，提高空间冶炼效率。

金属氧化矿的常规冶炼方法是在高温下采用C或CO等还原剂还原矿物中的金属氧化物，而金属氧化矿中一般含S量极低，若考虑把闪速熔炼工艺拓展应用于金属氧化矿如铁矿的冶炼，则须为反应塔空间提供还原气体和冶炼所需的热量，同时还须使加入的矿粉与还原气体充分的混合，而传统用于硫化矿冶炼闪速炉的给料和给气系统必然无法满足上述需求。因而，若想把闪速冶炼工艺拓展应用于冶炼金属氧化矿，开发一套给气、给料及分散物料的系统是一项亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在克服上述现有技术中存在的缺陷，提出一种闪速冶金气料一体化供应系统。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种闪速冶金气料一体化供应系统，包括：

气化室，设置在反应塔顶部；

进气通道，将气化室所生产的煤气引入反应塔；

给料通道，布置在进气通道外围；

分流挡块，对应设置在进气通道下方。

进一步，气化室上设置有向气化室内喷入原料和气化剂的喷枪或喷管。

进一步，所述进气通道由耐高温耐磨的材料制成，其长度小于0.8米。

进一步，所述进气通道截面为圆形，给料通道截面为环绕进气通道外侧的环形。

进一步，所述给料通道一端接入反应塔空间，另一端连接给料装置，通过给料装置向反应塔内供应矿粉。

进一步，所述分流挡块吊装固定于反应塔内壁或吊装固定于气化室。

进一步，所述分流挡块通过吊索吊装，并由驱动设备驱动。

进一步，所述分流挡块为圆台结构，其底部截面积大于顶部的截面积。

进一步，所述分流挡块上设有若干气道，所述气道一端在分流挡块顶部开口，另一端在分流挡块侧壁开口。

进一步，所述分流挡块上设有若干竖直布置的槽缝，所述槽缝上端在分流挡块侧壁开口，下端在分流挡块底部开口。

进一步，一种应用所述闪速冶金气料一体化供应系统进行混料的方法，混料步骤如下：

S1，通过气化室上设置的喷枪向气化室内喷入煤粉和气化剂；

S2，上述步骤中生产的高温高压煤气从进气通道向下喷出，经分流挡块后向四周分流；

S3，通过给料装置向给料通道连续加入粉状物料，粉料经分流挡块后产生侧向的分速度，使得弥散的粉料与高温煤气充分的混合接触。

相对于现有技术，本发明创造具有以下优势：

本发明创造相对于现有的硫化矿闪速冶炼加料系统，增加了煤制气系统，以生产还原金属氧化矿所必需的还原煤气，并巧妙通过吊装挡块，分散煤气和矿粉，使气粉充分混合，从而提高反应效率。

附图说明

构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：

图1为本发明创造的结构示意图；

图2为本发明创造中分流挡块处的结构示意图；

图3为本发明创造实施例中设置有气道的分流挡块的结构示意图；

图4为本发明创造实施例中设置有槽缝的分流挡块的结构示意图；

图5为本发明创造实施例中进气通道结构示意图；

图6为本发明创造实施例中给料通道结构示意图。

附图标记说明：

1-反应塔；2-气化室；3-进气通道；4-给料通道；5-分流挡块；6-吊索； 7-气道；8-槽缝；9-竖向部分；10-横向部分。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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创造和简化描述，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创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下面结合实施例来详细说明本发明创造。

一种闪速冶金气料一体化供应系统，如图1至4所示，包括：

反应塔1；

气化室2，设置在反应塔顶部；

进气通道3，将气化室所生产的煤气引入反应塔；

给料通道4，布置在进气通道外围；

分流挡块5，对应设置在进气通道下方。

气化室上设置有向气化室内喷入原料和气化剂的喷枪或喷管。其中的原料为煤或焦，其中的气化剂为氧气(如空气、富氧或工业纯氧)、水蒸气中的一种或多种。

上述进气通道由耐高温耐磨的材料制成，其长度小于0.8米，能有效防止煤气经过长距离转运热量损耗严重。

上述给料通道一端接入反应塔空间，另一端连接给料装置，通过给料装置向反应塔内供应矿粉。

在一个可选的实施例中，上述进气通道截面为圆形，给料通道布置在进气通道的外侧，可以与进气通道相邻，也不相邻，数量不限，根据生产需要设定，可以是1个、2个或多个，如图5所示，进气通道3的外侧设置有若干给料通道4。

当然，给料通道还可以是由套装在进气通道外侧的数层外围管构成，其横截面为环绕进气通道外围的圆环形结构，如图6所示，最内层为进气通道，在最内侧外围管与进气通道之间以及各外围管间形成若干条给料通道，给料通道即外围管的数量不限，根据实际需要设计。

上述分流挡块采用吊装固定的方式。吊装固定一般采用若干耐高温、耐磨、耐腐蚀的材质制成软性的吊索6进行固定，也可以用类似材质制成的硬性的杆状物进行支撑或固定，也可以是这两者的混合使用。吊索的一端连接分流挡块，另一端可以连接如卷扬机之类的驱动设备，通过驱动设备伸缩吊索可以调整分流挡块的位置及角度。另外，分流挡块的吊装固定方式有多种选择，吊索或硬性杆状物一端连接分流挡块，另一段可以固定于闪速炉反应塔炉壁上，也可以吊装固定在气化室炉壁上，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

分流挡块的主要作用一是分散矿粉，使矿粉进入反应塔后，能充分和反应气体混合接触；二是挡住气化室生产的高温高压煤气，降低煤气流向下冲击的压强并使煤气向四周分流，从而延长煤气流及矿粉在反应塔空间停留的时间。

分流挡块吊装于进气通道的正下方，其上窄下宽，分流挡块顶部截面的直径稍大于进气通道的出口直径，底部截面的直径稍大于给料通道出口截面环形的外径，如此设计可保证气化室生产的高压还原气流经分流挡块阻挡后，向四周流动，使反应塔空间形成紊流场，延长矿粉的下落时间，同时，又保证从进料通道加入的矿粉可以落在分流挡块的锥形侧面，使矿粉得到良好的分散效果。

在一个可选的实施例中，上述分流挡块为圆台结构，其底部截面积大于顶部的截面积。圆台的顶部主要用于阻挡从气化室喷出的气体，使竖直向下的高压气流向反应塔四周侧面分流，起到了一定的减压作用，圆台的侧面有一定斜度圆锥面，当矿粉下落于该锥面时，矿粉会产生径向向外的速度，从而在水平径向的方向上散开。根据需要，分流挡块也可以是圆台之外的其他形状，诸如椭圆台、多棱台等形状。

在一个可选的实施例中，上述分流挡块上设有若干气道，气道一端在分流挡块顶部开口，另一端在分流挡块侧壁开口，气道的形状并不限于直线管状，也可以是弧线。气道在分流挡块侧壁开口的方向一般斜向上方，如垂直于侧壁，如图3所示，这样可以使落在侧壁的矿粉被高压气流向斜上方吹动，增加矿粉在空间的下落时间，并提高弥散度。从进气通道吹入的高温高压煤气碰到分流挡块后，有部分煤气从分流挡块的顶部进入各个气道，再从分流挡块的侧面喷出，吹向下落至分流挡块侧面的矿粉，使矿粉向挡块外侧的水平方向上进一步分散，提高了气固的混合效率。另外，气道一般是互不连通的，在某种意义上也使竖直向下的煤气流进一步分散为小股的水平气流。

在一个可选的实施例中，上述分流挡块上设有若干竖直布置的槽缝，所述槽缝上端在分流挡块侧壁开口，下端在分流挡块底部开口。矿粉从进料通道落到分流挡块侧面，在斜向下滑动时，有部分矿粉会漏入槽缝，落入分流挡块的下部空间，从而使进一步增大了矿粉的弥散度，提高了冶炼空间的利用率。适当的选取槽缝的宽度、间距，以及分流挡块斜面的长度，可以使矿粉落入反应塔空间的过程中被均匀的分散开。

需要说明的是，气道、槽缝可以择一布置，当然也可在分流挡块上同时设置这两种结构，只需保证气道与槽缝相互错开，不互相贯通即可，各自发挥相应的功能，不会产生干扰。

系统工作时，通过气化室上设置的喷枪向气化室内喷入煤粉和气化剂 (氧气或/和水蒸气)，产生高温高压的煤气(主要含CO和H₂)，从进气通道向下喷出，在碰到吊装的分流挡块后，向四周分流，同时，通过给料装置向给料通道连续加入粉状物料，落入在有一定倾角的分流挡块的侧面，产生侧向的分速度，使粉料得到充分的弥散，得以与与煤气充分的混合接触，从而得到快速的还原熔炼。

本发明创造相对于现有的用于铜硫化矿冶炼的闪速炉加料系统，增加了煤制气系统，以生产还原金属氧化矿所必需的还原煤气，并巧妙通过吊装挡块，分散煤气和矿粉，使气固充分混合，从而提高了反应效率。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种闪速冶金气料一体化供应系统，其特征在于，包括：

气化室，设置在闪速炉反应塔顶部；

进气通道，将气化室所生产的煤气引入反应塔；

给料通道，布置在进气通道外围；

分流挡块，对应设置在进气通道下方。

2.根据权利要求1所述的一种闪速冶金气料一体化供应系统，其特征在于：所述进气通道长度小于0.8米。

3.根据权利要求1所述的一种闪速冶金气料一体化供应系统，其特征在于：所述进气通道截面为圆形，加料通道的截面为环形。

4.根据权利要求1所述的一种闪速冶金气料一体化供应系统，其特征在于：所述给料通道一端接入反应塔空间，另一端连接给料装置，通过给料装置向反应塔内供应矿粉。

5.根据权利要求1所述的一种闪速冶金气料一体化供应系统，其特征在于：所述分流挡块采用吊装固定。

6.根据权利要求1或5所述的一种闪速冶金气料一体化供应系统，其特征在于：所述分流挡块通过吊索吊装，并由驱动设备驱动。

7.根据权利要求1所述的一种闪速冶金气料一体化供应系统，其特征在于：所述分流挡块为圆台结构，其底部截面积大于顶部的截面积。

8.根据权利要求1所述的一种闪速冶金气料一体化供应系统，其特征在于：所述分流挡块上设有若干气道，所述气道一端在分流挡块顶部开口，另一端在分流挡块侧壁开口。

9.根据权利要求1所述的一种闪速冶金气料一体化供应系统，其特征在于：所述分流挡块上设有若干竖直布置的槽缝，所述槽缝上端在分流挡块侧壁开口，下端在分流挡块底部开口。

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