CN215328304U - 一种复合渣处理炉 - Google Patents

Abstract

一种复合渣处理炉，其炉体内部包括依次设置的进料区、贫化区及沉降区，熔融渣进入炉体内部后，贫化区位于炉顶的第一喷枪与位于炉体周壁的第二喷枪鼓入燃料并使其不完全燃烧，利用熔池熔炼强化冶金过程，高效地贫化熔融渣中化学损失的有价金属，在沉降区配置电极装置提供熔池反应和提温所需要的热量，利用电炉熔池相对平静、搅动较弱的特点，高效地沉降熔融渣中物理损失的有价金属。本实用新型将顶吹喷燃贫化技术、侧吹喷燃贫化技术与电热提温沉降技术创造性地结合在一起，改善了炉体的化学动力学条件，有利于有价金属的贫化和沉降，投资成本降低，运行成本也降低。

Description

一种复合渣处理炉

技术领域

本实用新型涉及冶金行业尾渣处理领域，具体而言，涉及一种复合渣处理炉。

背景技术

在有色及黑色冶金行业冶炼过程中，会产生含有价金属较低且可以废弃的终极物质，即尾渣，尾渣因含有Ni、Cu、Co等有价金属，会造成资源的巨大浪费。当前，火法贫化与沉降熔融渣的主要炉型是电炉，称为贫化电炉或沉降电炉。在冶金行业尤其是有色冶金行业应用广泛。

熔融渣与还原剂加入电炉后发生还原反应，使化学损失在渣中的有价金属得到贫化，同时电极装置提供熔池反应和提温所需要的热量，使物理损失在渣中的有价金属得到沉降，并实现与渣的分离回收。然而，电炉的化学动力学条件较差，反应效率低下导致电炉床能率较低，需要较大的炉床面积和较高的电极功率，投资成本较高，同时炉体散热也多，运行成本也高；而且电炉贫化容易发生渣中的Fe₃O₄出现沉积形成炉结，进而导致熔池容积减小，进一步恶化了有价金属的贫化和沉降；当熔池容积减小后，尾渣排放的频率增加，冲渣水量会超出设计值，再加上尾渣含有价金属的提高，水淬时经常发生放炮事故，系统面临较大的安全压力。同时，电炉的熔池相对平静、搅动较弱，加入的还原剂都漂浮在熔池表面，在产能不断提高的情况下，其尾渣含有价金属逐渐提高，造成巨大的经济损失；因此，如何高效地对冶金过程中的熔融渣进行火法贫化与沉降，尽可能地降低尾渣中有价金属的品位，已成为冶金行业当前研究的重点课题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种复合渣处理炉，其能够改善炉体的化学动力学条件，使得炉床能率提高，炉结减少，有利于有价金属的贫化和沉降。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型提供了一种复合渣处理炉，其包括炉体，炉体内部包括依次设置的进料区、贫化区及沉降区，进料区设置有进渣入口；贫化区与进料区连通，贫化区设置有喷枪，喷枪包括向下设置的第一喷枪和水平设置的第二喷枪，上述第一喷枪设置于炉体顶部，第二喷枪设置于炉体周壁；沉降区与贫化区连通，沉降区设置有电极装置。

可选地，第一喷枪为竖直向下设置。

可选地，第一喷枪为多个，且均匀间隔设置，能够起到事故保温、开炉升温和熔化炉底粘接的作用。

可选地，第二喷枪为多个，且均匀间隔设置。

可选地，第一喷枪与第二喷枪错位布置，使炉内无搅拌死角，第二喷枪搅拌不到的炉体中部区域，第一喷枪可以搅拌到，从而高效地贫化熔融渣中化学损失的有价金属。

可选地，炉体在贫化区的炉膛高度与沉降区的炉膛高度不同，呈阶梯状设置，贫化区炉膛高，沉降区炉膛低。贫化区的炉膛较高，是由于喷枪在鼓入燃料的过程中会带动熔融渣搅拌，剧烈的搅动使得熔融渣在炉体内部产生喷溅，高炉膛能够容纳该区域较高的喷溅；沉降区的炉膛较低，可以提高热能利用效率、减少建设投资。

可选地，贫化区与沉降区之间设置有阻挡墙，阻挡墙连接炉体顶部，其下方具有连通的通道。阻挡墙将贫化区被剧烈搅动的熔融渣隔断，为沉降区提供了相对平静、搅动较弱的环境，有利于高效地沉降熔融渣中物理损失的有价金属。

可选地，沉降区还设置有用于排渣的上渣口和下渣口。上、下渣口位于不同的高度，便于两个渣口工作时互相不干扰，其中上渣口可以为虹吸式渣口，主要用于连续、高效地放渣，随时保持炉渣渣层厚度恒定，下渣口可以为直口式渣口，便于排渣。

可选地，沉降区还设置有用于排锍的锍口，熔融渣与燃料在贫化区反应结束后会生成金属锍化物，金属锍化物的质量较大，在沉降区中易沉降在炉体底部，从沉降区的锍口排出。

可选地，沉降区的电极装置为多个，且均匀间隔设置，电极装置能够提供熔池反应所需要的热量，高效地沉降熔融渣中物理损失的有价金属。

可选地，锍口的位置低于下渣口，且沉降区的熔融渣中金属锍化物的高度不超过下渣口的高度。

本实用新型实施例的有益效果是：

本实用新型提供了一种复合渣处理炉，其通过将顶吹喷燃贫化技术、侧吹喷燃贫化技术与电热提温沉降技术结合在一起，可以强化熔融渣贫化的冶金过程，使得炉床能率提高，通过控制喷枪喷然工艺，控制炉体内部硫势和氧势，还能使得渣中的Fe₃O₄也得到了很好的还原和抑制，减少炉结，保证熔池的有效作业容积，有利于有价金属的贫化和沉降。同时，由于顶吹喷燃贫化技术和侧吹喷燃贫化技术的联用，炉体内部的还原剂不会漂浮在熔池表面，出现大面积燃烧的问题，上部炉体的寿命也得到了保障。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型复合渣处理炉的剖面图。

图标:100-炉体，11-进渣入口，21-第一喷枪，22-第二喷枪，31-电极装置，32-锍口，33-上渣口，34-下渣口，40-阻挡墙。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在有色及黑色冶金行业，尾渣是指冶炼过程中产生的含有价金属较低的可以废弃的终极物质，是金属产品的对立物。尾渣量大，且随着各生产厂的不断提产，尾渣中Ni、Cu、Co等有价金属的含量也呈逐渐提高的态势，造成了资源的巨大浪费。本实用新型提供一种复合渣处理炉，其能够改善现有的尾渣处理装置化学动力学条件较差的技术问题，有利于尾渣中有价金属的贫化和沉降。

第一实施例

参见附图1，本实施例提供了一种复合渣处理炉，包括炉体100，炉体 100内部有依次设置的进料区、贫化区及沉降区。炉体100在贫化区的炉膛高度与沉降区的炉膛高度不同，呈阶梯状设置，贫化区炉膛高，沉降区炉膛低。贫化区的炉膛较高，是由于喷枪在鼓入燃料的过程中会带动熔融渣搅拌，剧烈的搅动使得熔融渣在炉体100内部产生喷溅，高炉膛能够容纳该区域较高的喷溅；沉降区的炉膛较低，可以提高热能利用效率、减少建设投资。

熔融渣从进渣入口11进入炉体100内部，当熔融渣在炉体100中的液面高度高于预设液面时，复合渣处理炉开始工作。其中，预设液面应当位于第二喷枪22上方，进渣入口11下方，且第一喷枪21与电极装置31延伸至预设液面以下。

当熔融渣液面高于预设液面时，向贫化区中的第一喷枪21和第二喷枪 22鼓入燃料，并使其不完全燃烧，第一喷枪21和第二喷枪22鼓入燃料的同时，还能搅拌炉体100内部的熔融渣，促进其贫化。由于单独的第二喷枪 22搅拌范围受限，无法搅动到炉体100的中部区域，为了保证贫化效果，炉子宽度不宜过大，因此生产规模受到限制，而本实用新型采用顶侧复吹贫化技术解决了上述问题，将第一喷枪21与第二喷枪22错位布置，使炉内无搅拌死角，第二喷枪22搅拌不到的炉体中部区域，第一喷枪21可以搅拌到，从而高效地贫化熔融渣中化学损失的有价金属。

可选地，第一喷枪21为多个，且竖直向下、均匀间隔设置，能够起到事故保温、开炉升温和熔化炉底粘接的作用。

可选地，第二喷枪22为多个，且均匀间隔设置。

贫化区与沉降区之间设置有阻挡墙40，阻挡墙40连接炉体100的顶部，其下方具有连通的通道，熔融渣经贫化后可直接从阻挡墙40下端通道进入沉降区。由于阻挡墙40的阻挡作用，在贫化区被剧烈搅动的熔融渣在沉降区趋于稳定，阻挡墙40为沉降区提供了相对平静、搅动较弱的环境，有利于高效地沉降熔融渣中物理损失的有价金属。

沉降区设置有电极装置31，电极装置31为多个，且均匀间隔设置，电极装置31能够提供熔池反应所需要的热量，高效地沉降熔融渣中物理损失的有价金属。

熔融渣与燃料在贫化区反应结束后会生成金属锍化物，金属锍化物的质量较大，在沉降区中易沉降在炉体100底部，从沉降区的锍口32排出。熔融渣中未经反应的部分从沉降区的上渣口33和下渣口34排出，上、下渣口位于不同的高度，便于两个渣口工作时互相不干扰，其中上渣口33为虹吸式渣口，主要用于连续、高效地放渣，随时保持炉渣渣层厚度恒定，下渣口34为直口式渣口，便于排渣。

本实施例所述的复合渣处理炉对熔融渣的整体处理流程如下：

熔融渣从进渣入口11进入炉体100内部，当熔融渣在炉体100中的液面高度高于预设液面时，向贫化区中的第一喷枪21和第二喷枪22鼓入燃料，并使其不完全燃烧，同时第一喷枪21和第二喷枪22搅拌炉体100内部的熔融渣，促进其贫化，经贫化后的熔融渣直接从阻挡墙40下端通道进入沉降区，沉降区设置有电极装置31，电极装置31能够提供熔池反应所需要的热量，高效地沉降熔融渣中物理损失的有价金属，熔融渣在贫化区反应结束后，一部分熔融渣会生成金属锍化物，经沉降区沉降后，从沉降区的锍口32排出，熔融渣中未经反应的部分，经沉降区沉降后，从沉降区的上渣口33和下渣口34排出。

第一试验例

待处理的熔融渣中含Cu、Ni品位分别为2.1wt％和1.5％，熔融渣从进渣入口11进入炉体100内部，当熔融渣总量超过预设液面时，向炉体100 中的第一喷枪21鼓入粉煤、硫化剂和压缩空气，向第二喷枪22鼓入燃料天然气和富氧空气，第一喷枪21与第二喷枪22错位布置，使炉内无搅拌死角。在喷枪的搅拌作用下，熔融渣与燃料反应，高效地贫化熔融渣中化学损失的有价金属，熔融渣经过贫化后，从阻挡墙40的下端进入沉降区，由于阻挡墙40的存在，沉降区的熔融渣相对平稳，沉降区的电极装置31为多个，且均匀间隔设置，能够提供熔池反应所需要的热量，熔融渣在电极装置31所提供的高温环境及阻挡墙40所提供的平稳环境下，进行物理沉降，经过4h后排渣，经检测尾渣中Cu含量不超过0.4％，Ni含量不超过0.25％， Cu和Ni的贫化回收率均超过80％。

第一对比例

本对比例与第一试验例不同之处在于，其处理熔融渣的装置为某大型有色金属企业的顶吹炉，炉料在顶吹炉内完成加热、熔化、氧化、造锍和造渣等过程。其中待处理的渣中含Cu为2.1％，含Ni为1.5％,顶吹炉后接电炉对熔融渣进行贫化与沉降，尾渣含Ni为0.38％，含Cu为0.55％，Cu和 Ni的贫化回收率约75％。

综上所述，本实用新型将顶吹喷燃贫化技术、侧吹喷燃贫化技术与电热提温沉降技术创造性地结合在一起，使得复合渣处理炉的化学动力学条件改善，结合氧势和硫势的控制可以使得渣中的Fe₃O₄也得到了很好的还原和抑制，炉结减少，保证了熔池容积，有利于有价金属的贫化和沉降。同时，尾渣中有价金属含量控制住之后，由于熔池容积得到保证，水淬系统的安全性也得到了保障。同时本实用新型将顶侧复吹贫化结合，使得还原剂不再漂浮在熔池表面大面积燃烧，保证了上部炉体的寿命。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复合渣处理炉，其特征在于，包括炉体，所述炉体内部包括依次设置的进料区、贫化区及沉降区；

所述进料区设置有进渣入口；

所述贫化区与所述进料区连通，所述贫化区设置有喷枪，所述喷枪包括向下设置的第一喷枪和水平设置的第二喷枪，所述第一喷枪设置于所述炉体顶部，所述第二喷枪设置于炉体周壁；

所述沉降区与贫化区连通，所述沉降区设置有电极装置。

2.根据权利要求1所述的复合渣处理炉，其特征在于，所述第一喷枪为竖直向下设置。

3.根据权利要求1所述的复合渣处理炉，其特征在于，所述第一喷枪为多个，且均匀间隔设置。

4.根据权利要求1所述的复合渣处理炉，其特征在于，所述第二喷枪为多个，在炉体两侧均匀间隔设置。

5.根据权利要求1所述的复合渣处理炉，其特征在于，所述第一喷枪与所述第二喷枪错位布置。

6.根据权利要求2～5任一项所述的复合渣处理炉，其特征在于，所述炉体在贫化区的炉膛高度与沉降区的炉膛高度不同，所述贫化区炉膛高，所述沉降区炉膛低。

7.根据权利要求2～5任一项所述的复合渣处理炉，其特征在于，所述贫化区与所述沉降区之间设置阻挡墙，所述阻挡墙连接炉体顶部，所述阻挡墙下方具有连通的通道。

8.根据权利要求1所述的复合渣处理炉，其特征在于，所述沉降区还设置有用于排渣的上渣口和下渣口。

9.根据权利要求1所述的复合渣处理炉，其特征在于，所述沉降区还设置有用于排锍的锍口。

10.根据权利要求1所述的复合渣处理炉，其特征在于，所述电极装置为多个，且均匀间隔设置。

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