CN218969273U

CN218969273U - 熔渣冷却处理装置

Info

Publication number: CN218969273U
Application number: CN202223452338.XU
Authority: CN
Inventors: 代文彬; 陈曦; 陈奎元; 祁永峰; 王书晓; 裴忠冶; 陈学刚
Original assignee: China ENFI Engineering Corp; China Nonferrous Metals Engineering Co Ltd
Current assignee: China ENFI Engineering Corp; China Nonferrous Metals Engineering Co Ltd
Priority date: 2022-12-23
Filing date: 2022-12-23
Publication date: 2023-05-05
Anticipated expiration: 2032-12-23

Abstract

本实用新型提供一种熔渣冷却处理装置，包括旋转筒、熔渣槽、气液喷水装置、冷却喷水装置，熔渣槽用于将熔渣导入旋转筒内；气液喷水装置用于对流入旋转筒内的熔渣进行初次破碎和降温；冷却喷水装置用于对熔渣进行再次降温冷却；在旋转筒的内部的截面位置设置有阻球格栅，阻球格栅将旋转筒的内部分为高温区域和低温区域，其中，在高温区域设置有金属球，金属球对高温区域的熔渣进行破碎和冷却；在旋转筒的筒壁上沿圆周方向设置有排渣孔，排渣孔用于将冷却的固渣排出旋转筒。利用本实用新型，能够解决现有的快速冷却处理装置中冷却速度不足容易出现结晶、渣含水率高等问题。

Description

熔渣冷却处理装置

技术领域

本实用新型涉及炼熔渣处理技术领域，更为具体地，涉及一种熔渣冷却处理装置。

背景技术

目前有色冶炼熔渣水淬快速冷却处理方式，通常是采用直接将液态熔渣倒入砌筑好的水淬池中，偶尔还在渣流下过程中喷水快速冷却，冷却后的熔渣沉降于水淬池底部，待水淬池积累一定固渣后再使用抓斗或铲车铲出池外堆存。

上述有色冶炼熔渣水淬处理方式，属于粗放式处理过程，水淬处理几乎全部采用露天作业。水淬过程中产生的蒸汽和污水自由排放，熔渣中的硫、重金属等会随水淬过程产生H₂S逸散、重金属浸入水溶液中等环境危害。由于熔渣是直接倒入水池内，在渣表面实现快速冷却后，渣内部还仍处于高温状态，导致水淬渣外部呈玻璃化状态，但固渣内部却含有大量晶体相，不利于熔渣的玻璃化效果和后续资源化利用目的。同时，产生的大量水蒸气也会造成现场工作环境恶劣。部分熔渣由于冷却不及时还会产生矿物纤维飘散在空气中，危害厂区人员呼吸系统，并吸附在厂区建筑上还影响美观。此外，水用量大，渣含水率高，对水淬渣后续利用、厂区环境、生态环境、工作环境等都带来诸多不利影响。

此外，CN107557505A、WO2012/024835A1、WO2021/223543A1公开的处理装置，主要用于钢渣冷却破碎处理。由于钢渣熔化温度高、粘性大、流动性差、容易结块、固渣硬度大，以及密度大，使得处理设备结构不能太过于复杂，还需要对对储渣罐进行扒渣处理，对设备材质要求也高。此外，钢渣冷却后几乎不含玻璃相，均是各种晶体相构成。

为了解决现有的问题，本实用新型亟需提供一种熔渣冷却处理装置。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种熔渣冷却处理装置，以解决现有的快速冷却处理装置中冷却速度不足容易出现结晶、渣含水率高等问题。

本实用新型提供的一种熔渣冷却处理装置，包括旋转筒、伸入所述旋转筒内的熔渣槽、伸入所述旋转筒的内部的气液喷水装置、冷却喷水装置，其中，

所述熔渣槽，用于将熔渣导入所述旋转筒内；

所述气液喷水装置，用于对流入所述旋转筒内的熔渣进行初次破碎和降温；所述冷却喷水装置，用于对所述熔渣进行再次降温冷却；

在所述旋转筒的内部的截面位置设置有阻球格栅，所述阻球格栅将所述旋转筒的内部分为高温区域和低温区域，其中，在所述高温区域设置有金属球，所述金属球对所述高温区域的熔渣进行破碎和冷却；

在所述旋转筒的筒壁上沿圆周方向设置有排渣孔，所述排渣孔用于将冷却的固渣排出所述旋转筒。

此外，优选的结构是，在所述旋转筒上设置有槽口，所述熔渣槽通过所述槽口伸入所述旋转筒内。

此外，优选的结构是，所述气液喷水装置设置在所述熔渣槽伸入所述旋转筒内的一端，其中，

所述气液喷水装置通过增压空气将冷却水喷到熔渣流上，对下落过程中的所述熔渣进行破碎和降温。

此外，优选的结构是，所述冷却喷水装置在所述旋转筒的内部沿轴向方向设置，其中，

所述冷却喷水装置包括喷水管和分布设置在所述喷水管上的喷水孔，所述喷水孔分别向所述喷水管的轴向方向和直径方向进行喷水。

此外，优选的结构是，所述金属球的直径大于所述阻球格栅、所述排渣孔的孔径。

此外，优选的结构是，所述金属球为非等径金属球，在所述金属球的表面均匀设置有凹孔。

此外，优选的结构是，所述阻球格栅设置在距离所述旋转筒的一端的四分之一处的截面位置，所述低温区域占所述旋转筒的内部的四份之一的空间，所述高温区域占所述旋转筒的内部的四份之三的空间。

此外，优选的结构是，所述阻球格栅，用于阻止所述金属球进入到所述低温区域。

此外，优选的结构是，所述排渣孔的数量至少三个，所述排渣孔沿所述旋转筒的圆周方向均匀设置。

此外，优选的结构是，在所述旋转筒的外壁上设置有托圈，所述托圈用于支撑所述旋转筒。

此外，优选的结构是，所述旋转筒的轴向同水平方向呈倾斜角度设置，且所述熔渣进料端高度高于固渣排出端高度。

从上面的技术方案可知，本实用新型提供的熔渣冷却处理装置，通过气液喷水装置对流入旋转筒内的熔渣进行初次破碎和降温；通过冷却喷水装置对熔渣进行再次降温；通过非等径金属球对熔渣进行冷却降温，并且在翻滚过程中能够起到破碎熔渣作用，但同时又不至于将固渣磨成粉末状，从而解决现有的快速冷却处理装置中冷却速度不足容易出现结晶、渣含水率高等问题。

为了实现上述以及相关目的，本实用新型的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本实用新型的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本实用新型的原理的各种方式中的一些方式。此外，本实用新型旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明的内容，并且随着对本实用新型的更全面理解，本实用新型的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本实用新型实施例的熔渣冷却处理装置的内部结构示意图；

图2为根据本实用新型实施例的熔渣冷却处理装置的外部结构示意图；

图3为沿图2的I-I的剖面示意图。

其中的附图标记包括：1、旋转筒，2、熔渣槽，3、气液喷水装置，4、冷却喷水装置，5、金属球，6、阻球格栅，7、排渣孔，8、托圈，9、输渣皮带。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

针对前述提出的现有的快速冷却处理装置中冷却速度不足容易出现结晶、渣含水率高等问题，本实用新型提供了一种熔渣冷却处理装置。

以下将结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细描述。

为了说明本实用新型提供的熔渣冷却处理装置的结构，图1-图3分别从不同角度对熔渣冷却处理装置进行了示例性标示。具体地，图1示出了根据本实用新型实施例的熔渣冷却处理装置的内部结构；图2示出了根据本实用新型实施例的熔渣冷却处理装置的外部结构；图3为沿图2的I-I的剖面结构。

如图1至图3共同所示，本实用新型提供的熔渣冷却处理装置，包括旋转筒1、伸入所述旋转筒1内的熔渣槽2、伸入所述旋转筒1的内部的气液喷水装置3、冷却喷水装置4，其中，所述熔渣槽2，用于将熔渣导入所述旋转筒1内；所述气液喷水装置3，用于对流入所述旋转筒1内的熔渣进行初次破碎和降温；所述冷却喷水装置4，用于对所述熔渣进行再次降温冷却；在所述旋转筒1的内部的截面位置设置有阻球格栅6，所述阻球格栅6将所述旋转筒1的内部分为高温区域和低温区域，其中，在所述高温区域设置有金属球5，所述金属球5对所述高温区域的熔渣进行破碎和冷却；在所述旋转筒1的筒壁上沿圆周方向设置有排渣孔7，所述排渣孔7用于将冷却的固渣排出所述旋转筒1。

在本实用新型的实施例中，采用旋转筒式结构对熔渣进行处理，采用这种机械旋转、金属球重力破碎和喷吹急冷等多重方式下，对熔渣进行快速冷却处理。在所述旋转筒1上设置有槽口，所述熔渣槽2通过所述槽口伸入所述旋转筒1内部；气液喷水装置3同样伸入所述旋转筒1与所述熔渣槽2相连接的一端，气液喷水装置3通过增压空气将冷却水喷到熔渣上，对熔渣进行破碎和降温。所述冷却喷水装置4在所述旋转筒1的内部沿轴向方向设置，所述冷却喷水装置包括喷水管和分布设置在所述喷水管上的喷水孔，所述喷水孔分别向所述喷水管的轴向方向和直径方向进行喷水。

具体地，液体熔渣通过熔渣槽2流入旋转筒1的一端，采用熔渣溜槽进渣方式，渣冷却处理量大。液渣在流下过程中，受到气液喷水装置3和冷却喷水装置4快速喷水冷却作用，熔渣表面实现快速冷却固化，渣流实现初步冷却处理，保证落入筒内的熔渣不至于过热影响筒内金属件。其中，位于渣流后方的喷吹为气液喷水装置3，是用增压空气将冷却水一同从喷嘴内喷吹出来，这种喷水方式，气液流速大，冲击力强；液渣一方面在气体作用能够快速冲散成较小粒径，另一方面在气液流中的冷却水和筒内上方的冷却水(冷却喷水装置4喷出的水)作用实现表面快速冷却；这种方式可实现渣流的初步破碎和降温。

在本实用新型的实施例中，金属球5的直径大于阻球格栅6、排渣孔7的孔径，防止金属球5从两者(阻球格栅6和排渣孔7)中穿过。其中，金属球1为非等径金属球，在金属球1的表面均匀设置有凹孔。排渣孔7的数量至少三个，所述排渣孔7沿旋转筒1的圆周方向均匀设置。也就是说，排渣孔为网筛结构，所述网筛结构的数量至少三个，沿所述旋转筒的圆周方向均匀设置。所述阻球格栅用于阻止金属球进入到低温区域；所述阻球格栅设置在距离所述旋转筒的一端的四分之一处的截面位置，所述低温区域占所述旋转筒的内部的四份之一的空间，所述高温区域占所述旋转筒的内部的四份之三的空间。

具体地，液渣经初步降温后，熔渣落入旋转筒1内的非等径金属球5或固渣上，在冷却喷水装置4继续喷水冷却和旋转筒1旋转过程中，在固渣自身和金属球5的双重作用下，筒内高温渣再次进行快速破碎和降温，同时大块固渣也会被破碎成小块状，将内部高温固渣释放出来并进行快速冷却，从而起到防止固渣芯部冷却不及时出现晶化现象。

在旋转筒1不断旋转过程中，经过多次冷却和破碎的固渣，再通过筒上开出的排渣孔7被筛下，而金属球5则仍留在旋转筒1内部进行工作。从筒体的排渣孔7筛下的固渣落入输送装置(输渣皮带9)上，运往储存车间储存放置。

其中，旋转筒1内使用的金属球5为非等径金属球，表面由许多凹孔构成，一方面提高接触面积，起到快速降温作用，另一方面又不至于把固渣研磨成粉状，并且这种结构也不易使球由于旋转移动而向筒体后部移动，保证其在筒体前半段工作。此外，根据固渣成分和性质，会选用相应材质和热处理方式的金属球，降低金属球磨损。即：采用非等径金属球，一方面增加熔渣急冷接触面积，达到快速传导降温，另一方面起到破碎固体块渣，将固渣内部未冷却部分快速释放降温，同时又防止金属球有自由向后方移动。

其中，在靠近旋转筒1的后端宽径长度1/4部位截面处，焊接上阻球格栅6，即：金属格栅，将筒体内部分成前后两部分(高温区域和低温区域)，防止金属球从高温区域落入筒体后部的低温区域，保证研磨球只在筒体前部的高温区域，对倒入筒内的熔渣始终起到破碎和快冷目的。同时金属球5的直径要大于筒内金属筛网(排渣孔7)和阻球格栅6最大孔径距离，防止金属球5筛落，从而保证金属球始终在高温区工作。

在旋转筒1内沿轴向方向，插入冷却喷水装置4，并在水管方向开出喷水孔，分别向水管轴向方向和下半部直径方向进行喷水冷却。由其是在筒体高温冷却工作区内，喷水孔开孔数量多，保证熔渣快速冷却以及防止筒体金属结构高温热变形。同时可以调整喷水管内的水流量，以保证合适的冷却速率，减少自由水从筒内流失出来。

此外，在本实用新型的实施例中，在所述旋转筒1的外壁上设置有托圈8，所述托圈8用于支撑所述旋转筒1。其中，在使用过程中，旋转筒1的筒体轴向同水平方向呈一定角度放置，且热渣进料端高度略高于固渣排出端高度。在熔渣冷却过程中，产生的水蒸气通过管道收集、冷却、过滤后，回水还可以继续作为熔渣冷却水继续使用，避免了热蒸汽逸散对现场操作环境的影响，实现节水目的；同时，通过控制水流量和转速，能够实现排出筒内的水淬渣自由水含量少，自由水损失少等目的，提高水利用效率，水淬渣可不用烘干直接进行粉磨处理，减少能耗。

在本实用新型的实施例中，通过将熔渣在旋转筒中进行快速冷却，实现熔渣快速冷却成水淬渣，并迅速排出筒外，利用自身余热实现烘干处理。并且有色冶炼渣普遍熔化温度要较低，熔渣流动性好，但如果冷却不及时也很容易发生结晶现象，使得渣活性普遍不高。为了提高活性，需要提高有色冶炼渣中的玻璃相含量，即提高熔渣冷却速率，减少固渣粒径。而传统直接水淬冲渣方式，倒入池中的液渣表面虽然发生冷却凝固，但由于固渣导热率低，渣内部温度仍旧很高，而水淬池中又无熔渣破碎搅拌装置，故使得固渣内部散热不及时导致固渣内部晶体相含量高。

通过上述实施方式可以看出，本实用新型提供的熔渣冷却处理装置，通过气液喷水装置对流入旋转筒内的熔渣进行初次破碎和降温；通过冷却喷水装置对熔渣进行再次降温；通过非等径金属球对熔渣进行冷却降温，并且在翻滚过程中能够起到破碎熔渣作用，但同时又不至于将固渣磨成粉末状，从而解决现有的快速冷却处理装置中冷却速度不足容易出现结晶、渣含水率高等问题。

如上参照附图以示例的方式描述了根据本实用新型提出的熔渣冷却处理装置。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本实用新型所提出的熔渣冷却处理装置，还可以在不脱离本实用新型内容的基础上做出各种改进。因此，本实用新型的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims

1.一种熔渣冷却处理装置，其特征在于，包括旋转筒、伸入所述旋转筒内的熔渣槽、伸入所述旋转筒的内部的气液喷水装置、冷却喷水装置，其中，

所述熔渣槽，用于将熔渣导入所述旋转筒内；

2.如权利要求1所述的熔渣冷却处理装置，其特征在于，在所述旋转筒上设置有槽口，所述熔渣槽通过所述槽口伸入所述旋转筒内。

3.如权利要求1所述的熔渣冷却处理装置，其特征在于，所述气液喷水装置设置在所述熔渣槽伸入所述旋转筒内的一端，其中，

4.如权利要求1所述的熔渣冷却处理装置，其特征在于，所述冷却喷水装置在所述旋转筒的内部沿轴向方向设置，其中，

5.如权利要求1所述的熔渣冷却处理装置，其特征在于，所述金属球的直径大于所述阻球格栅、所述排渣孔的孔径。

6.如权利要求1所述的熔渣冷却处理装置，其特征在于，所述金属球为非等径金属球，在所述金属球的表面均匀设置有凹孔。

7.如权利要求1所述的熔渣冷却处理装置，其特征在于，所述阻球格栅为金属格栅，用于阻止所述金属球进入到所述低温区域。

8.如权利要求7所述的熔渣冷却处理装置，其特征在于，所述阻球格栅设置在距离所述旋转筒的一端的四分之一处的截面位置，所述低温区域占所述旋转筒的内部的四份之一的空间，所述高温区域占所述旋转筒的内部的四份之三的空间。

9.如权利要求1所述的熔渣冷却处理装置，其特征在于，所述排渣孔为网筛结构，所述网筛结构的数量至少三个，沿所述旋转筒的圆周方向均匀设置。

10.如权利要求1所述的熔渣冷却处理装置，其特征在于，在所述旋转筒的外壁上设置有托圈，所述托圈用于支撑所述旋转筒。

11.如权利要求1所述的熔渣冷却处理装置，其特征在于，

在使用过程中，所述旋转筒的轴向同水平方向呈倾斜角度设置，且所述熔渣进料端高度高于固渣排出端高度。