一种富氧侧吹熔炼工艺的制作方法

文档序号:15457719发布日期:2018-09-15 01:37

本发明属于熔炼工艺领域,具体涉及一种富氧侧吹熔炼工艺。



背景技术:

传统的熔炼采用密闭鼓风炉、回转炉以及回转炉等工艺,他们具有以下缺点:(1)床能率比较低,导致能耗高,硫没有得到利用,大部分进入渣中,少量进入烟气,由于烟气中二氧化硫浓度低,不易制酸;(2)使用冶金焦炭,直接地对大气造成污染,增加二氧化硫排放量。

有鉴于此,本发明人深入研究,遂得到本案一种富氧侧吹熔炼工艺。



技术实现要素:

本发明的主要目的在于提供一种富氧侧吹熔炼工艺,其具有床能率高、成本低以及环保性好的优点。

为了达成上述目的,本发明的解决方案是:

一种富氧侧吹熔炼工艺,将物料加入熔池炉内,对熔池内的熔体形成剧烈搅拌,鼓入富氧空气,加入煤粉,在熔池内传质、传热过程迅速进行,完成一系列化学反应,得到合金、炉渣和高温烟气,合金送火法初步精炼,炉渣送料制作建筑材料和微晶板材,高温烟气回收余热后送制酸。

进一步的改进:所述充分反应的时间为4-6小时。

进一步的改进:所述熔池炉内设有喷煤嘴,所述煤粉由所述喷煤嘴喷入炉内。

进一步的改进:所述喷煤嘴包括弯管和设于所述弯管上的第一喷嘴和第二喷嘴,所述弯管包括依次连接第一竖直部、第一平直部、第二竖直部和第二平直部,所述第一竖直部和第一平直部之间、第一平直部和第二竖直部之间、第二竖直部和第二平直部之间均通过圆弧过度,所述第一竖直部和第一平直部连接处的下部设有所述第一喷嘴,所述第二竖直部和第二平直部连接处的下部设有所述第二喷嘴。

进一步的改进:所述第一喷嘴与所述第一平直部之间的夹角为45度,所述第二喷嘴与所述第二平直部的夹角也为45度。

进一步的改进:所述第一喷嘴和第二喷嘴均包括圆柱状的本体,所述本体上设有由上至下贯穿所述本体通孔,所述通孔呈螺旋状。

进一步的改进:所述通孔的数量为多个且均匀分布。

进一步的改进:所述物料包括有色金属废品、硫化铋、农林废弃物和可燃性垃圾。

进一步的改进:所述高压富氧空气的压强0.16-0.20Mpa,氧气浓度30%-50%。

进一步的改进:所述物料在加入熔池炉前经加工形成粒团。

与现有技术相比,本发明提供一种富氧侧吹熔炼工艺,其原料适应性强,可以处理粉料,也可以处理块料,含水小于百分之十的原料可以直接入炉;且环保性好,采用富氧空气熔炼,可将农林废弃物与可燃性的生活垃圾和金属物料制团投炉熔炼,烟气含二氧化硫浓度高且稳定连续,有利于制酸,降低烟气治理的基建投资,提高硫的利用率,从而能够有效保护环境;同时采用富氧侧吹的显著特点是在鼓风区域下,存在一个与上层相比搅动强度很小的下层熔体平静区域,由于上层的强制搅动长大的液相珠粒会因比重的差别迅速分离分层,提高效率;最后也是最为重要的是,由于炉料不需要干燥和破碎,可以使用廉价的煤粉做燃料,从而降低了生产成本,煤粉采用喷入的方式,能够极大地提升煤的利用效率,提升反应速度,从而提升整体生产效率。

附图说明:

图1为本发明涉及一种富氧侧吹熔炼工艺的喷煤嘴的整体结构示意图。

图2为本发明涉及一种富氧侧吹熔炼工艺的喷煤嘴的本体的上部结构示意图。

图3为本发明涉及一种富氧侧吹熔炼工艺的喷煤嘴的本体的下部的结构示意图。

图中:

第一喷嘴-11;第二喷嘴-12;本体-13;

通孔-131;第一竖直部-21;第一平直部-22;

第二竖直部-23;第二平直部-24。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明的保护的范围。

实施例1:

一种富氧侧吹熔炼工艺,将物料进行加工形成粒团后加入熔炼炉内,所述物料包括有色金属废品、硫化铋、农林废弃物和可燃性垃圾,然后向炉中鼓入富氧空气,富氧空气的压强为0.16Mpa,氧气浓度为30%,在熔池内的熔体形成剧烈搅拌的效果,加入煤粉,在熔池内传质、传热过程迅速进行,完成一系列化学反应,反应时间为4小时,得到合金、炉渣和高温烟气,合金送火法初步精炼,炉渣送料制作建筑材料和微晶板材等,当然此处的炉渣也可以用于其他用途,高温烟气(1100℃至1200℃)回收余热后送制酸。

进一步,如图1至图3所示,所述熔池炉内设有喷煤嘴,所述煤粉由所述喷煤嘴喷入炉内,采用喷入的方式能够提升煤粉的分散程度,从而提升能够有效提升其反应效率。

具体的,所述喷煤嘴包括弯管和设于所述弯管上的第一喷嘴11和第二喷嘴12,所述弯管包括依次连接第一竖直部21、第一平直部22、第二竖直部23和第二平直部24,所述第一竖直部21和第二竖直部23为竖直设置,所述第一平直部22和第二平直部24为水平设置,所述第一竖直部21和第一平直部22之间、第一平直部22和第二竖直部23之间、第二竖直部23和第二平直部24之间均通过圆弧过度,所述第一竖直部21和第一平直部22连接处的下部设有所述第一喷嘴11,所述第二竖直部23和第二平直部24连接处的下部设有所述第二喷嘴12,煤粉由喷煤机送至所述第一竖直部21的上端后依次经过所述第一竖直部21、第一平直部22、第二竖直部23和第二平直部24,当煤粉由第一竖直部21向第一平直部22运动时,由于第一平直部22和第一竖直部21之间具有角度,煤粉在第一竖直部21和第一平直部22的连接处受到撞击,一部分煤粉由所述第一喷嘴11喷出,另一部分沿所述第一平直部22继续运动,在第一平直部22和第二竖直部23的连接处再次受到撞击后运动至所述第二竖直部23,沿第二竖直部23向下在第二竖直部23和第二平直部24的连接处受到撞击,一部分煤粉由所述第二喷嘴12喷出,另一部分沿所述第二平直部24继续运动,由第二平直部24的端口喷出。

在上述过程中,煤粉多次受到撞击,从而能够有效地被分散,有利于提升其反应效率,同时,煤粉从第一喷嘴11、第二喷嘴12和第二平直部24的端口喷出,而所述第一喷嘴11、第二喷嘴12和第一平直部22的端口三者相互之间具有一定的距离,从而能够让煤粉在相当大的面积上散布,能够最大限度地保证煤粉的均匀散布,从而保证了煤粉与物料能够均匀接触,让炉内的反应能够同步进行,保证了良好的熔炼效果。

为了提升所述第一喷嘴11和第二喷嘴12良好的喷煤效果,所述第一喷嘴11与所述第一平直部22之间的夹角α为45度,所述第二喷嘴12与所述第二平直部24的夹角β也为45度,这样顺着煤粉的运动方向,能够较少煤粉运动的能量损失,保证其喷出时具有比较好的喷射距离,同时也能够减少煤粉在喷嘴内的聚集堵塞。

为进一步提升所述第一喷嘴11和第二喷嘴12的喷煤效果,所述第一喷嘴11和第二喷嘴12均包括圆柱状的本体13,所述本体13上设有由上至下贯穿所述本体13通孔131,所述通孔131呈螺旋状,所述通孔131的数量为多个且均匀分布,本实施例中,所述通孔131的数量为四个,当然,此处四个不为严格的限定,三个、五个、六个甚至更多均可。通过这样的设置,煤进入所述本体13后通过所述通孔131,由于所述通孔131为螺旋状,且这样的通孔131为多个,煤粉在喷出时将呈现散射状,能够将煤粉均匀喷射散布,提升整体工艺效果。

本实施例中所述第一平直部22和第一竖直部21的连接处的下部设置斜向下延伸的第一连接部,所述第一连接部可以通过焊接的方式连接在所述第一平直部22和第一竖直部21的连接处上,所述第一喷嘴11与所述第一连接部连接,同样可以采用焊接的方式连接;所述第二平直部24和第二竖直部23的连接处的下部设置斜向下延伸的第二连接部,所述第二连接部可以通过焊接的方式连接在所述第二平直部24和第二竖直部23的连接处上,所述第二喷嘴12与所述第二连接部连接,同样可以采用焊接的方式连接。

所述的一些列化学反应如下:

Bi2S3+3O2=2Bi+3SO2

PbS+O2=Pb+SO2

Sb2S3+3O2=2Sb+2SO2

4Bi+3O2=2Bi2O3

2Pb+O2=2PbO

4Sb+3O2=2Sb2O3

2C+O2=2CO

Bi2O3+3CO=2Bi+3CO2

PbO+CO=Pb+CO

Sb2O3+3CO=2Sb+3CO2

实施例2:

一种富氧侧吹熔炼工艺,将物料进行加工形成粒团后加入熔炼炉内,所述物料包括有色金属废品、硫化铋、农林废弃物和可燃性垃圾,然后向炉中鼓入富氧空气,富氧空气的压强为0.20Mpa,氧气的浓度为50%,在熔池内的熔体形成剧烈搅拌的效果,加入煤粉,在熔池内传质、传热过程迅速进行,完成一系列化学反应,反应时间为6小时,得到合金、炉渣和高温烟气,合金送火法初步精炼,炉渣送料制作建筑材料和微晶板材等,当然此处的炉渣也可以用于其他用途,高温烟气(1100℃至1200℃)回收余热后送制酸。

进一步,如图1至图3所示,所述熔池炉内设有喷煤嘴,所述煤粉由所述喷煤嘴喷入炉内,采用喷入的方式能够提升煤粉的分散程度,从而提升能够有效提升其反应效率。

具体的,所述喷煤嘴包括弯管和设于所述弯管上的第一喷嘴11和第二喷嘴12,所述弯管包括依次连接第一竖直部21、第一平直部22、第二竖直部23和第二平直部24,所述第一竖直部21和第二竖直部23为竖直设置,所述第一平直部22和第二平直部24为水平设置,所述第一竖直部21和第一平直部22之间、第一平直部22和第二竖直部23之间、第二竖直部23和第二平直部24之间均通过圆弧过度,所述第一竖直部21和第一平直部22连接处的下部设有所述第一喷嘴11,所述第二竖直部23和第二平直部24连接处的下部设有所述第二喷嘴12,煤粉由喷煤机送至所述第一竖直部21的上端后依次经过所述第一竖直部21、第一平直部22、第二竖直部23和第二平直部24,当煤粉由第一竖直部21向第一平直部22运动时,由于第一平直部22和第一竖直部21之间具有角度,煤粉在第一竖直部21和第一平直部22的连接处受到撞击,一部分煤粉由所述第一喷嘴11喷出,另一部分沿所述第一平直部22继续运动,在第一平直部22和第二竖直部23的连接处再次受到撞击后运动至所述第二竖直部23,沿第二竖直部23向下在第二竖直部23和第二平直部24的连接处受到撞击,一部分煤粉由所述第二喷嘴12喷出,另一部分沿所述第二平直部24继续运动,由第二平直部24的端口喷出。

在上述过程中,煤粉多次受到撞击,从而能够有效地被分散,有利于提升其反应效率,同时,煤粉从第一喷嘴11、第二喷嘴12和第二平直部24的端口喷出,而所述第一喷嘴11、第二喷嘴12和第一平直部22的端口三者相互之间具有一定的距离,从而能够让煤粉在相当大的面积上散布,能够最大限度地保证煤粉的均匀散布,从而保证了煤粉与物料能够均匀接触,让炉内的反应能够同步进行,保证了良好的熔炼效果。

为了提升所述第一喷嘴11和第二喷嘴12良好的喷煤效果,所述第一喷嘴11与所述第一平直部22之间的夹角α为45度,所述第二喷嘴12与所述第二平直部24的夹角β也为45度,这样顺着煤粉的运动方向,能够较少煤粉运动的能量损失,保证其喷出时具有比较好的喷射距离,同时也能够减少煤粉在喷嘴内的聚集堵塞。

为进一步提升所述第一喷嘴11和第二喷嘴12的喷煤效果,所述第一喷嘴11和第二喷嘴12均包括圆柱状的本体13,所述本体13上设有由上至下贯穿所述本体13通孔131,所述通孔131呈螺旋状,所述通孔131的数量为多个且均匀分布,本实施例中,所述通孔131的数量为四个,当然,此处四个不为严格的限定,三个、五个、六个甚至更多均可。通过这样的设置,煤进入所述本体13后通过所述通孔131,由于所述通孔131为螺旋状,且这样的通孔131为多个,煤粉在喷出时将呈现散射状,能够将煤粉均匀喷射散布,提升整体工艺效果。

本实施例中所述第一平直部22和第一竖直部21的连接处的下部设置斜向下延伸的第一连接部,所述第一连接部可以通过焊接的方式连接在所述第一平直部22和第一竖直部21的连接处上,所述第一喷嘴11与所述第一连接部连接,同样可以采用焊接的方式连接;所述第二平直部24和第二竖直部23的连接处的下部设置斜向下延伸的第二连接部,所述第二连接部可以通过焊接的方式连接在所述第二平直部24和第二竖直部23的连接处上,所述第二喷嘴12与所述第二连接部连接,同样可以采用焊接的方式连接。

所述的一些列化学反应如下:

Bi2S3+3O2=2Bi+3SO2

PbS+O2=Pb+SO2

Sb2S3+3O2=2Sb+2SO2

4Bi+3O2=2Bi2O3

2Pb+O2=2PbO

4Sb+3O2=2Sb2O3

2C+O2=2CO

Bi2O3+3CO=2Bi+3CO2

PbO+CO=Pb+CO

Sb2O3+3CO=2Sb+3CO2

实施例3:

一种富氧侧吹熔炼工艺,将物料进行加工形成粒团后加入熔炼炉内,所述物料包括有色金属废品、硫化铋、农林废弃物和可燃性垃圾,然后向炉中鼓入富氧空气,富氧空气的压强为0.18Mpa,氧气的浓度为40%,在熔池内的熔体形成剧烈搅拌的效果,加入煤粉,在熔池内传质、传热过程迅速进行,完成一系列化学反应,反应时间为5小时,得到合金、炉渣和高温烟气,合金送火法初步精炼,炉渣送料制作建筑材料和微晶板材等,当然此处的炉渣也可以用于其他用途,高温烟气(1100℃至1200℃)回收余热后送制酸。

进一步,如图1至图3所示,所述熔池炉内设有喷煤嘴,所述煤粉由所述喷煤嘴喷入炉内,采用喷入的方式能够提升煤粉的分散程度,从而提升能够有效提升其反应效率。

具体的,所述喷煤嘴包括弯管和设于所述弯管上的第一喷嘴11和第二喷嘴12,所述弯管包括依次连接第一竖直部21、第一平直部22、第二竖直部23和第二平直部24,所述第一竖直部21和第二竖直部23为竖直设置,所述第一平直部22和第二平直部24为水平设置,所述第一竖直部21和第一平直部22之间、第一平直部22和第二竖直部23之间、第二竖直部23和第二平直部24之间均通过圆弧过度,所述第一竖直部21和第一平直部22连接处的下部设有所述第一喷嘴11,所述第二竖直部23和第二平直部24连接处的下部设有所述第二喷嘴12,煤粉由喷煤机送至所述第一竖直部21的上端后依次经过所述第一竖直部21、第一平直部22、第二竖直部23和第二平直部24,当煤粉由第一竖直部21向第一平直部22运动时,由于第一平直部22和第一竖直部21之间具有角度,煤粉在第一竖直部21和第一平直部22的连接处受到撞击,一部分煤粉由所述第一喷嘴11喷出,另一部分沿所述第一平直部22继续运动,在第一平直部22和第二竖直部23的连接处再次受到撞击后运动至所述第二竖直部23,沿第二竖直部23向下在第二竖直部23和第二平直部24的连接处受到撞击,一部分煤粉由所述第二喷嘴12喷出,另一部分沿所述第二平直部24继续运动,由第二平直部24的端口喷出。

在上述过程中,煤粉多次受到撞击,从而能够有效地被分散,有利于提升其反应效率,同时,煤粉从第一喷嘴11、第二喷嘴12和第二平直部24的端口喷出,而所述第一喷嘴11、第二喷嘴12和第一平直部22的端口三者相互之间具有一定的距离,从而能够让煤粉在相当大的面积上散布,能够最大限度地保证煤粉的均匀散布,从而保证了煤粉与物料能够均匀接触,让炉内的反应能够同步进行,保证了良好的熔炼效果。

为了提升所述第一喷嘴11和第二喷嘴12良好的喷煤效果,所述第一喷嘴11与所述第一平直部22之间的夹角α为45度,所述第二喷嘴12与所述第二平直部24的夹角β也为45度,这样顺着煤粉的运动方向,能够较少煤粉运动的能量损失,保证其喷出时具有比较好的喷射距离,同时也能够减少煤粉在喷嘴内的聚集堵塞。

为进一步提升所述第一喷嘴11和第二喷嘴12的喷煤效果,所述第一喷嘴11和第二喷嘴12均包括圆柱状的本体13,所述本体13上设有由上至下贯穿所述本体13通孔131,所述通孔131呈螺旋状,所述通孔131的数量为多个且均匀分布,本实施例中,所述通孔131的数量为四个,当然,此处四个不为严格的限定,三个、五个、六个甚至更多均可。通过这样的设置,煤进入所述本体13后通过所述通孔131,由于所述通孔131为螺旋状,且这样的通孔131为多个,煤粉在喷出时将呈现散射状,能够将煤粉均匀喷射散布,提升整体工艺效果。

本实施例中所述第一平直部22和第一竖直部21的连接处的下部设置斜向下延伸的第一连接部,所述第一连接部可以通过焊接的方式连接在所述第一平直部22和第一竖直部21的连接处上,所述第一喷嘴11与所述第一连接部连接,同样可以采用焊接的方式连接;所述第二平直部24和第二竖直部23的连接处的下部设置斜向下延伸的第二连接部,所述第二连接部可以通过焊接的方式连接在所述第二平直部24和第二竖直部23的连接处上,所述第二喷嘴12与所述第二连接部连接,同样可以采用焊接的方式连接。

所述的一些列化学反应如下:

Bi2S3+3O2=2Bi+3SO2

PbS+O2=Pb+SO2

Sb2S3+3O2=2Sb+2SO2

4Bi+3O2=2Bi2O3

2Pb+O2=2PbO

4Sb+3O2=2Sb2O3

2C+O2=2CO

Bi2O3+3CO=2Bi+3CO2

PbO+CO=Pb+CO

Sb2O3+3CO=2Sb+3CO2

上述对实施例的描述是为便于本技术领域的普通技术人员理解和使用本发明,熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于上述实施例,本领域技术人员根据本发明的揭示,不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

再多了解一些
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