双顶吹冶炼装置的制造方法

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双顶吹冶炼装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及金属冶炼领域,具体而言,涉及双顶吹冶炼装置。
【背景技术】
[0002] 由于矿产资源的不断开发,矿山储量及品位都呈下降趋势。一方面,冶炼企业逐渐 开始处理多金属复杂伴生矿,与此同时产生大量含有价金属的废渣、二次物料(如烟尘、酸 泥和电镀污泥等)。另一方面,冶炼企业的原料逐渐延伸到数量巨大、多金属伴生、有价元 素含量低的各种冶金中间物料、冶金精炼渣、冶金水碎渣、浸出渣。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本实 用新型提出一种具有原料适应性强的优点的双顶吹冶炼装置。
[0004] 根据本实用新型的双顶吹冶炼装置包括:炉体,所述炉体内具有炉腔,所述炉腔的 下部构造成沉淀池,所述炉腔内设有分隔件以将所述沉淀池分隔成彼此连通的氧化区和还 原区,所述炉腔的与所述氧化区相对的顶壁上设有第一出烟口、第一顶吹口和用于向所述 氧化区投加原料和熔剂的加料口,所述炉腔的与所述还原区相对的顶壁上设有第二顶吹口 和第二出烟口,所述氧化区的底壁或侧壁上设有出料口,所述还原区的侧壁上设有出渣口; 用于向所述氧化区的第一氧化渣层内喷入燃料和含氧气体的第一顶吹喷枪,所述第一顶吹 喷枪设在所述第一顶吹口处,所述第一顶吹喷枪的出口浸没在所述氧化区的第一氧化渣层 内;和用于向所述还原区的第二氧化渣层内喷入燃料、空气和还原剂的第二顶吹喷枪,所述 第二顶吹喷枪设在所述第二顶吹口处,所述第二顶吹喷枪的出口浸没在所述还原区的第二 氧化渣层内。
[0005] 根据本实用新型的双顶吹冶炼装置具有原料适应性强的优点。
[0006] 另外,根据本实用新型上述的双顶吹冶炼装置还可以具有如下附加的技术特征:
[0007] 所述炉腔的与所述还原区相对的顶壁上设有还原剂入口。
[0008] 所述分隔件的下端与所述沉淀池的底壁间隔预定距离。
[0009] 所述分隔件的下端与所述沉淀池的底壁相连,所述分隔件上设有用于连通所述氧 化区和所述还原区的连通通道。
[0010] 所述分隔件为耐火隔墙,所述耐火隔墙内设有冷却水套或者所述耐火隔墙为水冷 耐火隔墙。
[0011] 所述炉腔的与所述氧化区相对的顶壁上设有含氧气体入口。
[0012] 所述氧化区的壁和所述还原区的壁中的每一个上都设有耐火保护层,所述耐火保 护层的内壁或外壁上设有冷却水套。
【附图说明】
[0013] 本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中 将变得明显和容易理解,其中:
[0014] 图1是根据本实用新型实施例的双顶吹冶炼装置的结构示意图;
[0015] 图2是根据本实用新型实施例的双顶吹冶炼方法的流程图。
【具体实施方式】
[0016] 下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始 至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参 考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型 的限制。
[0017] 下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出。下面通过 参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新 型的限制。
[0018] 由于不同金属的物理性质和化学性质存在很大差异,因此不同金属的冶炼装置也 存在很大差异。如果直接利用一种金属的冶炼装置来冶炼另一种金属,那么不仅会导致冶 炼失败,甚至还会引发生产安全事故。
[0019] 下面参考附图描述根据本实用新型实施例的双顶吹冶炼装置10。如图1所示,根 据本实用新型实施例的双顶吹冶炼装置1〇包括炉体101、第一顶吹喷枪(图中未示出)和 第二顶吹喷枪(图中未示出)。
[0020] 炉体101内具有炉腔1011,炉腔1011的下部构造成沉淀池1012。换言之,炉腔 1011的下部形成沉淀池1012。也就是说,炉腔1011的下部为沉淀池1012。炉腔1011内设 有分隔件1013以将沉淀池1012分隔成彼此连通的氧化区1014和还原区1015。炉腔1011 的与氧化区1014相对的顶壁上设有第一出烟口(图中未示出)、第一顶吹口 1016和用于向 氧化区1014投加原料和熔剂的加料口 1017。炉腔1011的与还原区1015相对的顶壁上设 有第二出烟口(图中未示出)和第二顶吹口 1018。氧化区1014的底壁或侧壁上设有出料 口 1020,还原区1015的侧壁上设有出渣口 1019。
[0021] 第一顶吹喷枪设在顶吹口 1016处,第一顶吹喷枪的出口浸没在氧化区1014的第 一氧化渣层Ll内。第一顶吹喷枪用于向氧化区1014的第一氧化渣层Ll内喷入燃料和含 氧气体。第二顶吹喷枪设在第二顶吹口 1018处,第二顶吹喷枪的出口浸没在还原区1015 的第二氧化渣层L2内。第二顶吹喷枪用于向还原区1015的第二氧化渣层L2内喷入燃料、 空气和还原剂。
[0022] 下面参考图1和图2描述根据本实用新型实施例的双顶吹冶炼方法。根据本实用 新型实施例的双顶吹冶炼方法通过根据本实用新型实施例的双顶吹冶炼装置10实施。
[0023] 根据本实用新型实施例的双顶吹冶炼方法包括以下步骤:
[0024] 将原料和熔剂按比例混合,该原料选自铜精矿、镍精矿、铅精矿、冶金精炼渣、冶金 水碎渣、浸出渣、冶金中间物料、烟尘、酸泥、电镀污泥中的一种或多种;
[0025] 通过加料口 1017向氧化区1014投加该原料和该熔剂,该原料和该熔剂落在氧化 区1014的第一氧化渣层Ll上,并利用第一顶吹喷枪将燃料和含氧气体喷入到氧化区1014 的第一氧化渣层Ll内,以便对原料进行氧化熔炼并产生熔体,该熔体在氧化区1014内形成 第一氧化渣层Ll和第一粗金属层L3 ;
[0026] 氧化区1014内的氧化渣进入到还原区1015内并形成第二氧化渣层L2 ;
[0027] 利用第二顶吹喷枪将燃料、空气和还原剂喷入到第二氧化渣层L2内,以便对还原 区1015内的氧化渣进行还原熔炼并产生还原渣和粗金属;和
[0028] 还原渣通过出渣口 1019排出,粗金属进入氧化区1014内并与氧化区1014内的粗 金属通过出料口 1020排出。
[0029] 根据本实用新型实施例的双顶吹冶炼装置10通过在炉腔1011内设置将沉淀池 1012分隔为彼此连通的氧化区1014和还原区1015,从而可以在氧化区1014内完成氧化恪 炼且在还原区1015内完成还原熔炼。由此可以使包括氧化熔炼和还原熔炼的冶炼过程在 双顶吹冶炼装置10内顺利地、连续地进行,从而不仅可以提高冶炼强度和冶炼效率,而且 与现有的包括氧化炉和还原炉的冶炼装置相比,双顶吹冶炼装置10具有投资小、占地面积 小等优点。
[0030] 而且,根据本实用新型实施例的双顶吹冶炼装置10结构紧凑且可保证氧化反应 和还原反应顺利地进行,高效地利用了熔体的潜热,具有高效节能的优点。通过第一顶吹喷 枪和第二顶吹喷枪喷射物质,可以搅动熔体进行反应,极大地改善了反应的热力学、动力学 条件,使反应高效地进行,缩短了操作时间,热量外泄少,同时漏入的冷空气少,节省了用于 维持炉温的燃料消耗,使操作更安全。
[0031] 由于矿产资源的不断开发,矿山储量及品位都呈下降趋势。一方面,冶炼企业逐渐 开始处理多金属复杂伴生矿,与此同时产生大量含有价金属的废渣、二次物料(如烟尘、酸 泥和电镀污泥等)。另一方面,冶炼企业的原料逐渐延伸到数量巨大、多金属伴生、有价元 素含量低的各种冶金中间物料、冶金精炼渣、冶金水碎渣、浸出渣。
[0032] 根据本实用新型实施例的双顶吹冶炼装置10通过利用铜精矿、镍精矿、铅精矿、 冶金精炼渣、冶金水碎渣、浸出渣、冶金中间物料、烟尘、酸泥、电镀污泥中的一种或多种作 为原料,从而具有原料适应性强的优点。
[0033] 因此,根据本实用新型实施例的双顶吹冶炼装置10具有冶炼强度高、冶炼效率 高、投资小、占地面积小、结构简单紧凑、节能高效、操作安全环保、原料适应性强等优点。 [0034] 根据本实用新型实施例的双顶吹冶炼方法具有冶炼强度高、冶炼效率高、节能高 效、操作安全环保、原料适应性强等优点。
[0035] 如图1所示,根据本实用新型的一些实施例的双顶吹冶炼装置10包括炉体101、用 于向氧化区1014的第一氧化渣层Ll内喷入燃料和含氧气体的第一顶吹喷枪和用于向还原 区1015的第二氧化渣层L2内喷入燃料、空气和还原剂的第二顶吹喷枪。
[0036] 炉体101内具有炉腔1011,炉腔1011的下部构造成沉淀池1012。炉腔1011内设 有分隔件1013以将沉淀池1012分隔成彼此连通的氧化区1014和还原区1015。也就是说, 炉腔1011内设有分隔件1013,分隔件1013将炉腔1011分隔为氧化腔和还原腔,该氧化腔 的下部构造成(形成)氧化区1014,该还原腔的下部构造成(形成)还原区1015,氧化区 1014和还原区1015彼此连通。换言之,双顶吹冶炼装置10的炉体101可以是双炉膛炉型。
[0037] 该氧化腔的位于氧化区1014上方的部分可以是立式圆柱形结构,该还原腔的位 于还原区1015上方的部分可以是立式圆柱形结构。氧化区1014的尺寸和还原区1015的 尺寸(直径、高度、高径比)可以根据处理原料的类型和数量变化进行合理调节。
[0038] 炉体101的沉淀池1012可以为椭圆形、圆形或者矩形。沉淀池1012的大小可以 根据氧化区1014和还原区1015的尺寸以及处理原料的类型和数量变化进行合理调节。优 选地,沉淀池1012为椭圆形。
[0039] 有利地,氧化区1014的壁和还原区1015的壁中的每一个上都设有耐火保护层,该 耐火保护层的内壁或外壁上设有冷却水套。由此可以延长双顶吹冶炼装置10的使用寿命。
[0040] 炉腔1011的与氧化区1014相对的顶壁上设有该第一出烟口、第一顶吹口 1016和 用于向氧化区1014投加原料和熔剂的加料口 1017。换言之,该氧化腔的顶壁上设有该第一 出烟口、第一顶吹口 1016和加料口 1017。炉腔1011的与还原区1015相对的顶壁上设有该 第二出烟口和第二顶吹口 1018。也就是说,该还原腔的顶壁上设有该第二出烟口和第二顶 吹口 1018。
[0041] 原料和熔剂按比例混合后通过加料口 1017投加到氧化区1014内,该原料和该熔 剂掉落在氧化区1014的第一氧化渣层Ll上
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