专利名称：金属矿冶炼方法
技术领域：
本发明涉及金属矿石冶炼技术领域，尤其是一种用矿热炉对金属矿进行冶炼的方法。
背景技术：
目前，冶炼厂在对矿石进行冶炼时，有ー种方法是采用矿热炉来冶炼。此种方法是采用碳作为还原剂，为了加快金属的还原以提高冶炼的效率，所采用的矿热炉的电极采用中空的自焙电极，通过电极的中空通道使还原剂一氧化碳直接到达炉缸内熔池參与反应。然而在冶炼的过程中，矿石的熔化，金属的还原会产生大量含有ニ氧化碳和一氧化碳、氮气等物质的废气；由于成本和技术等等因素的限制，这些废气中的有用成分在用矿热炉冶炼这种冶炼方法中得不到很好的回收利用，造成能源的浪费，同时排出的废气对环境造成一定的影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供ー种金属矿冶炼方法，它可以解决现有矿热炉进行金属冶炼效率低和能耗大的问题。为了解决上述问题，本发明的技术方案是这种金属矿冶炼方法，包括有原料矿与碳在矿热炉内依靠矿热炉的电极放电加热进行的冶炼，所述矿热炉排出的炉气经过冷却、除尘后，将ー氧化碳从炉气中分离出来，再通过所述电极的中心通孔通入正在冶炼的炉料中。更为具体的方案还可以是所述炉气的冷却是将炉气通过原料预热器中的原料，对入炉前的矿料进行预热的同时将炉气冷却；经过对原料预热后获得冷却的炉气经过气水分离器去除水分后再通过旋风除尘器进行所述的除尘。所述的气体分离采用的变压吸附エ艺方法浓缩提纯ー氧化碳，吸附温度20_55°C，吸附压カ为O. 25-1. 2MPa。所述的矿热炉包括有炉体、由电极握持装置夹持的所述电极，所述电极握持装置固定在支撑座上，所述支撑座安置在导轨上，所述导轨固定于构筑物上；所述支撑座与所述构筑物之间设置有驱动所述支撑座的牵引丝杆，所述电极握持装置包括有把持支撑架，在所述把持支撑架内安置有连接控制气源的橡胶气囊；所述橡胶气囊与电极的表面接触，所述电极穿过所述把持支撑架中的通孔，所述把持支撑架与驱动缸的活塞铰接，所述驱动缸的缸体固定在所述支撑座上；
有ー个包括有所述电极的电极加气连接装置，所述电极的上端与一个供气筒的锥形面相连接，在所述供气筒和所述电极的锥形面连接处设有密封圈，在所述供气筒与所述电极连接处外包围有气罩，所述供气筒上连通有一氧化碳进气软管，所述气罩底部开设有出气ロ，所述气罩连通有稀释气软管，从炉气中分离出来的一氧化碳是通过所述ー氧化碳进气软管输入所述电扱；从炉气中分离出来的其它气体通过所述稀释气软管输入所述气罩中用于对所述供气筒与所述电极连接处泄漏的一氧化碳气体稀释成为不能燃爆的气体后排出。本发明与现有技术相比具有如下有益效果
I、由于回收的一氧化碳通过电极中部的管道直接吹到炉体内的熔池，起到搅拌的作用，同时进入的一氧化碳可直接參与对金属的还原，因而加快了金属的还原，提高了冶炼的速度，起到了节电的效果。2、所产生的高温炉气进入原料预热器后对原料矿起到除湿、加热的作用，原料矿在较少水分、较高的温度下进入矿热炉内，減少了对其加热所需的能量，同时也提高了冶炼的速度，因而起到节能的效果。3、炉气经除尘净化后減少了尘粒，再经变压吸附装置进行气体分离，将炉气中ー氧化碳和氮气等其它有用成份分离出来再利用，特别是将ー氧化碳直接输回炉体内的熔 池，既节能又減少了污染。4、利用炉气中分离出来的氮气或其它余气直接通入电极加气装置，有效地稀释电极与供气管连接处的气氛，可防止电极与供气管连接处因ー氧化碳泄漏而造成的爆炸或中毒等人身安全事故。
图I是本发明A-A首I]面结构流程不意 图2是本发明中电极分布示意 图3是本发明中电极加气装置主视剖面示意 图4是本发明中电极加气装置俯视示意 图5是本发明中电极握持装置主视剖面示意 图6是本发明中电极握持装置俯视示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进ー步说明
在图I中，炉体I内有原料矿与碳在矿热炉内依靠矿热炉的电极2放电加热进行的冶炼，所述矿热炉排出的炉气经过排气ロ 16进入原料预热器14对入炉前的矿料进行预热，同时使炉气获得冷却；将冷却后的炉气通过气水分离器19去除水分后再通过旋风除尘器18进行除尘。;将去除水分和粉尘的炉气在变压吸附装置17进行气体分离，气体分离采用的变压吸附エ艺方法浓缩提纯ー氧化碳，吸附温度20-55°C，吸附压カ为O. 25-1. 2MPa，具体的分离エ艺方法按照中国专利号为200810044763. O的专利方法进行，将分离出来的ー氧化碳，通过ー氧化碳气体分配器20分别输送到三个电极加气装置9，将ー氧化碳气体输送到三根电极2的中心通孔，通入正在冶炼的炉料中；将分离出来的其它余气通过余气分配器21分别输送到三个电极加气装置9处，用于稀释该处有可能泄漏的ー氧化碳。图I和图2中的矿热炉包括有炉体I、电极2、炉盖3、炉缸4，导电铜瓦6和短网7 ；三根电极2分别由导电铜瓦6经短网7与三相交流电源8相连接，为配合三根电极2的移动，短网7采用软连接，并预置好要移动的长度；电极2的一端位于炉缸4内；电极2的另ー端与电极加气装置9连接，在电极加气装置9的下方，电极2由电极握持装置5夹持，电极握持装置5固定在移动滑块10上，移动滑块10活动安装在固定于地基的导轨11上，并与牵引丝杆12相连接；三根电极2两两之间等距离分布，在牵引丝杆12的驱动下，电极握持装置5分别连同三根电极2在各自导轨11上实现移动，从而改变它们之间的距离；为配合三根电极2的移动，在炉盖3上方围绕电极2安置有移动挡火压圈13，移动挡火压圈13能有效地挡住由于电极2的移动而留下的孔位，避免在炉盖3上产生喷火现象。炉体I下部开设有出铁ロ 15。图3和图4所示的电极加气装置9，电极2上端和供气筒9-3锥面连接，在供气筒9-3和电极2的连接锥面设有密封圈9-8 ;供气筒9-3上端开设有连接ー氧化碳进气管道9-4的进气ロ ；一氧化碳进气管道9-4连接有提供ー氧化碳气体的软管9-5 ;从炉气回收分离出来的一氧化碳可以通过软管9-5输入电极2内直接到达炉缸内熔池。供气筒9-3上焊接有气罩9-2，气罩9-2底部开设有出气ロ，气罩9-2 —侧开设有连接从炉气回收分离出来的余气进气管道9-6的进气ロ ；进气管道9-6连接有提供分离出来的炉气余气的软管9-7 ； 从炉气回收分离出来作为稀释气体的余气，可以通过软管9-7输入气罩9-2内，通过气罩9-2底端开设的出气ロ流出，稀释供气筒9-3与电极2连接处可能泄漏的ー氧化碳。图5和图6所示的电极握持装置5包括有把持支撑架5-1，在把持支撑架5-1内安置有连接控制气源的橡胶气囊5-2 ;橡胶气囊5-2与电极2的表面接触，电极2穿过把持支撑架5-1中的通孔，把持支撑架5-1与驱动缸5-3的活塞铰接，驱动缸5-3的缸体固定在移动滑块10上。
权利要求
1.一种金属矿冶炼方法，包括有原料矿与碳在矿热炉内依靠矿热炉的电极(2)放电加热进行的冶炼，其特征在于 所述矿热炉排出的炉气经过冷却、除尘后，将一氧化碳从炉气中分离出来，再通过所述电极(2 )的中心通孔通入正在冶炼的炉料中。
2.根据权利要求I所述的金属矿冶炼方法，其特征在于 所述炉气的冷却是将炉气通过原料预热器(14)中的原料，对入炉前的矿料进行预热的同时将炉气冷却；经过对原料预热后获得冷却的炉气经过气水分离器(19)去除水分后再通过旋风除尘器(18)进行所述的除尘。
3.根据权利要求I或2所述的金属矿冶炼方法，其特征在于所述的气体分离采用的变压吸附工艺方法浓缩提纯一氧化碳，吸附温度20-55°C，吸附压力为0. 25-1. 2MPa。
4.根据权利要求3所述的金属矿冶炼方法，其特征在于所述的矿热炉包括有炉体(I)、由电极握持装置(5)夹持的所述电极(2)，所述电极握持装置(5)固定在支撑座(10)上，所述支撑座(10)安置在导轨(11)上，所述导轨(11)固定于构筑物上；所述支撑座(10)与所述构筑物之间设置有驱动所述支撑座(10)的牵引丝杆(12)，所述电极握持装置(5)包括有把持支撑架(5-1 )，在所述把持支撑架(5-1)内安置有连接控制气源的橡胶气囊(5-2 );所述橡胶气囊(5-2 )与电极(2 )的表面接触，所述电极(2 )穿过所述把持支撑架(5-1)中的通孔，所述把持支撑架(5-1)与驱动缸(5-3)的活塞铰接，所述驱动缸(5-3)的缸体固定在所述支撑座(10)上； 有一个包括有所述电极(2)的电极加气连接装置(9)，所述电极(2)的上端与一个供气筒(9-3)的锥形面相连接，在所述供气筒(9-3)和所述电极(2)的锥形面连接处设有密封圈(9-8 )，在所述供气筒(9-3 )与所述电极(2 )连接处外包围有气罩(9-2 )，所述供气筒(9-3)上连通有一氧化碳进气软管(9-5)，所述气罩(9-2)底部开设有出气口，所述气罩(9-2 )连通有稀释气软管(9-7 )，从炉气中分离出来的一氧化碳是通过所述一氧化碳进气软管(9-5)输入所述电极(2);从炉气中分离出来的其它气体通过所述稀释气软管(9-7)输入所述气罩(9-2)中用于对所述供气筒(9-3)与所述电极(2)连接处泄漏的一氧化碳气体稀释成为不能燃爆的气体后排出。
全文摘要
本发明涉及金属矿石冶炼技术领域，它公开了一种金属矿冶炼方法，包括有原料矿与碳在矿热炉内依靠矿热炉的电极放电加热进行的冶炼，所述矿热炉排出的炉气首先经过原料预热器对入炉前的矿料进行预热，同时使炉气获得冷却；将冷却后的炉气通过液气分离器和除尘器去除炉气中的水分和粉尘；将去除水分和粉尘的炉气进行气体分离，将分离出来的一氧化碳，通过电极加气装置输送到电极的中心通孔，通入正在冶炼的炉料中。本发明可以解决现有矿热炉进行金属冶炼效率低和能耗大的问题。
文档编号C22B5/12GK102703704SQ20121020495
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月20日 优先权日2012年6月20日
发明者李晓新 申请人:柳州市金螺机械有限责任公司