一种处理高铁多金属锌精矿的冶炼炉的制作方法
【专利摘要】一种处理高铁多金属锌精矿的冶炼炉，包括外壳、底炉、炉墙、熔炼池隔墙、炉顶、加料口、富氧风嘴、弱还原熔炼池粉煤风嘴、强还原熔炼池粉煤风嘴、金属放出口、渣放出口和烟气出口。所述冶炼炉的熔池通过熔炼池隔墙分为富氧氧化熔炼池、弱还原熔炼池和强还原熔炼池，三个熔炼池的风嘴安装高度分别为富氧氧化熔炼池的富氧风嘴距离炉底高度0.4～0.6m，弱还原熔炼池的粉煤风嘴距离炉底高度1.2～1.8m，强还原熔炼池的粉煤风嘴距离炉底高度0.7～0.9m。采用本实用新型能够实现锌、铟、铜、银金属的高效回收，具有工艺流程短、设备产能大、生产效率高、生产成本低、金属回收率高、污染物排放少的优点。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种有色金属冶炼设备，具体是一种处理高铁多金属锌精矿的冶 炼炉。 一种处理高铁多金属锌精矿的冶炼炉
【背景技术】
[0002] 目前，处理高铁多金属锌精矿的冶炼炉有沸腾焙烧炉、还原电炉、密闭鼓风炉、烟 化炉、底吹炉、诺兰达炉、艾萨炉、回转窑等。
[0003] 沸腾焙烧炉处理锌精矿时，主要是用于锌精矿的焙烧，实现锌精矿的脱硫作用。沸 腾焙烧炉处理锌精矿，具有脱硫效率高、生产成本低、烟气成份稳定、不需要外加热的优点， 缺点是功能单一、热利用效率低、物料转动量大。
[0004] 还原电炉，主要是将锌精矿脱硫后得到的锌焙砂进行还原熔炼，得到粗锌，实现一 步火法炼锌。还原电炉熔炼锌焙砂，具有工艺流程短、设备产能大、生产效率高、污染物排放 少的优点，缺点是能源消耗大、锌回收需要配铅雨冷凝器、炉渣需要进一步进行烟化处理， 因此生产成本高，后续设备配置复杂。
[0005] 密闭鼓风炉，主要是将锌精矿脱硫后得到的锌烧结块进行还原熔炼，得到粗锌，实 现一步火法炼锌。密闭鼓风炉处理锌烧结块，具有工艺流程短、设备产能大、生产效率高、能 源消耗低、污染物排放少的优点，其缺点是只能处理块态物料、消耗价格昂贵的焦碳、需要 配置锌回收的铅雨冷凝器、入炉风温度要求较高、烟气处理设施庞大、炉渣需要进一步进行 烟化处理，因此项目建设投资大，生产成本高。
[0006] 烟化炉、底吹炉、诺兰达炉、艾萨炉、回转窑，主要是对还原电炉渣或鼓风炉渣进行 烟化挥发处理，回收其中的锌金属。用烟化炉、底吹炉、诺兰达炉、艾萨炉、回转窑等设备处 理含锌渣时，具有锌回收率高、设备产能大、生产效率高、污染物排放少的优点，缺点是能源 消耗大、生产成本高。
【发明内容】
[0007] 本实用新型的目的是提供一种处理高铁多金属锌精矿的冶炼炉，用于处理含 Fel6 ?24%、Ιη0· 02 ?0· 40%、CuO. 2 ?2. 0%、AgO. 004 ?0· 04%、Zn36 ?48%的锌精 矿，实现锌、铟、铜、银金属的高效回收，具有工艺流程短、设备产能大、生产效率高、生产成 本低、金属回收率高、污染物排放少的优点。
[0008] 本实用新型通过以下技术方案实现上述目的：一种处理高铁多金属锌精矿的冶炼 炉，包括外壳、底炉、炉墙、熔炼池隔墙、炉顶、加料口、富氧风嘴、弱还原熔炼池粉煤风嘴、强 还原熔炼池粉煤风嘴、金属放出口、渣放出口和烟气出口。所述冶炼炉的熔池通过熔炼池隔 墙分为富氧氧化熔炼池、弱还原熔炼池和强还原熔炼池，三个熔炼池的风嘴安装高度分别 为富氧氧化熔炼池的富氧风嘴距离炉底高度〇. 4?0. 6m，弱还原熔炼池的粉煤风嘴距离炉 底高度1. 2?1. 8m，强还原熔炼池的粉煤风嘴距离炉底高度0. 7?0. 9m。
[0009] 工作原理如下：
[0010] 当高铁多金属锌精矿加入本实用新型所述的冶炼炉内，在三个不同的熔炼池中， 采用不同的控制条件，实现三个不同性质的熔炼功能。首先，以硫化物为主的锌精矿，进入 富氧氧化熔炼池，硫化物被强烈氧化，生成氧化锌、氧化铁、氧化铜、氧化铟和二氧化硫等氧 化物，二氧化硫为气体进入烟气中，由于在氧化过程中，放出了大量的热量，除二氧化硫以 外的其它氧化物熔化并互熔，形成多元金属氧化物熔融体；然后，多元金属氧化物熔融体从 第一道隔墙上方溢流到弱还原熔炼池，在弱还原熔炼池内，金属活性较弱的铜和银还原为 金属，从熔融渣层中沉淀到池底，与熔融渣分离，并从金属放出口放出，得到铜银合金；接 着，分离了铜银金属的熔融体从第二道隔墙上方溢流到强还原熔炼池，在强还原熔炼池，锌 被还原为锌金属蒸汽，进入烟气中，铟也被还原为易挥发的一氧化二铟，进入烟气中，经过 强还原熔炼后的熔融体，形成了由氧化亚铁、二氧化硅、氧化钙、氧化铝、氧化镁等组成多元 金属氧化物炉渣，从放渣口排出；最后，烟气中的锌金属蒸汽和一氧化二铟，被烟气中的剩 余氧气氧化，在布袋室内以氧化锌和三氧化二铟的形式进入烟尘。这样，高铁多金属锌精矿 经过本实用新型所述的冶炼炉处理后，实现了有价金属锌、铟、铜、银与杂质成分硫、铁、硅、 钙、镁等的有效分离。
[0011] 本实用新型的优点是：
[0012] (1)、技术指标先进。采用本实用新型能够高效回收锌精矿中的锌、铟、铜、银，锌 金属总回收率为95%，铟金属总回收率为90%，铜的回收率为95%、银的回收率为96%。 由于使用了弱还原熔炼技术，使铜和银还原为金属，与其它元素分离，确保了铜银的高效回 收；同时采用了强还原熔炼技术，使炉料中的锌、铟得到还原与挥发，确保了锌、铟的挥发率 和回收率，达到高效回收铟、锌的目的。
[0013] (2)、流程优化。由于采用了所述的冶炼炉，使锌精矿的脱硫、熔炼、挥发在一台炉 子内三个不同的熔炼池分别实现，使工艺流程得到了简化，并确保了锌、铟、铜、银的高效回 收；同时由于采用了富氧氧化熔炼技术，合理地利用了锌精矿中硫元素的氧化放热，实现物 料的自熔化，为还原熔炼创造了条件，既可以降低还原熔炼过程中还原煤消耗，也可以加速 还原熔炼过程的反应速度，提高设备效率。此外，锌精矿经过本实用新型所述的冶炼炉处理 后，有价金属的主要成分锌、铟、铜、银与杂质硫、铁、硅、钙、镁等得到了有效分离，在后续的 金属提取中，完全消除了杂质的干扰，工艺流程得到了优化，经过冶炼炉处理后，得到的产 物，经过常规的工艺，就可以高效的回收其中的铜、银、锌、铟，进一步降低了有价金属提取 的生产成本。
[0014] (3)、节能环保。精矿中的硫在富氧氧化熔炼过程中彻底转变为二氧化硫进入烟 气，并制取硫酸产品，且在后续的工艺过程中，不再产出低浓度的二氧化硫气体，过程中产 出的气体实现了达标排放。精矿中的铁与二氧化硅、氧化钙形成高温熔融多元炉渣，得到了 无害化治理，成为水泥行业的理想原料；精矿中的锌、铟、铜、银都得到了回收利用，整个工 艺过程不产出有害渣和工艺废水。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1为本实用新型所述的处理高铁多金属锌精矿的冶炼炉结构示意图。
[0016] 图中标记为：炉壳1、炉底2、炉墙3、富氧风嘴4、加料口 5、熔炼池隔墙6、弱还原熔 炼池粉煤风嘴7、金属放出口 8、炉顶9、强还原熔炼池粉煤风嘴10、烟气出口 11、渣放出口 12〇
【具体实施方式】
[0017] 以下通过附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步说明。
[0018] 实施例1
[0019] 如图1所示，本实用新型所述的处理高铁多金属锌精矿的冶炼炉，由外壳1、炉底 2、炉墙3、富氧风嘴4、加料口 5、熔炼池隔墙6、弱还原熔炼池粉煤风嘴7、金属放出口 8、炉 顶9、强还原熔炼池粉煤风嘴10、烟气出口 11和渣放出口 12组成。具体结构和连接关系 为：
[0020] 所述冶炼炉的外壳1底部为炉底2,炉底2的上方四周为炉墙3,炉底2的上方中 间砌有两道熔炼池隔墙6,炉墙3的上方为炉顶9,炉底2与炉墙3及两道熔炼池隔墙6组 成了三个熔炼池，第一个熔炼池的正上方炉顶安装有富氧风嘴4和加料口 5,在第二个熔炼 池底部安装有弱还原熔炼池粉煤风嘴7和金属放出口 8,在第三个熔炼池端墙底部安装有 强还原熔炼池粉煤风10和烟气出口 11在第三个熔炼池端墙上部设有渣放出口 12。
[0021] 实施例2
[0022] 本实施例是本实用新型所述的处理高铁多金属锌精矿的冶炼炉的具体应用实例。
[0023] 将含 Fe20%、InO. 20%、Cul. l%、AgO. 02%、Zn42%的锌精矿，以 20t/h 的速度加 入本实用新型所述的冶炼炉内的富氧氧化熔炼池，氧化熔炼池炉床面积为16m2,氧化熔炼 池深度为3. 5m，同时从距离炉底0. 5m的富氧风嘴中以12000Nm3/h的速度喷入氧气浓度为 64%的富氧空气，在氧化熔炼温度1250°C下进行富氧氧化熔炼，锌精矿被氧化及脱硫后形 成自熔渣；自熔渣通过炉内的第一道隔墙上方溢流到弱还原熔炼池，弱还原熔炼池炉床面 积为20m 2,弱还原熔炼池深度为3. 5m，同时从距离炉底1. 5m的弱还原熔炼粉煤风嘴中分别 以15000Nm3/h和3000kg/h的速度喷入空气和粉煤，即空气系数0· 94,在熔炼温度1250°C 下进行弱还原熔炼，每天从金属放出口中排放1次铜银合金5. 6t，铜银合金含铜92. 2%， 含银1.68% ;弱还原熔炼渣通过炉内的第二道隔墙上方溢流到强还原熔炼池，强还原熔炼 池的炉床面积为30m2,强还原熔炼池深度为3. 5m，同时从距离炉底0. 8m的强还原熔炼粉煤 风嘴中分别以24000Nm3/h和5800kg/h的速度喷入空气和粉煤，即空气系数0. 78,在温度 1300°C下进行强还原熔炼，产出二氧化硫烟气量53000Nm3/h，烟气二氧化硫浓度为8. 38%， 强还原熔炼后的冶炼炉渣连续从渣放出口放出，每天放出总量为228t，炉渣含Zn2. 7%、 Fe41. 3%、InO. 017%、Cu0. 09%、Ag0. 0015%，每天收集锌铟烟尘3次，共收集烟尘量280t， 烟尘含 Ζη68· 5%、InO. 32%、FeO. 74%。
【权利要求】
1. 一种处理高铁多金属锌精矿的冶炼炉，包括外壳、底炉、炉墙、熔炼池隔墙、炉顶、力口 料口、富氧风嘴、弱还原熔炼池粉煤风嘴、强还原熔炼池粉煤风嘴、金属放出口、渣放出口和 烟气出口，其特征在于，所述冶炼炉的熔池通过熔炼池隔墙分为富氧氧化熔炼池、弱还原熔 炼池和强还原熔炼池，三个熔炼池的风嘴安装高度分别为富氧氧化熔炼池的富氧风嘴距离 炉底高度〇. 4?0. 6m，弱还原熔炼池的粉煤风嘴距离炉底高度1. 2?1. 8m，强还原熔炼池 的粉煤风嘴距离炉底高度0. 7?0. 9m。
2. 根据权利要求1所述的处理高铁多金属锌精矿的冶炼炉，其特征在于，所述富氧氧 化熔炼池炉床面积为16m2,熔炼池深度为3. 5m，富氧风嘴距离炉底0. 5m ;弱还原熔炼池炉 床面积为20m2,熔炼池深度为3. 5m，弱还原熔炼粉煤风嘴距离炉底1. 5m ;强还原熔炼池的 炉床面积为30m2,熔炼池深度为3. 5m，强还原熔炼粉煤风嘴距离炉底0. 8m。
【文档编号】C22B5/02GK203890416SQ201420350325
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月26日 优先权日:2014年6月26日
【发明者】陶政修, 潘久华, 张小宁, 陈光耀 申请人:来宾华锡冶炼有限公司