本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种采用节能环保型富氧熔炼炉处理有色金属物料的工艺方法。
背景技术：
在冶金工业中通常需要将金属物料进行熔炼，传统的金属熔炼是采用鼓风熔炼的方法，其熔炼强度不高，含二氧化硫的冶炼烟气脱硫深度不够、尾气排放不达标，污染环境。尤其对于复杂原料的熔炼，由于炉缸温度较低经常会造成黑炉。因此，有必要研究开发一种能有效提高熔炼强度，提高熔炼效率、节能降耗的有色金属物料的熔炼处理方法，以满足高效熔炼、清洁生产、节能环保的现实需求。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种熔炼强度大、熔炼效率高、烟气量少、节能环保的有色金属物料的富氧熔炼处理方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种采用节能环保型富氧熔炼炉处理有色金属物料的工艺方法，包括以下步骤：
（1）将水泥、石灰和有色金属物料进行混合配料，然后将混合物料制成块状或球团状，得到块状或球团状物料；
（2）将步骤（1）所得块状或球团状物料、石灰石、石英石以及焦炭或碳精分别加入到节能环保型富氧熔炼炉中进行熔炼，熔炼过程中向节能环保型富氧熔炼炉中通入富氧热空气，并通过总控制室中的集散控制系统调节通入的富氧热空气的富氧浓度，所述富氧熔炼炉的外壳上设有水套，水套的内侧设有耐火混凝土保护层，在熔炼炉内发生氧化还原反应，大部分的稀贵金属捕集在粗金属中，熔炼结束后得到烟气、环集烟气、烟灰、粗金属和炉渣。
该工艺方法采用水泥和石灰作为配料粘结剂和配料溶剂，以石灰石和石英石作为熔炼溶剂，以焦炭或碳精作为还原剂和熔炼燃料，采用节能环保型富氧熔炼炉进行熔炼，在熔炼过程中向熔炼炉中通入富氧热空气并通过集散控制系统调节通入的富氧热空气的富氧浓度，在水套的内侧设置耐火混凝土保护层，熔炼过程中熔炼炉下部温度持续保持，熔炼出粗金属与炉渣分离好，有效地提高了有色金属物料的熔炼强度和熔炼效率，并且减少了热损失，减少了冷却水的用量，降低了烟气量和烟尘率，生产环境优良。
作为对上述技术方案的进一步改进：
优选的，将步骤（2）所得烟气依次经过降温、布袋除尘、有机胺吸附脱硫以及清水洗涤后排空，并将有机胺吸附脱硫后得到的含硫物料解吸附后得到二氧化硫。
更优选的，将步骤（2）所得环集烟气经沉降斗和布袋除尘器除尘后再经多级脱硫塔脱硫，然后排空。
优选的，所述步骤（2）中，所述通入的富氧热空气的富氧浓度控制在氧气占富氧热空气的体积比21%-60%范围内。
优选的，所述步骤（2）中，熔炼过程中富氧熔炼炉内的温度控制在1000-1350℃。
优选的，所述步骤（2）中，所述炉渣的主要化学成分为氧化亚铁、二氧化硅和氧化钙，且其中氧化亚铁与二氧化硅的质量比为1：（1.0-1.5），氧化钙与二氧化硅的质量比为1：（0.3-0.8）。
优选的，所述步骤（1）中，所述有色金属物料为含有铜、铅、锌、镍、锡、铋、金、银、铂和钯中的一种或几种金属元素的物料。
优选的，所述有色金属物料具体为铜精矿、铜泥、电子污泥、铜渣、氧化铜矿、铅精矿、铅渣、铅烟灰、氧化铅矿、锌渣、镍渣、锡渣、铋渣、氧化铁粉、钢厂污泥、含金渣、含银渣、金精矿和银精矿中的一种或几种。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
（1）本发明的工艺方法，通过在熔炼过程中向熔炼炉内鼓入富氧热空气，熔炼炉下部温度持续保持，熔炼出粗金属与炉渣分离好，并有效地提高了有色金属物料的熔炼强度和熔炼效率。
（2）本发明熔炼过程中使用的节能环保型富氧熔炼炉的水套内侧设有耐火混凝土保护层，减少了热损失，减少了冷却水的用量，生产环境优良。
（3）本发明的工艺方法，采用富氧技术进行熔炼，并且富氧浓度可调，降低了烟气量和烟尘率，减轻了烟气收尘与净化系统的压力。
（4）本发明采用集散控制系统（DCS），对熔炼炉的配料、炉内温度、下料量、氧枪参数、烟气量及收尘系统负压、脱硫系统等均可进行及时监控、加以调节，并备份数据，主要设备还可实时监控，机械化自动化程度高，可减少操作人员及降低劳动强度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明采用节能环保型富氧熔炼炉处理有色金属物料的工艺方法的工艺流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
实施例1：
本发明采用节能环保型富氧熔炼炉处理有色金属物料的工艺方法的一种实施例，其工艺流程图如图1所示。该工艺方法具体包括以下步骤：
（1）将水泥30 kg、石灰20 kg、电子污泥50 kg、铜渣100 kg、含金银渣20 kg、氧化铁粉30 kg和氧化铜矿150 kg进行搭配混合配料，然后将混合物料制成团块状，得到块状或球团状物料。
（2）将步骤（1）所得块状或球团状物料经自然风干或烘干后，与石灰石40kg、石英石10kg以及炭精80kg一起加入到节能环保型富氧熔炼炉中进行熔炼；所加入的混合物料中含有的主要化学成分及其所占质量百分比为：Cu 18%、FeO 23%、CaO 12%、SiO2 23%、S＜1.5%。熔炼过程中向炉下部鼓入含氧体积比21%-50%的富氧热空气，在1100-1350℃下熔炼，炉内发生还原熔炼反应，产出粗金属（粗铜、冰铜、铜镍合金）、含铜量小于1%的炉渣，并且得到烟气、环集烟气和含锌烟灰。烟气通过节能环保型富氧熔炼炉的排烟口排出，排出的烟气中二氧化硫的体积比小于1%。炉渣的主要化学成分为氧化亚铁、二氧化硅和氧化钙，其中，氧化亚铁与二氧化硅的质量比为1：1，氧化钙与二氧化硅的质量比为1：0.52。
（3）将步骤（2）所得烟气依次经过降温、布袋除尘、有机胺吸附脱硫以及清水洗涤后排空，排空尾气中二氧化硫的浓度小于150PPM，颗粒物质含量小于30mg/m3。并将有机胺吸附脱硫后得到的含硫物料解吸附后得到二氧化硫。将步骤（2）所得环集烟气经沉降斗和布袋除尘器除尘后再经多级脱硫塔脱硫，然后排空。
实施例2：
本发明采用节能环保型富氧熔炼炉处理有色金属物料的工艺方法的一种实施例，其工艺流程图如图1所示。该工艺方法具体包括以下步骤：
（1）将水泥10 kg、石灰20 kg、铅渣80 kg、铅烟灰20 kg、氧化铅矿200 kg、含银渣10 kg、氧化铁粉20 kg进行搭配混合配料，然后将混合物料制成球团状或块状，得到块状或球团状物料。
（2）将步骤（1）所得块状或球团状物料经自然风干或烘干后，与石灰石50 kg、石英石10 kg以及焦碳80 kg一起加入到节能环保型富氧熔炼炉中进行熔炼；所加入的混合物料中含有的主要化学成分及其所占质量百分比为：Pb 30%、FeO 19%、CaO 12%、SiO2 18%、S＜2%。熔炼过程中向炉下部鼓入含氧体积比21%-40%的富氧热空气，在1000-1100℃下熔炼，炉内发生还原熔炼反应，产出粗金属（粗铅、冰铜）、含铅量小于1%的炉渣，并且得到烟气、环集烟气和含铅锌烟灰。烟气通过节能环保型富氧熔炼炉的排烟口排出，排出的烟气中二氧化硫的体积比小于1%。炉渣的主要化学成分为氧化亚铁、二氧化硅和氧化钙，其中，氧化亚铁与二氧化硅的质量比为1：1.06，氧化钙与二氧化硅的质量比为1：0.67。
（3）将步骤（2）所排出的烟气依次经过降温、布袋除尘、有机胺吸附脱硫以及清水洗涤后排空，排空尾气中二氧化硫的浓度小于150PPM，颗粒物质含量小于30mg/m3。并将有机胺吸附脱硫后得到的含硫物料解吸附后得到二氧化硫。将步骤（2）所得环集烟气经沉降斗和布袋除尘器除尘后再经多级脱硫塔脱硫，然后排空。
实施例3：
本发明采用节能环保型富氧熔炼炉处理有色金属物料的工艺方法的一种实施例，其工艺流程图如图1所示。该工艺方法具体包括以下步骤：
（1）将水泥10 kg、石灰20 kg、铜精矿200 kg、铜渣100 kg、含金渣20 kg氧化铁粉30 kg进行搭配混合配料，然后将混合物料制成团块状，得到块状或球团状物料。
（2）将步骤（1）所得块状或球团状物料经自然风干或烘干后，与石灰石40 kg、石英石10 kg以及焦炭70 kg一起加入到节能环保型富氧熔炼炉中进行熔炼；所加入的混合物料中含有的主要化学成分及其所占质量百分比为：Cu 20%、FeO 20%、CaO 10%、SiO2 18%、S 15%。熔炼过程中向炉下部鼓入含氧体积比21%-60%的富氧热空气，在1100-1350℃下熔炼，炉内发生还原熔炼反应，产出粗金属（粗铜、冰铜）、含铜量小于1%的炉渣，并且得到烟气、环集烟气和含锌烟灰。烟气通过节能环保型富氧熔炼炉的排烟口排出，排出的烟气中二氧化硫的体积比为8-12%。炉渣的主要化学成分为氧化亚铁、二氧化硅和氧化钙，其中，氧化亚铁与二氧化硅的质量比为1：1.11，氧化钙与二氧化硅的质量比为1：0.56。
（3）将步骤（2）所排出的烟气依次经过降温、布袋除尘后，含二氧化硫烟气送制硫酸系统，制酸尾气深度净化脱硫后排空；排空尾气中二氧化硫的浓度小于150PPM，颗粒物质含量小于30mg/m3。将步骤（2）所得环集烟气经沉降斗和布袋除尘器除尘后再经多级脱硫塔脱硫，然后排空。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。