一种低品位锡物料连续烟化的冶炼炉及冶炼方法与流程

本发明涉及有色金属冶炼设备及方法技术领域，具体涉及低品位锡物料的烟化冶炼设备及其冶炼方法。

背景技术：

近20年来，锡精矿强化熔炼技术取得了较大的进展，特别是澳斯麦特顶吹炉炼锡加富氧的工艺，大幅度提升了锡冶炼效率，但是炼锡贫炉渣仍然需要贫化回收锡。

目前锡冶炼富锡贫炉渣主要使用箱式侧吹烟化炉硫化法烟化挥发贫化回收锡烟尘。箱式侧吹烟化炉也不断朝着大型化的方向发展，由过去的2.6m²炉型为主发展到4m²炉型为主，部分厂家已经在尝试采用8m²炉型的箱式侧吹烟化炉。箱式侧吹烟化炉的主要优点是锡的挥发效率高，速度较快。主要缺点是设备复杂、规模小、总投资大、工艺复杂，而且都存在一个共同的问题，就是富锡贫炉渣烟化的工艺不连续，烟化工艺需要经过富锡贫炉渣降温、运送、烟化炉加入、升温等过程，生产环节多，工艺及设施复杂，锡的烟化硫化挥发富集在同一烟化炉内进行间断作业，耗时长，生产效率低，能耗高，锡金属回收率低，工人劳动强度大，安全和环境污染风险大。且烟化炉烟气不能进行单独制酸，普遍采用碱法吸收烟气中低浓度so2，产生的有害渣没有得到有效利用。

技术实现要素：

本发明的目的是解决上述现有技术存在的问题，提供一种可连续完成锡物料硫化法烟化贫化连续冶炼过程，设备结构及操作工艺简单、锡金属回收率高、能耗低、环保、安全的低品位含锡物料连续烟化的冶炼炉及其冶炼方法。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种低品位锡物料连续烟化的冶炼炉，所述冶炼炉用于处理含sn≤10wt％的低品位锡物料，包括熔炼炉、烟化炉、连通熔炼炉与烟化炉的水冷渣道；所述熔炼炉是侧吹富氧熔炼炉，包括方形炉体、设置于炉体顶部的熔炼炉加料口和熔炼炉烟气出口、对称设置于炉体前后两侧的熔炼炉喷嘴、通入熔炼炉喷嘴的富氧风管和熔炼炉燃料管；所述烟化炉是侧吹硫化挥发炉，包括方形炉体、设置于炉体顶部的硫化剂入口和烟化炉烟气出口、对称设置于炉体前后两侧的烟化炉喷嘴、通入烟化炉喷嘴的烟化炉燃料管和空气输入管、设置于烟化炉一侧的出渣口；所述水冷渣道的高度高于熔炼炉喷嘴、烟化炉喷嘴和出渣口，水冷渣道上安装有阀门。

进一步地，所述熔炼炉烟气出口通过第一管路外接第一余热锅炉和第一收尘系统；所述烟化炉烟气出口通过第二管路外接第二余热锅炉和第二收尘系统，第二收尘系统的出口连接制酸系统，第一收尘系统和制酸系统的出口通过管路连接烟囱。

本发明所述冶炼炉的冶炼方法，是将含sn≤10wt％的低品位锡物料及熔剂通过熔炼炉加料口加入到熔炼炉内，燃料和富氧空气分别从熔炼炉燃料管和富氧风管通过熔炼炉喷嘴进入熔炼炉内燃烧，熔化低品位锡物料后形成熔融锡炉渣，熔融锡炉渣通过水冷渣道进入烟化炉内，熔炼炉的烟气从熔炼炉烟气出口排出后进入第一收尘系统；硫化剂通过硫化剂入口投入炉内与熔融锡炉渣反应，燃料和空气分别从烟化炉燃料管和空气入口通过烟化炉喷嘴喷入炉内燃烧，提供反应所需热量，反应产生的贫炉渣从烟化炉出渣口排出，烟化炉烟气从烟化炉烟气出口排出后进入第二收尘系统。

本发明将低品位锡物料由熔炼炉熔化后形成的熔融锡炉渣通过水冷渣道直接送入烟化炉加入硫化剂反应，反应产生的贫炉渣从烟化炉出渣口排出，熔炼炉和烟化炉产生的烟气排出后进入余热回收和收尘系统，熔炼炉和烟化炉可不停炉连续作业，将锡的硫化挥发过程由现有技术的间断作业改变为连续作业，经收尘系统收尘后的烟气可送入制酸系统，实现连续稳定的制酸。

本发明省去了烟化炉加入锡渣物料、升温等过程，生产环节少，作业成本低，安全风险小，富氧燃烧加快了熔炼炉的升温过程，烟气余热得到充分利用，能耗低，节能效果好。

附图说明

图1是本发明冶炼炉沿水冷渣道剖开的结构示意图；

图2是图1的a-a剖视图。

图3是图1的b-b剖视图。

图4是图1的c-c剖视图。

图5是本发明的烟气处理系统图。

图中：1、熔炼炉喷嘴，2、熔炼炉，3、熔融锡炉渣，4、熔炼炉加料口，5、熔炼炉烟气出口，6、阀门，7、水冷渣道，8、烟化炉烟气出口，9、硫化剂入口，10、烟化炉，11、烟化炉喷嘴，12、出渣口，13、熔炼炉燃料管，14、烟化炉燃料管，15、富氧风管，16、第一收尘系统，17、第一余热锅炉，18、第一管路，19、第二余热锅炉，20、第二管路，21、第二收尘系统，22、制酸系统，23、烟囱，24、空气输入管。

具体实施方式

如图1至图4所示的低品位锡物料连续烟化的冶炼炉，该冶炼炉用于处理含sn≤10wt％的低品位锡物料，如锡精矿熔炼渣、锡中矿、锡次精矿等物料的连续熔化和烟化。所述冶炼炉包括熔炼炉2、烟化炉10、连通熔炼炉与烟化炉的水冷渣道7。所述熔炼炉2是侧吹富氧熔炼炉，包括方形炉体、设置于炉体顶部的熔炼炉加料口4和熔炼炉烟气出口5、对称设置于炉体前后两侧的熔炼炉喷嘴1、通入熔炼炉喷嘴的富氧风管15和熔炼炉燃料管13。所述烟化炉10是侧吹硫化挥发炉，包括方形炉体、设置于炉体顶部的硫化剂入口9和烟化炉烟气出口8、对称设置于炉体前后两侧的烟化炉喷嘴11、通入烟化炉喷嘴的烟化炉燃料管14和空气输入管24、设置于烟化炉一侧的出渣口12。所述水冷渣道7的高度高于熔炼炉喷嘴1、烟化炉喷嘴11和出渣口12，水冷渣道7上设置有阀门6，水冷渣道两端分别对向熔炼炉内的熔融锡炉渣层和烟化炉内的贫炉渣层，出渣口12位于烟化炉炉体外侧并对向贫炉渣层。熔炼炉2和烟化炉10可共用燃料供给系统。本发明的烟气处理系统如图5所示，所述熔炼炉烟气出口5通过第一管路18外接第一余热锅炉17和第一收尘系统16；所述烟化炉烟气出8通过第二管路20外接第二余热锅炉19和第二收尘系统21，第二收尘系统的出口连接制酸系统22。

本发明所述低品位锡物料连续烟化的冶炼炉的冶炼方法，是将含sn≤10wt％的低品位锡物料及熔剂通过熔炼炉加料口4加入到熔炼炉2内，燃料和富氧空气分别从熔炼炉燃料管13和富氧风管15通过熔炼炉喷嘴1进入熔炼炉内燃烧，熔化低品位锡物料后形成熔融锡炉渣3，熔融锡炉渣通过水冷渣道7进入烟化炉10内，熔炼炉2的烟气从熔炼炉烟气出口5排出，经第一余热锅炉17回收余热和第一收尘系统16收尘回收锡烟尘处理后通过烟囱23排空。熔融锡炉渣进入烟化炉后，将硫化剂从硫化剂入口9投入炉内与熔融锡炉渣反应，燃料和空气分别从烟化炉燃料管14和空气输入管24通过烟化炉喷嘴11喷入炉内燃烧，提供反应所需热量，反应产生的贫炉渣从烟化炉出渣口12排出，烟化炉硫化挥发产生的含锡烟气经烟化炉烟气出口8排出炉外，在此过程中硫化亚锡烟气氧化为二氧化锡烟尘，经第二余热锅炉19回收余热和第二收尘系统21回收二氧化锡烟尘后，含低浓度so2的尾气进入制酸系统22制取硫酸。

本发明所用硫化剂为黄铁矿，硫化剂与熔融锡炉渣的主要化学反应如下：

fes2＝fes+s2

fes+o2＝feo+so2

sn+s2＝sns

sno+s2＝sns+so2

sno2+s2＝sns+so2

硫化亚锡烟气氧化为二氧化锡的化学反应式为：sns+2o2＝sno2+so2。

本发明使用侧吹熔炼炉和侧吹硫化挥发炉联合实现了低品位锡炉渣的连续熔化和连续硫化挥发。本发明方法不需要经过烟化炉间断地进料熔化、硫化挥发和放出炉渣等作业，烟化过程前期熔化炉加入富氧燃烧，高效率熔化低品位锡物料，再让富锡的熔融锡炉渣自动流入烟化炉连续地烟化和放出贫炉渣，实现低品位锡物料的连续熔化和烟化，使得整个锡物料的烟化是一个连续稳定的冶炼过程。本发明可以连续地完成贫炉渣连续熔化和烟化两个冶金过程，并使锡冶炼炉渣直接流动连续烟化贫化，省去了贫炉渣降温、运送、烟化炉加入、升温等过程，生产环节少，作业成本低。熔炼锡炉渣的热量得到充分利用，节能效果好。

本发明可将含锡低于10wt％的低品位锡物料中的锡富集至sn≥40wt％，并且烟化过程中so2浓度波动小，烟化的烟气经低浓度so2吸收—解析后，可以连续稳定地制酸，so2的利用率大于98％，环保条件好，最终尾气可实现达标排放。