专利名称:从有色金属氧化矿或其精矿和/或从细颗粒有色金属硫化矿或其精矿回收各种金属的熔 ...的制作方法
本发明述及一种从有色金属氧化矿或其精矿和/或从细颗粒有色金属硫化矿其精矿，特别是从有色重金属硫化矿或其精矿(其中硫化矿首先用空气和/或氧进行氧化处理)回收金属的熔炼方法及实施这种方法的装置。
这种有色金属氧化矿可供使用的形态是粒状或块状，通常，由硫化矿经氧化焙烧而制得。焙烧的结果产生大量的二氧化硫(SO2)，必须对它单独进行处理，例如生产硫酸。以块状氧化矿为原料的火法冶金过程早已出现，过去常常用矮高炉生产粗铜或黑铜。在还原条件下，矮高炉中生成的气体通常包含氮、二氧化碳和各种硫的化合物，如SO2、H2S、COS及CS2。在大多数情况下，这种排出的废气中的CO含量较低，因此此种废气的发热值亦较低。通常，有色重金属氧化矿的还原比氧化铁矿的还原容易得多。
美国专利3，948，639叙述了一种冶炼硫化矿或其精矿的方法和设备，该法是将熔炼炉排出的气体和硫化矿或其精矿一起加入到预处理段，冷却后的气体再从预处理段供给熔炼炉反应段的上端以回收硫及经预处理的硫化矿或其精矿。
法国专利2，128，053叙述了一种从矿石中回收金属(特别是镍)的方法和设备。在该法中，通过用空气和低氢燃料(如焦炭)燃烧，在流化床中离析出金属。
为了利用廉价的燃料还原铁矿石，曾经有人建议把经预还原的海绵铁状的铁矿石直接加入熔炼气化器，其中保持一个低品位煤的流化床，用来分解残余的氧化物和产生熔炼所需的热量。
在铜的冶炼方面，已经提出了许多方法。在这类方法中，硫化物精矿在一个熔炼燃烧器中，直接被氧化，同时高速产生热量。这种固体燃料燃烧器可以用来同时进行硫化物精矿的焙烧和熔炼以形成冰铜。在随后的沉降炉膛中，冰铜和炉渣得以分离。这种方法的一个缺点是作为气体燃烧产物的SO2必须加以利用，例如建厂生产硫酸。此外，在熔炼器中占主导的氧化条件下，由于大部分金属以Cu2O的形态溶解于炉渣，因而造成金属大量地损失到渣中，其它的一些处理有色金属矿的方法都要求氧化矿为原料，而在还原条件下操作的矮高炉是为此目的极广泛地采用的熔炼设备。
也有人曾经提出，继悬浮熔炼过程之后再加上一个还原过程阶段。但是，这样的装置会使废气的流程变得复杂，因为由旋风收尘器排出的氧化性废气和由相继各熔炼室或熔炼炉排出的还原性废气必须用不同的管道分别进行排放。
本发明的一个目的就是改进现有的冶炼工艺，使其应用于处理有色金属矿，特别是有色重金属矿也格外有利。
本发明的另一个目的是以较低的能耗和炉渣中最少的金属损失从有色金属硫化矿中生产元素硫和高品位的熔融金属。
按照本发明，这一目的基本上是这样实现的即把块状和/或颗粒的矿石或精矿加入到熔炼气化器的煤的流化床中。按照本发明，若原料矿石起初就是细颗粒状或块状，本法通常要求进行适当的团块化处理，例如，这可以通过制粒、团块或烧结等方法来实现。当使用这些原料时，可以很容易地控制处理过程，使之适应于所处理的矿石的种类及其浓度和组成的变化。所加入的矿石或精矿的粒度通常为1～50毫米，最好为3-30毫米，在铁矿石的处理过程中，和已知处理方法的区别在于氧化物原料可以直接加入熔炼气化器中，同时由于存在煤的流化床，空气或氧和煤的供给速率可以迅速地加以控制，以适应被还原的矿石。按照本发明，在本法所采用的熔炼气化器的前面，可以安装一个还原竖炉或不同的还原装置(如回转窑)，而一部分由熔炼气化器炉排出的废气可以直接供给这种还原装置。本发明所用的设备和已有设备不同之点在于熔炼气化器中生成的气体是强还原性的，并且具有高的热值，因而它非常适合于进行预还原。此外，可以控制熔炼气化器中的炉内气氛条件，使得所述气化器也能用来将二氧化硫(SO2)还原成元素硫。此后，通过冷凝的方法从废气中将它回收。
流化床中的煤，合适的粒度为1～50毫米。最好为1～25毫米。
一种适宜的做法是在氧化矿石被送到煤的流化床以前，或是先预热到500～900℃的温度，或是在700～900℃温度下进行焙烧(必要时)。如果原料矿石具有较高的硫化物含量时，焙烧处理尤为必要。在进行焙烧处理时，细颗粒矿石必须予以团块化。
当块状矿石通过流化床时，流化床中产生的热气体及煤颗粒就和金属氧化物进行反应，金属氧化物与煤或一氧化碳反应生成金属、一氧化碳和/或二氧化碳。在流化床可能产生的高温条件下，由方程CO2+C＝2CO所表示的化学平衡可以向生成CO的方向移动，因而形成还原性废气。在实践中，碳的流化床保持在1200～1800℃的温度是适宜的，最好为1300～1700℃，从而保证了大多数重要的有色重金属得到可靠的熔炼。这一方法的实施方案特别适合于回收铜、铅、钾、镍、钴和锡矿石以及它们的复杂化合物。在这些处理过程中，一部分在低温下汽化或挥发的元素可能被转移到气相中。
可以从熔炼气化器中抽取部分还原性气体用于预还原和原料的预热来改善能量平衡。在这种情况下，煤的流化床的温度，可以通过在熔炼气化器的风口平面上，有控制地注入热空气和/或氧气进行特别的控制。
在熔炼气化器中生成的气体反应产物通常具有较高的热值，可在高温旋风收尘器中予以净化。
如果已经用氧化焙烧法从硫化矿中得到了氧化物原料，按照本发明的方法，允许把从焙烧炉排出的气体和氧化物矿一起供给熔炼气化器。在熔炼气化器中，已生成的含SO2的气体与熔炼气化器中所包含的还原气氛和碳相接触，生成元素硫。同样，由焙烧产生的气体可以和熔炼气化器中通过反应所生成的废气相混和。由于通过反应所产生的废气处于如此高的温度下，以致生成元素硫所需要的反应仍然能够发生。
在熔炼气化器中，供给煤的流化床的煤的适宜粒度范围为1～20毫米。在气化器中，煤在高温下受到突然的干燥和脱气而焦化。挥发出来的产物和碳进行反应生成一氧化碳和氢气，氢气和一氧化碳相混和而离开流化床，并从气化器中排出。大部分焦化了煤粒成了流化床的组成部分。极细的焦粒缓慢地被气体带走。助燃剂通过装在熔炼气化器下部的风口注入流化床。通常，流化床风口平面的温度比其它部位的温度高，炽热的细粒焦炭在流化床中燃烧，与氧结合生成CO2，火焰的温度明显地超过2000℃。除了热鼓风中的氮气以外，一氧化碳也会流过流化床。一氧化碳气体是由在风口附近所生成的CO2与C进行反应生成的。气体将自身的部分热量传递给焦炭颗粒而使流化床加热。流化床的高度约为2-4米，通常构成温度为1400～1700℃的炽热细粒焦炭的剧烈搅拌层。有色金属氧化矿石直接从熔炼气化器的顶部加入，下降穿过流化床而从得到还原和熔炼。矿石在熔炼气化器中所形成的液态和糊状的组份均匀分布在焦炭床层和渣池的界面上，并在界面处生成炉渣。炉渣是由矿石、煤灰及各种助熔剂组成的。熔炼成的金属液滴当穿过渣层时又吸收部分热量。氧化矿石可以被热焦炭以及上升的气体还原，同时生成一氧化碳和二氧化碳。但是这种还原过程仅当矿石容易还原时才能实现。对于某些有色金属矿石或有色重金属矿石，通常就是这样，而还原铁矿石却需要极高的能量消耗。
在流化床上部表面逸出的气体对加进流化床的碳质物料的焦化提供热量。这一脱气作用导致煤的温度升高、水分的蒸发以及挥发性组份的释放。与此同时，脱气作用还导致挥发组份和蒸发的水分起反应，生成一氧化碳和氢。这种高级气体燃料和气态的反应产物一起从熔炼气化器逸出。这一气体的成分和煤的挥发份含量有关，通常是CO 50～90%，H210～40%，CO2的含量随温度而变，当气体温度升高时，CO2含量降低。
和铁的火法冶金相比较，在铜矿石的处理过程中的优点在于，铜的熔炼可以在较低的温度下进行，而且所需的能耗较小。
为了处理硫化矿或其精矿，安装了一个前置熔炼燃烧器，并把该悬浮燃烧器的火焰喷射流对准煤的流化床，而熔融产物在煤床底部抽出，在熔炼燃烧器中所生成的液态或糊状的产物落入煤的流化床中。可以把细颗粒硫化物精矿、造渣物料和返回的物料连同经预热的空气、空气和氧气的混和物或纯氧一道加入到熔炼燃烧器中。燃烧空气的温度通常选定在300～1000℃的范围，因此硫化物精矿至少部分被氧化。在铜的回收过程中所发生的化学反应可以由下列方程表示
由于放热过程占优势，所产生的热量对于细颗粒硫化物精矿的熔炼是足够的。这一过程通常是在1000℃以上的温度下进行。在熔炼燃烧器中进行反应以后，所生成的反应产物被喷射进煤的流化床，射流直接冲击煤的流化床的上部表面，这种把熔炼燃烧器中进行的过程和在煤的流化床中进行的还原过程直接耦合，从能源的角度考虑也具有显著的优点。在熔炼燃烧器中所生成的熔融产物主要是金属硫化物，氧化物和炉渣产物;它们是以液滴形态进入细颗粒煤的床层，通过注入氧和热空气的混和气体或热的氧和空气的混和气体使煤床流化。在煤的流化床层中，氧和碳的燃烧首先成CO2，然后生成CO。气体以气泡的形式上升穿过细颗粒煤床，以增进床层的搅动。用控制加煤速率的方法使碳的流化床的床层高度维持恒定。在熔炼燃烧器中生成的熔融产物和含SO2的气体直接冲击流化床的上部表面，熔解的物料成滴地经流化床而被收集在熔炼器的底部，形成一个由金属和/或冰铜及炉渣组成的熔融物料的熔池。按照反应式
，含SO2的气体或是和流化床中的碳进行反应，或是和从流化床层离开的CO进行反应，或是和被气流夹带的微细炭粒进行反应，结果只是二氧化硫中的硫被还原成元素硫，并且可用冷凝的方法从气相中分离出来。
自流化床出来的气体和由熔炼燃烧器中出来的气体进行反应，主要生成硫蒸气、一氧化碳、氢和氮。废气的显热可以用来预热硫化物精矿。在这种情况下，最好是从煤的硫化床上部将热的气态反应产物抽出，用以预热熔炼燃烧器的原料。
为了保证有一个剧烈的反应，按照本发明，处理过程最好用这样的方式进行，即在熔炼气化器中形成一个煤的流态化床，并通过供给热空气和/或氧及煤粒加以保持。煤粒的粒度为1～50毫米，最好是3～20毫米。
为了保证在气相中产生元素硫的定量反应，最好通过控制热空气的温度来控制碳的流化床的温度，并通过控制热空气的流率来控制还原性气体的流率。在熔炼气化器中产生还原性气体的速率最好用这样的方式进行控制，即既能保证SO2完全反应成S，又能通过冷凝使硫从气相中完全分离出来。
本发明的方法具有明显的特色，即重要的参数可以准确地控制，和现有的悬浮熔炼过程相比较，铜的损失可以大大地减少。特别是保持煤的流化床的温度在1200～1600℃，最好在1400℃左右，就有可能回收到不含硫化铁的熔融态的冰铜或含铜80%左右的冰铜，甚至可以回收到几乎不含硫化铜的粗铜。同样，本发明的方法也可以用来处理其他的金属硫化物矿和它们的复杂化合物，例如镍、铅、锌和钴的硫化物精矿。
为了实施本发明，所提出的装置包括一个熔炼燃烧器，其主要特征在于这一燃烧器直接连接在熔炼气化器的顶部，注入热空气的管道、向熔炼气化器供给碳粒的管道和从该气化器抽取气态反应产物的管道都与气化器连接。上述的气态反应产物宜于用来预热欲被氧化的原料。为此目的，最好在熔炼燃烧器的上方安装一个气密性的容器，它由一个离心收尘器组成。热的气态反应产物沿切向引入该容器，形成一个旋转的气流，矿石颗粒加入到该气流中，在和热气体的接触过程中被加热，矿粒又被离心力抛向容器壁而收集在旋风收尘器的底部，再通过装在熔炼燃烧器下面的一个计量装置将它从旋风收尘器的底部取出。气态反应产物经过预热矿料后可以简便地用一个插入容器内的管子把它由容器中引出，然后再送到乾法气体净化器。预热矿料的过程无论如何只能进行到这样的程度，即气态反应产物的温度不能被冷却到硫蒸气冷凝的温度。气体经过净化后，用冷凝的方法从废气中除去硫，在此过程中废气被冷却。
由金属、冰铜和炉渣组成的熔融态产物可以连续地或间歇地由熔炼器中排放出来。
当只有铁矿石补充加入时，本发明的熔炼方法也可以简单地直接应用于回收含碳量低的铁合金。用此种方法可以从铬铁矿中得到铬铁。铬铁矿的成分为46.40% Cr2O320.52% FeO0.26% Fe2O30.30% CaO9.58% MgO14.58% Al2O34.10% SiO20.002% SO30.023% P2O5其余为氧化物杂质及碱类。由印度的锰矿石也可以生产锰铁。印度锰矿的成分为78～85% MnO22-4% Ee
≤6% Mn3O41～4% SiO21～5% Al2O3≤0.2% P下面，将根据解说性的具体装置、一个实例和热平衡对本发明的方法更详细地进行说明。这些装置特别适合于本方法的实施，如附图所示。
图1是表示熔炼燃烧器和熔炼气化器联合的示意图。图2表示一个回收元素硫的扩展装置。图3表示一个特别适合于处理氧化矿石的装置。
根据图1熔炼燃烧器(2)安装在熔炼气化器(1)的顶部并沿炉子的纵轴延伸。精矿经加料器(5)由一个密封的料仓(3)加入，在料仓(3)中被经管道线(4)由反应器排出的热废气预热。在熔炼气化器(1)中生成的热的气态反应产物沿切向引入料仓(3)，在流经料仓的同时，预热待燃烧处理的物料，并经插管(6)输送到热气旋风收尘器(7)。在熔炼燃烧(2)的点火空间，预热后的原料矿被悬浮在沿切向流入的氧气中，或沿切向流入的氧和热空气的混和物中，并在那里点火。在燃烧产生的高温下，精矿迅速地形成小的熔融液滴，与SO2火焰一起喷射到碳的流化床的上部表面。在这一操作中，煤是间断加入的，最好是把煤粉连续地加入。
煤的流化床(8)的温度可通过热空气的热容量或热空气和氧的混和物的热容量进行控制。空气和氧通过风咀(9)注入。煤的流化床可以用来使Cu2O和Fe3O4还原成Cu及FeO，使煤脱气，调整熔融产物的温度，使之达到最终要求的值。还可用来把部分的SO2还原成元素硫，同时也能把离开流化床的含氮和CO的气体加热到1400℃左右。除了还原SO2以外，上述所有的物理过程和化学过程所需的热量都很小，因而进行上述过程所需的燃料消耗都不很高。大部分煤是用于还原SO2。用流化床中冒出的气泡在流化床的上方一个静止空间(10)中爆裂呈喷泉状，在静止空间中，来自熔炼燃烧器的悬浮体和含SO2的熔融产物被逆向流动的CO或N2气减速、加热和还原，这就导致了气体、固体和粉煤的最佳混和，而熔融的液滴仅受到轻微的阻碍就进入流化床。在静止空间(10)和废气管道中，大部分SO2将被CO和从流化床中带出来的焦炭尘中的碳还原而变为可利用的。气体的温度一般为1300℃左右，这对于SO2的还原是足够的。气体的还原能力可以通过控制细焦粒在流化床中的燃烧速率加以控制。在废气管道中，SO2和碳进行反应，从而大大减少碳损失在气流所带出的焦炭尘中。而且由于反应是吸热的，结果使气体的温度下降。
由上述的反应所得到的气体的显热可以用于预热硫精矿。
被气体所夹带的固体在一个由热气旋风收尘器所构成的气体净化段被收集起来，而后作为返尘经由管道(11)再加到熔炼燃烧器中。对熔炼燃烧器供给热空气和氧的管道用(12)表示。
粗铜或冰铜及渣(14)可以由熔炼气化器下部的排放口(13)排出。
在本过程中，由于反应条件的变化，特别是由于在流化床中SO2和C反应生成CO和S2，气体的成分也连续地变化。在流化床上部的空间中，所生成的气氛主要由硫、一氧化碳、氢、悬浮的碳尘、SO2和氮组成。由于在废气管道中，残余的SO2与CO，H2和碳的完全反应，结果生成含S2、CO、H2和N2的气体。气体冷却得越强烈，就越有可能生成H2S、COS和CS2。由上述诸化合物生产元素硫的工艺是众所周知的。在分离出元素硫后，废气中主要含有CO，H2和N2，以及少量的CO2，因此这种废气具有较高的热值，可以用于预热空气或作为一种高级的能量传输介质(即作为高质量的煤气使用)。
悬浮熔炼(又称闪速熔炼)和煤的流化床还原熔炼的联合提供了一个独特的优点，即把一个氧化过程和一个还原过程组合在一单体设备中，而且同时生产高能煤气。在铜的生产中，还有一个特殊的优点，就是可以生产出从冰铜到粗铜整个系列的产品而没有较高的铜损失于渣中的危险。由于可以通过熔炼燃烧器和在煤的流化床下部安置的空气进风口来控制能量的供给，所以硫精矿的品位对过程的影响很小。可以用来作为可控制的变量的操作参数有，供氧速率，热空气的温度和流率，流化床层高度，冰铜的纯度以及燃料消耗。原材料的品位即精矿和煤的品位无需满足特别高的标准。不需要的伴生元素，例如铅、锌、锑等等，在高的反应温度下可以挥发并且从气相中分离出来。
由于本过程使用低级硬煤，同时能够生产得出元素铜，高品位冰铜或粗铜和高能煤气，使得生产成本大大降低。
图2更详细地表示了回收元素硫所需的附加设备。熔炼气化器仍用(1)表示，熔炼燃烧器(2)和熔炼气化器(1)在同一轴线上。加料仓仍用(3)表示。在这种情况下，氧和空气分开的管道(15)和(16)供给熔炼燃烧器(2)。在预热器(17)中，以废气作为预热空气的能源，由预热加料仓(3)排出来的气体，经管道(6)流进1＃高温旋风收尘器(7)，将固体收集于其中。所收集到的固体，经由管道(11)再返回到熔炼燃烧器(2)。同时还装置了一个2＃高温旋风收尘器(18)。由2＃高温旋风收尘器出来的气体，又被引进一个换热器(19)以回收过程中的废热。由管线(20)引入冷却气体，而硫在冷凝单元(21)被冷凝。在冷凝室(21)后面接上一个Claus处理车间(22)，在其后又接上一个洗气塔(23)。在Claus处理车间(22)中，硫化氢被氧化成硫。为此目的，在Claus处理车间(22)之前设一个燃烧室(24)。Claus处理炉中进行的反应可表示如下
SO2+2H2S→3S+2H2O。热空气在预热器(17)中被预热并经由管道(16)供给燃烧室(24)及熔炼气化器(1)的风咀(9)。在废气的流程中，加上另外一个换热器或废热锅炉(25)，余下的废气可以用来在一个固体干燥炉(26)中干燥原料。由干燥炉(26)出来的气体再一次通过收尘器(27)，所收集到的固体经由管道(28)供给精矿仓(29)。在这种情况下，煤是间断加入的，但最好是由煤仓(30)连续地加煤。
下文参照一个实例，更详细地对本发明加以说明，所用的铜精矿含90%黄铜矿(CuFeS2)和10%脉石(SiO2)。精矿被干燥和预热到600℃。最终产品为高品位的冰铜，含80%铜和20%硫。还生产出一种含40%FeO的炉渣。原料煤的成分如下H2O 3%灰份 12%挥发成份 25%固定碳 60%O 8.5%H 3.7%N 1.4%S 1.2%总碳量 85.2%净热值 6，000千卡＝25，100千焦耳20%的煤作为煤灰损失。
所有未气化的碳均与SO2起反应。
液态产物的温度约为1200℃，流化床的平均温度和由流化床中出来的气体的温度约为1400℃。由熔炼气化器出来的气体的温度为1300℃。熔炼燃烧器中的燃烧助剂为纯氧。流化床中的焦炭用500℃的热空气气化。
煤的加料粒度为3～25毫米，可以改变最细的颗粒所占的比例以保证SO2的完全反应，后面所发表的能量平衡是一个理想化的情况，即假定最终气体的组成包含CO，H2，N2和S2。
对于本过程的各个阶段都作了热平衡计算，特别是对熔炼燃烧器中的熔炼和SO2在流化床表面的部分还原以及流化床都作了热平衡计算。同时也建立了静止空间的气体平衡、粉煤反应以后的气体平衡，以及包括静止空间和精矿预热炉的这一区域的热平衡。经考查计算，得出下列各值熔炼燃烧器中的熔炼和流化床中SO2的部分还原1000公斤精矿，其中含900公斤黄铜矿和100公斤脉石。
900公斤黄铜矿转化为387公斤高品位冰铜。
(Cu2S)，432公斤FeS和81公斤S。
需用222标米3的氧气将FeS及S2气化成352公斤FeO和167标米2的SO2。加入428公斤熔剂结果形成880公斤的总渣量。
残余的SO2很可能和氢起反应生成S和H2O(SO2+2H2＝S+2H2O)尾气的成份如下S2CO H2N2H2O标米383.3 478.8 62.6 33.6 83.8硫和水蒸气被冷凝以后，尾气的最终成分为
CO H2N2∑标米3478.8 62.2 33.6 877.4% 54.6 7.2 38.3气体热值为1870千卡/标米3(＝7835千焦耳/标米3)全部尾气所含的热量为1600，000千卡(＝6，700，000千焦耳)。
在上述情况下，每处理1000公斤精矿需要以下数量的原材料317公斤煤(净热值＝6000千卡/公斤。
＝25，100千焦耳/公斤。)430公斤熔剂。
222标米3氧气。
426标米3热空气。
总的能量平衡如下热量输入 千卡 千焦耳空气预热 64，800 271，500317公斤煤 1，902，000 7，969，400(净热值为每公斤6000千卡＝25100千焦耳)1000公斤精矿 1，003，200 4，303，400总计 2，970，000 12，444，300
热量输出 千卡 千焦耳冰铜的显热 67，800 284，100炉渣的显热 288，600 1，269，200气体的显热 215，800 904，200气体的化学热 1，600，000 6，704，000元素硫的化学热 524，000 2，197，700损失 273，300 1，145，100总计 2，970，000 12，444，300由于输入的能量包含7.97千兆焦耳的矿物能，而输出的热量包含1.6千兆卡＝6.7千兆焦耳高质量煤气的化学热，所以处理每吨精矿的净能耗仅为300，000千卡(1.257，000千焦耳)左右。
这就是说，生产1吨金属铜需要约1千兆卡(＝4.2千兆焦耳)能量的燃料。此外生产O2气还需要另外的400，000千卡(＝1，676，000千焦耳)的能量，因此，每生产1吨管铜需要的总能量为5-6千兆焦耳。
图3表示一个流化床焙烧炉(31)，对它供给的矿石和熔剂为颗粒状。在矿石仅由氧化物组成的情况下(这是很少有的情况)，在此焙烧炉中只需把所加入的物料进行预热就可以了。当处理硫化矿时，在此焙烧炉中发生氧化反应并生成含SO2的气体，此含SO2的气体可以由流化床焙烧炉中抽出或通过管道(32)及适当的加料器(33)和(34)与焙烧过的精矿一起加到熔炼气化器(35)。熔炼气化器(35)的上部标示为(37)。煤由管道(36)加入到熔炼气化器35。可以使用比较廉价的煤来达到这一目的。在熔炼气化器的下部形成了一个稳定的煤的流化床(38)，为此，热空气和/或氧通过风咀(39)喷射进熔炼气化器。在紧靠着熔炼气化器的底部装有一个排料口(40)，渣和金属可以通过排料口排出。还原反应器的气体可以经由废气管道(41)从熔炼气化器中抽出，并且可将经管道(42)由流化床焙烧炉抽出的含SO2的气体加入其中。由熔炼气化器出来的废气仍然处于很高的温度状态，同时由于自煤的流化床夹带出细粒物料或炭尘，它的含碳量对于SO2还原成元素硫的反应也是足够高的。自反应器排出的废气被送进高温旋风收尘器(43)，在此将固体从气体中收集下来。所收集的粉尘经管道(44)排出，并可和煤一起供给熔炼气化器(35)也可以把它掺入焙烧炉出来的焙砂中。净化后的废气通常含有碳、硫、一氧化碳、二氧化碳、氮、COS，CS2，H2S，和少量的SO2。可以在Claus处理车间中进一步处理，通过冷凝从上述气体中回收硫。
权利要求
1.一个从有色金属氧化矿或其精矿和/或从细颗粒有色金属硫化矿或其精矿，特别是从有色重金属硫化矿或其精矿(其中硫化矿首先用空气和/或氧气进行氧化处理)回收金属的熔炼方法，其特征在于矿石或精矿以块状和/或颗粒状形态供给熔炼气化器(1，35)中的煤的流化床(8，38)。
2.按照权利要求
1中将硫化矿石供给熔炼燃烧器(2)的方法，其特征在于火焰喷射流直接对准煤的流化床层(8)，熔融的产物由煤的流化床的底部排出。
3.按照权利要求
1的方法，其特征在于所加入的矿石或精矿的粒度选择在1毫米到50毫米之间，最好为3毫米到30毫米之间。
4.按照权利要求
1、2或3的方法，其特征在于流化床层中碳质颗粒的粒度选择在1毫米到50毫米之间，最好为1毫米到25毫米之间。
5.按照权利要求
1，3或4的方法，其特征在于矿石被加热到500℃-900℃的温度，必要时，矿石被加进煤的流化床(8，38)之前，在700℃～900℃的温度下进行焙烧处理。
6.按照权利要求
1或3至5中的任何一条的方法，其特征在于煤的流化床(8，38)的温度保持在1200℃到1800℃之间，最好为1300℃到1700℃之间。
7.按照权利要求
1和3至5中的任何一条的方法，其特征在于由熔炼气化器(1，35)排出的还原性气体用于预还原及原料的预热。
8.按照权利要求
1和3至5中的任何一条的方法，其特征在于通过喷射热空气和/或氧来控制煤的流化床的温度。
9.按照权利要求
1和3至8中的任何一条的方法，其特征在于熔炼气化器(1，35)中生成的气态反应产物在高温旋风收尘器(7，18，43)中被净化。
10.按照权利要求
1和3至9中的任何一条的方法，其特征在于由焙烧炉排出的气体被加入到在熔炼气化器(1，35)内所生成的气态反应产物中。必要时，上述过程可以在煤的流态化床中实现，所有产生的SO2均被还原成硫(S)。
11.按照权利要求
1或2的方法，其特征在于熔炼气化器(1，35)中所生成的热的气态反应产物从碳的流化床(8，38)的上方排出，并用来预热供给熔炼燃烧器(2)的原料。
12.按照权利要求
1至11中的任何一条的方法，其特征在于，通过控制热空气的温度来控制煤的流化床的温度，通过控制热空气的流率，空气一氧的混和气体的流率以及煤的加料速率来控制还原性气体的流率。
13.按照权利要求
1、2、11和12中的任一条的方法，其特征在于煤的流化床的温度维持在1280℃到1600℃之间，最好维持在1400℃左右。
14.按照权利要求
1、2、11、12和13中的任何一条的方法，其特征在于熔炼气化器(1，35)中生成的还原性气体的流率和温度控制到足以保证在熔炼燃烧器(2)中所生成的SO2完全反应成元素硫，特别是通过冷凝的方法能使硫从气相中分离出来。
15.按照权利要求
1至14中的任何一条的方法，其特征在于碳质物料和含氧的气体(必要时气体先经过预热)一起喷入。
16.按照权利要求
1至15中的任何一条的方法，其特征在于允许在有色金属矿中加入铁矿石直接熔炼铁合金，例如铬铁或锰铁。
17.实施按照权利要求
1、2和11至16中的任何一条方法的包括一个熔炼燃烧器(2)的装置，其特征在于熔炼燃烧器(2)直接连接在熔炼气化器(1)的顶部，而用于供给碳粒和供给含氧气体(必要时先经过预热)以及排出气态反应产物的各个管道(4，9，36，39，41)都和熔炼气化器(1)相连接。
18.按照权利要求
17的装置，其特征在于熔炼燃烧器(2)安置在一个气密性的料仓的下部，由熔炼气化器(1)中抽出气态反应产物的管道(4)被连接到该料仓上，最好在切线方向通向料仓，引向气体净化器(7，18)的管道(6)也连接到上述料仓上。
19.按照权利要求
17或18的装置，其特征在于用于排送固体的管道(11)被连接到气体净化器(7，18)和熔炼燃烧器上。
专利摘要
在从有色金属氧化矿或其精矿和/或从细颗粒有色金属硫化矿或其精矿，特别是从有色重金属硫化矿或其精矿中回收金属的熔炼过程中，任何硫化矿首先都要进行氧化处理，然后把矿石或精矿供给熔炼气化器(1)中的煤的硫化床。物料保持一定的粒度，硫化矿被加入到熔炼燃烧器(2)中，该燃烧器把火焰喷射流对准煤的流化床。
文档编号C22B5/14GK85106114SQ85106114
公开日1987年3月4日 申请日期1985年8月14日
发明者霍斯·芬兹贝彻, 沃纳·凯普林格, 埃里奇·施拉格 申请人:沃斯特-阿尔派因股份公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan