专利名称：用于处理过程气体的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于处理在悬浮熔炼炉中的包含固体的过程气体的方 法和设备。
背景技术：
为了从含疏化物原料中回收金属，例如铜、镍或铅，例如从包含 铜、镍或铅的矿石或精矿中回收这些金属，通常使用悬浮熔炼方法， 其中，细粒的含硫化物原料中所包含的热量被利用。除了含硫化物原 料之外，含氧气体例如空气、富氧空气或氧气被供给进入悬浮熔炼炉 的反应空间。此外，例如，从悬浮熔炼炉的烟道气中回收的并且再循 环的细粉尘，以及作为用于形成冶金熔渣的物质的助熔剂，被供给进 入反应空间。在悬浮熔炼炉的反应空间中，固体和气体的进料物质彼 此反应，以至于^皮开采的金属中包含的至少两种熔融相，即熔渣相和 矿石相，形成在悬浮熔炼炉的下部中，即下炉中。形成在悬浮熔炼炉 的下炉中的熔融相定期地从悬浮熔炼炉被去除。相反，形成在悬浮熔 炼炉的反应空间中的包含二氧化硫的过程气体通过下炉被引导到悬浮 熔炼炉的上升炉身，以及进一 步从上升炉身引导到连接于悬浮熔炼炉 的废热锅炉，悬浮熔炼炉的烟道气在废热锅炉被冷却。在废热锅炉中， 细粉尘与二氧化硫和氧气反应，从而固体物质被硫酸盐化。硫酸盐化 优选在气体到达对流空间之前发生在废热锅炉的排放部分中的悬浮空 间中，其中，所述反应可能在锅炉管的表面上形成固体物质的结块， 该结块很难被去除。通过被供给进入废热锅炉的含氧气体，硫酸盐化 孝皮增强。
在生产铜金属的悬浮熔炼过程中，例如闪速熔炼过程，通过氧化 反应，即精矿的部分燃烧，矿石中的铜含量被控制。在熔炼炉生产铜金属的时候，需要硫的存在，通过缺少氧气来调整该过程，以便部分 精矿保持疏化物的状态。这意味着氧化反应消耗了从富集燃烧器供给 的富氧空气中的全部氧气，由此，部分硫和铁在细粉尘中以硫化物的 状态保持未燃烧。粉尘中的部分硫化物在泄漏的空气的作用下能够在 下炉中燃烧，但是当冷空气慢慢与热的过程气体混合时，疏化物的主 要部分与气体流一起进入废热锅炉。因此，与过程气体一起行进的粉 尘是部分硫化的。在闪速熔炼炉的下炉中的粉尘的硫含量已知是从
10%至20%。当到达废热锅炉时，在细粉尘中包含的硫化物在废热锅 炉中继续燃烧，引起问题发生。在废热锅炉中，硫化物与硫酸盐化空 气开始燃烧，从而释放热量并且结块形成在锅炉管的表面上。随着硫 酸盐化空气的部分氧气在燃烧硫化物时被消耗，粉尘的硫酸盐化也减 慢。主要发生如下列情况的由粉尘结块产生的问题在废热锅炉的对 流部分中的对流冷却组件被堵塞，在废热锅炉和连接于其上的静电除 尘器之间的管道被堵塞，以及在静电除尘器的发射极上形成结块。
发明内容
本发明的目的在于提供改进的方法，以便在过程气体进入废热锅 炉之前，处理在悬浮熔炼炉的下炉中流动的过程气体。具体地，本发 明的目的在于将氧化气体供给进入在下炉中流动的过程气体中，以使
小。本发明的基本特征通过附加的权利要求被公开。
根据本发明，将在悬浮熔炼炉中的包含固体的过程气体从悬浮熔 炼炉的反应炉身引入下炉，并且进一步通过上升炉身引导到废热锅炉 以便冷却过程气体；从而，通过设置在下炉的顶壁上的一个或多个喷 气管，将氧化气体供给进入在下炉中流动的过程气体中；从而在过程 期间调整氧化气体的量，以使被引导到废热锅炉的过程气体的固体物 质中所包含的硫化物的量最小。因此，在废热锅炉中的硫酸盐化反应 能够被加强并且减少结块的产生。通过将与过程条件相称的一定量的 氧化气体供给进入在下炉中流动的过程气体中，在过程气体进入废热锅炉之前，获得过程气体的优选的成分。将氧化气体供给进入下炉对 于悬浮熔炼炉节约能量而言也是有利的，这是因为在硫化物燃烧时产 生的反应热量在炉中被释放而不是在废热锅炉中释放。因此，减少了 在下炉中对额外燃料的需要。
下面，参考附图详细描述本发明，其中
图1示出本发明的优选实施例的部分剖面示意侧视图。
图2示出沿图1的A向的截面图。
具体实施例方式
根据图1和2，在悬浮熔炼炉1的反应空间2中熔炼形成的包含 二氧化硫的气体经过下炉3排到悬浮熔炼炉的上升炉身4。上升炉身4 通过开口 5连接于废热锅炉6，包含二氧化硫的烟道气在废热锅炉6 被冷却。在悬浮熔炼炉的反应空间2中，固体和气体的进料物质彼此 反应，以至于纟皮开采的金属中包含的至少两种熔融相，即熔渣相和矿 石相，形成在悬浮熔炼炉的下部中，即下炉3中。根据本发明，通过 设置在下炉的顶壁12上的喷气管8，氧化气体9以射流的形式被供给 进入在下炉中流动的过程气体7中，以至于在进入废热锅炉之前过程 气体中的金属硫化物氧化并且在废热锅炉中并不继续燃烧。下炉的顶 壁指的是在反应炉身和上升炉身之间的平面。喷气管8由耐用材料制 成，例如耐酸金属管。在过程期间调整氧化气体9的供给率，以便被 引导入废热锅炉6的过程气体的固体物质中所包含的硫化物的量或含 量最小化。被供给的例如纯氧气的氧化气体的量和供给速度通过过程 控制按预期被调整。
用于注入氧化气体9的喷气管8设置在下炉的顶壁12上，以便喷 气管8穿过顶壁的耐火炉衬10延伸达到下炉的气体空间中的预期高 度。喷气管8的上部例如被炉的维修平面11支撑，从该维修平面11 可以接近并调整喷气管。优选地，喷气管的注入点13(即，通过该点氧化气体被供给)距离下炉的熔液表面的上边缘14超过1000毫米。 在熔液表面14和注入点13之间的距离B优选超过1000mm。根据实 例，氧化气体9包括从六个喷气管8供给的氧气，这六个喷气管8设 置在下炉的顶壁12上的靠近上升炉身4的位置。氧化气体9通过成给 定角度C的喷气管被供给，例如与在下炉中的过程气体流7的方向成 45度角。在下炉3中的过程气体沿与上升炉身4垂直的水平方向流动。 因此，氧化气体9的流动方向以有利的角度与在下炉中流动的过程气 体相遇，并且保证在过程气体流中包含的全部固体物质，即细粉尘， 在被供给的氧化气体9的作用下被氧化。氧化气体的量也与在下炉中 流动的全部气体量中包含的粉尘量、硫含量以及炉的尺寸相称。供给 进入下炉3的气体的量是在悬浮熔炼炉的下炉中流动的过程气体的全 部量的0.2%至5%，优选是0.8%至2%。喷气管8以预期的间隔i殳置 在下炉的顶壁12上；但是要使通过这些喷气管被供给的氧化气体在下 炉中均匀分布。喷气管的位置也能够相对于彼此变化，这取决于顶壁 的斜度和过程。自然地，在设置喷气管时应该考虑下炉3的顶壁12 的形状。通过改变喷气管的内直径，被供给的氧化气体的速度能够受 到影响。被供给的氧化气体的优选速度通过优选为30至卯mm的内 直径实现。根据本发明的优选实施例，在下炉的顶壁上至少有三个喷 气管，例如四个至六个喷气管。
实例
通过附加的实例说明本发明。根据该实例，在悬浮熔炼炉中制造 铜金属。氧化气体注入悬浮熔炼炉的下炉，以便在悬浮熔炼炉排出的 过程气体的固体物质中所包含的硫化物的量最小。根据该实例，在下 炉中的总过程气体流量是70000Nm3/h,并且作为悬浮物与过程气体一 起行进的固体物质或粉尘的硫含量是12.2%。需要1350Nm3/h的氧气 来氧化作为悬浮物行进的粉尘的硫含量，该氧化是通过粉尘的氧化反 应来建立的。氧气用作氧化气体，通过六个内直径为70毫米的喷气管 被吹向下炉。这些喷气管靠近上升炉身设置在下炉的弧形顶壁上。四个最当中的喷气管与过程气体流成45度角设置并且两个最外面的喷 气管以与过程气体流成30度角设置，以便它们喷射的氧化气体在正确 的位置与在下炉中的过程气体流相遇。利用这种尺寸，当必要时，氧 气能够以每个喷气管150至250Nm3/h的量，总共900至1500Nm3/h 的量，被注入，同时在氧气射流不用到达熔液表面的情况下实现氧气 与主气体流的有效混合。从熔液表面到下炉顶壁的距离在下面的范围 变化在炉中心线上在1.8至2.2m范围内，以及在下炉壁附近在1至 1.4m范围内。中心线和壁附近的上述距离之间的差别是由于下炉顶壁 的弧形造成的，而其变化是由于操作期间熔液表面的正常变化造成的。 根据所提供的该实例，在过程气体流的细粉尘中所包含的疏的量能够 在过程气体进入废热锅炉之前被实质地减少。
显然，对于本领域的技术人员而言，本发明的各种实施例不限于 上述的实例，而是能够在附加的权利要求的范围内改变。
权利要求
1.一种用于在悬浮熔炼炉(1)中处理包含固体的过程气体(7)的方法，包括将过程气体从悬浮熔炼炉的反应炉身(2)引导到下炉(3)，以及进一步通过上升炉身(4)引导到废热锅炉(6)以便冷却过程气体；其特征在于通过设置在下炉(3)的顶壁(12)上的一个或多个喷气管(8)，将氧化气体(9)供给进入在下炉(3)中流动的过程气体(7)中，从而在过程期间调整氧化气体的量，以使在被引导到废热锅炉(6)的过程气体的固体物质中所包含的硫化物的量最小。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于将被供给的氧化气 体(9)的射流以适合的角度(C)，优选以30至60度角，从下炉的 顶壁(12)引导到过程气体流(7)。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于被供给进入悬 浮熔炼炉(1)的下炉(3)中的氧化气体(9)的量是在悬浮熔炼炉的 下炉中流动的过程气体的全部量的0.2%至5%,优选是0.8%至2%。
4. 根据权利要求l、 2或3中任意一个所述的方法，其特征在于 通过与过程条件相称的合适数量的喷气管(8)，优选通过至少三个喷 气管，来供给氧化气体(9)。
5. 根据权利要求l、 2、 3或4中任意一个所述的方法，其特征在 于通过内直径为30至90mm的喷气管(8)，将氧化气体(9)供给 到下炉(3)。
6. 根据权利要求1、 2、 3、 4或5中任意一个所述的方法，其特 征在于将氧气或富氧空气作为氧化气体(9)供给。
7. 用于在悬浮熔炼炉中处理包含固体的过程气体(7)的设备， 其中，所述过程气体从悬浮熔炼炉的反应炉身(2)被引导到下炉(3), 以及进一步通过上升炉身(4)被引导到废热锅炉(6)以便冷却过程 气体；其特征在于 一个或多个喷气管(8)布置在下炉(3)的顶壁(12)上，用于将氧化气体(9)供给进入在下炉(3)中流动的过程 气体(7)中，从而在过程期间能够调整所述氧化气体的量，以使在被引导到废热锅炉(6 )的所述过程气体的固体物质中所包含的硫化物的 量最小。
8. 根据权利要求7所述的设备，其特征在于在氧化气体(9) 的注入点(13)和所述下炉的熔液表面(14)之间的距离(B)超过 1000mm。
9. 根据权利要求7或8所述的设备，其特征在于优选存在至少 三个用于供给氧化气体的喷气管(8)。
10. 根据权利要求7或9所述的设备，其特征在于所述喷气管 (8 )的内直径是30至90mm。
全文摘要
本发明涉及一种用于在悬浮熔炼炉(1)中处理包含固体的过程气体(7)的方法，包括将过程气体从悬浮熔炼炉的反应炉身(2)引导到下炉(3)，以及通过上升炉身(4)引导到废热锅炉(6)以便冷却过程气体；从而，通过设置在下炉的顶壁(12)上的一个或多个喷气管(8)，将氧化气体(9)供给进入在下炉(3)中流动的过程气体(7)中；从而在过程期间调整氧化气体的量，以使被引导到废热锅炉(6)的过程气体的固体物质中所包含的硫化物的量最小。本发明还涉及实施该方法的设备。
文档编号F27D17/00GK101410539SQ200780011120
公开日2009年4月15日 申请日期2007年4月2日 优先权日2006年4月4日
发明者R·萨里南 申请人:奥图泰有限公司