专利名称：一种铜镍矿熔炼炉的制作方法
技术领域：
一种铜镍矿熔炼炉，涉及一种用于铜镍矿(包括铜镍硫化矿、半氧化矿、氧化矿) 火法提取铜镍侧吹熔池熔炼炉。
背景技术：
目前，在铜镍的生产中火法工艺占据绝大部分。随着铜镍火法提取工艺的发展，传 统的鼓风炉、反射炉、矿热电炉已被陶汰。各种强化熔炼的炉窑应运而生，并已逐步完善和 发展。在熔池熔炼中有顶吹的三菱法炉、艾萨炉和奥斯迈特炉；底吹的有QLS炉、SKS炉；侧 吹的有诺兰达炉、白银炉、瓦纽可夫炉。由国家知识产权局2009年6月3日授权的、专利号 ZL200820135242. 1实用新型专利的冶金炉形成的生产工艺已通过国家鉴定，被专家鉴定组 命名为“金峰炉”也属侧吹范围。而对半氧化矿和氧化矿处理过程，上述各种方法均不适应， 只能采用焦碳为燃料和还原剂的鼓风炉法。专利号为ZL200820135242. 1实用新型的冶金炉呈长方形，整个炉体沿长度方向 分为熔炼反应区和电炉区。从高度方向冶金炉结构包括炉基础、耐火材料炉底、炉缸、冶金 炉反应区炉膛下部、炉膛上部、炉顶；炉膛下部整个用上下两段铜水套围成座在用耐火材料 砌的炉缸壁上，两段铜水套以上部分是炉膛上部，其四壁全用耐火材料砌筑，一直到炉顶； 炉顶由下衬耐火材料的数个水套组成，炉顶水套上留有加料口，架设于炉膛上部侧墙的上 表面，靠近电炉区的端墙一段留有烟道口 ；熔炼区和电炉区由水套和耐火材料组成的复合 挡墙隔开。成数平方米的通道，熔炼区和电炉区由通道连成一体；复合挡墙以上即烟道下端 墙；电炉区三面用用耐火材料砌成，炉顶用衬有耐火材料的水套封住，水套上留有电极孔和 液面测量孔；石墨电极从电极孔中插入熔池中，电极通过把持器、短网与电源相接，电极的 升降调节由倦扬通过钢丝绳完成；炉底从电炉区端墙处到铜锍放出口留有2%的坡度，铜 锍出口低于电炉区端墙处，电炉区仅设放渣口和安全口。该冶金炉由于在熔炼区除了完成造渣造铜反应、还要在炉缸内完成渣和铜锍的分 离，因而炉缸较深。对于规模比较大的工厂，小时处理铜镍精矿45吨/h-110吨/h、含硫含 铁较高，造渣造锍的反应过程自热程度较高的精矿适应性较好。但对处理含硫较低的半氧 化矿、不含硫的氧化矿、反应需要的热量绝大部分或全部依靠燃料供给该冶金炉很难保证 生产的稳定和顺行。另外对于中小规模的冶炼厂，虽然也是以硫化矿为原料，但每小时处理 精矿在20吨-45吨，该冶金炉。尤其是开炉作业复杂、需要附助设施，不适应生产的要求。
发明内容本实用新型的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种既能有效减少热 损失，炉子热稳定性好，熔炼效率高，逸散S02少，有效减少单体硫的危害；并减少生产设施 和生产环节和减化开炉程序，能有效处理半氧化矿和氧化矿的铜镍矿熔炼炉。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。—种铜镍矿熔炼炉，其结构包括炉基础、耐火材料炉底、带有冷却水套的由耐火火砖和耐火材料砌成的炉体端墙和炉体侧墙、位于墙体上的冷却水套，由炉墙体上设有的通 风孔、位于炉体腔体内侧的内端墙、位于内端上部的炉顶、设于炉顶的加料口、位于内端墙 一侧上端的烟道；其特征在于(1)整个炉子有熔炼区和电炉区两部分组成一个整体在炉体尾端的内端墙和端 墙之间的炉顶上，贯穿固定设有石墨电极；(2)位于熔炼区侧墙体上的冷却水套为两层，冷却水套的上端侧壁为耐火砖墙； 在下层冷却水套的墙体上设有通风口，在铜水套的上部的耐火砖墙设有二次风口 ；(3)两端墙内侧设有耐火材料层；(4)整个炉底耐火材料沿长度方向呈阶梯状，电炉区部分炉底比熔炼区部分炉底 低，保证渣和铜锍或铜在电炉区完成分离。本实用新型的一种铜镍矿熔炼炉，特别适用于处理半氧化矿和氧化矿，对于处理 硫化矿的中小型冶炼厂提供了一种既能有效减少热损失，炉子热稳定性好，熔炼效率高，逸 散S02少，有效减少单体硫的危害；，并减少生产设施和生产环节、减化开炉程序；有效处理 半氧化矿和氧矿的一种新炉型，使处理该类矿的冶金炉从只有以焦碳为燃料和还原剂高能 耗、高成本的鼓风炉一种选择，变为使用原煤为燃料和还原剂的熔池熔炼，生产成本大大降 低。本实用新型的一种铜镍矿熔炼炉，以原煤或焦粉、天然气为燃料，可以处理各种类 形的铜镍矿。床能力55-100T/m2. d、当以硫化矿为原料时，S02浓度高可达18% -30% ；铜 锍中含铜45-60%可调，当铜锍含铜50-60%时渣含铜0. 5%以下。该炉直接回收率97%。 当以半氧化矿或氧化矿为原料时也产出冰铜或粗铜，渣含铜也可控制0. 5% -0. 6%。
图1为本实用新型的结构示意图。图2为图1的侧视图。图3为图1的侧视图。图4为图1的俯视图。
具体实施方式
一种铜镍矿熔炼炉，其结构包括炉基础1、耐火材料阶梯状炉底2、熔炼区内端墙 砌有耐火材3、熔炼区上部侧、端墙耐火材料4、熔炼区侧墙下部设置两层铜水套5、侧墙铜 水套上设置的通风孔6、位于熔炼区上方的炉顶7、设于炉顶上的加料孔8、位于熔炼区炉顶 一端的上升烟道9、熔炼区端墙水套10、放冰铜(或铜)口 11、熔炼区侧墙上部砌耐火材料 部分设有二次进风孔12、电极13、电炉炉顶14、放渣口 15、电炉区端墙16、安全口 17、观察 □ 18。一种铜镍矿熔炼炉，其结构包括炉基础、耐火材料阶梯状炉底、带有冷却水套的和 由耐火材料砌成的炉体端墙和炉体侧墙、位于炉体侧墙下部冷却水套上和上部耐火材料侧 墙上设有上下两排送风孔、端墙和侧墙顶部盖有复合材料制成炉顶、炉顶上开有加料口 ；在 处于熔炼区和电炉区中间的熔炼区的端墙一端留有烟道；一种铜镍矿熔炼炉整体呈长方形 炉子沿长度方向分二个区域熔炼反应区和电炉区，两部分组成一个整体；熔炼反应区沿高度方向分炉缸区、炉膛区、(包括炉膛上部和炉膛下部)、炉顶；本实用新型的一种铜镍矿熔炼炉电炉区和熔炼反应区连成一体，电炉区采用交流 电加热。熔炼反应区侧墙上设上下两排风口，下排风口置于下层立水套上。生产时，从加料 口送入精矿、熔剂和煤，工作状态下排风口埋入熔池中送入高浓度富氧进行物料和燃料的 化学反应，上排风口置于耐火材料炉侧墙上，工作时送入空气调节产出烟气为氧过剩状态。 电炉区完成渣和铜锍的分离，炉渣和铜锍分别从设于电炉区炉墙上的渣口和铜锍(或铜) 虹吸口放出。其炉缸炉缸外部用钢材做成一个无上壁的上方体箱子，熔炼区的炉缸和电炉区 共同置于方箱内。熔炼区炉缸和电炉区由水套和耐火材料组成的复合拱间隔，复合拱以上 座有熔炼区的烟道下端墙。整个炉底耐火材料长度方向呈阶梯状，电炉区部分炉底比熔炼 区部分炉底低500mm-800mm，保证渣和铜锍(或铜)在电炉区完成分离。整个炉底横截面成反拱状。长度方向上呈阶梯状，从熔炼区炉头端墙底部至台阶 处炉底平面与水平面呈1-3度的夹角，台阶处离开复合拱留有一定距离、保证反应生成的 炉渣和铜锍(或铜)顺利进入电炉区。台阶的高度根据处理矿的多少和金属含量而定。台 阶以下到电炉端墙不留坡度。反拱和复合拱及炉缸两侧墙形成近数平方米的通道，炉渣和冰铜(或铜)由此进 入电炉区进行沉降分离。在电炉区的端墙和侧墙分别设有放渣口、安全口、和放铜锍(或 铜)的虹吸口。炉缸以上为炉堂、炉堂下部四周全用铜水套围成，两侧壁铜水套分上下两段，下段 由数块直立的铜水套组成，每块水套设有统一尺寸的预留孔，特制的风口咀按装于预留孔 内并固定在该水套上，外接三通、支风管、总风管形成完整的炉子供氧系统。上段铜水套由 数量和直立水套相等的斜水套组成。斜水套下沿和直水套上沿相接。单块的直水套和直水套、斜水套和斜水套、直水套和斜水套之间由炉外的钢结构 固定成一个整体，直接座在炉缸侧墙耐火材料上。为了结合紧密炉缸侧墙耐火材料上平铺 了 一层铜水套，立水套座在平水套上。端墙上下呈直立状，内砌耐火材料。斜水套上沿水平面以上称炉膛上部，测墙端墙全部砌耐火材料直到炉盖。炉膛上 部端墙呈直立状。侧墙内表面倾斜，侧墙内表面倾斜，倾斜角度基本和斜水套基本一致(对 水平面夹角75-80度)。炉膛上部两侧侧墙都埋设有若干二次风管。一端端墙上设观察口。炉顶炉顶是由若干块内衬耐火材料的水套组成，水套上开有数个加料孔，炉顶一 端设烟气出口即烟道。烟道和炉顶水套接界处设挡灰水套。电炉区前已述及炉底呈反拱状，在电炉区的端墙和侧墙上分别设有放渣口、安全 口、和虹吸放铜锍(铜)口。其余三面全用耐火材料砌筑。炉顶用衬有耐火材料的水套封 住，水套上留有电极孔和液面测量孔。石墨电极从电极孔中插入熔池中。电极通过把持器、 短网与电源相接。电极的升降调节由倦扬通过钢丝绳完成。本实用新型的一种铜镍矿熔炼炉，电炉区采用交流电加热；熔炼炉反应区侧墙设 上下两排风口。下排风口置于下层立水套上，工作状态埋入熔池送入高浓度富氧进行物料 和燃料的化学反应，上排风口置于耐火材料炉侧墙上，工作时送入低压空气调节产出的烟 气为氧过剩状态。反应完成产出的渣和铜锍进入电炉区完成铜锍和渣的分离，铜锍从铜锍虹吸口排出，炉渣从渣口排出。 生产时，当处理硫化矿时补充少量原煤、焦粉、或天然气为燃料，床能力可达 55-100吨/d，S02浓度18% -30%、日作业率99% 100%。与其它侧吹如白银法和诺兰达 法不同是高浓度富氧送入渣层操作温度高1250°C -1300°C，高温部位依靠水套挂渣，炉寿 命可达2-3年。炉渣Fe304含量3%-4%，因而渣含铜较低。50%-60%冰铜品位时渣含铜 0. 6%以下。该炉直接回收率97%以上。该熔炼炉具有环保、节能、降耗的显著特点。当处理 半氧化矿时加入燃料原煤比例稍高，熔炼产物还是冰铜和炉渣。当处理物料为氧化矿时其 热源全部来源于燃料原煤，燃料率8 % -9 %。熔炼产物是粗铜和炉渣。渣含铜0. 5 % -0. 6 %。
权利要求一种铜镍矿熔炼炉，其结构包括炉基础、耐火材料炉底、带有冷却水套的由耐火火砖和耐火材料砌成的炉体端墙和炉体侧墙、位于墙体上的冷却水套，由炉墙体上设有的通风孔、位于炉体腔体内侧的内端墙、位于内端上部的炉顶、设于炉顶的加料口、位于内端墙一侧上端的烟道；其特征在于(1)整个炉子有熔炼区和电炉区两部分组成一个整体在炉体尾端的内端墙和端墙之间的炉顶上，贯穿固定设有石墨电极；(2)位于熔炼区侧墙体上的冷却水套为两层，冷却水套的上端侧壁为耐火砖墙；在下层冷却水套的墙体上设有通风口，在铜水套的上部的耐火砖墙设有二次风口；(3)两端墙内侧设有耐火材料层；(4)整个炉底耐火材料沿长度方向呈阶梯状，电炉区部分炉底比熔炼区部分炉底低，保证渣和铜锍或铜在电炉区完成分离。
专利摘要一种铜镍矿熔炼炉，涉及一种用于铜镍火法提取铜镍侧吹熔池熔炼炉；其特征在于(1)整个炉子有熔炼区和电炉区两部分组成一个整体在炉体尾端的内端墙和端墙之间的炉顶上，贯穿固定设有石墨电极；(2)位于熔炼区侧墙体上的冷却水套为两层，冷却水套的上端侧壁为耐火砖墙；在下层冷却水套的墙体上设有通风口，在铜水套的上部的耐火砖墙设有二次风口；(3)两端墙内侧设有耐火材料层；(4)整个炉底耐火材料沿长度方向呈阶梯状，电炉区部分炉底比熔炼区部分炉底低。本实用新型特别适用于处理半氧化矿和氧化矿，能有效减少热损失，炉子热稳定性好，熔炼效率高，逸散SO2少，并减少生产设施和生产环节、减化开炉程序；生产成本大大降低。
文档编号F27B19/02GK201561646SQ20092027798
公开日2010年8月25日 申请日期2009年12月18日 优先权日2009年12月18日
发明者王平, 黄俊华, 黄贤盛 申请人:垣曲县华盛冶金技术有限公司