一种炉结渣的清洗方法与流程

本申请涉及有色金属冶金
技术领域：
，特别是涉及一种炉结渣的清洗方法。
背景技术：
：在有色金属冶金、有色金属资源综合利用过程、危废处置等行业中，各种熔炼炉用于铜、铅、锌等矿石和金属材料处理，常见的类型有鼓风炉、反射炉、底吹炉、侧吹炉、熔炼转炉、电炉。熔炼炉在工作一段时间后，在炉膛内的四周会逐渐形成炉结渣，并不断增厚，炉结渣不仅影响床能率(在金属冶炼过程中，熔炼炉单位炉床面积在24小时内处理的物料量)，使得熔炼炉的处理能力下降，生产效率降低。严重的情形，还会堵塞炉膛，造成“死炉”。现有技术中对炉结渣的清理方法，主要采用停炉后，使用风镐强行破坏炉结渣，人工将炉结渣转运出去。这种方法不仅造成较高的停炉费用，而且炉结渣的存在使得熔炼炉的生产效率降低，且去除炉结渣的操作难度大。技术实现要素：为了解决目前炉结渣清理方法中清理成本高、操作难度大的问题，本申请公开了一种炉结渣的清洗方法，包括：一种炉结渣的清洗方法，应用于清洗包括二氧化硅、氧化钙、氧化铁、氧化镁的炉结渣，包括：将炉结渣清洗剂加入熔炼炉内，使所述炉结渣清洗剂与所述炉结渣在1050～1350℃下反应预设时间，以使所述炉结渣能够从所述熔炼炉内壁脱落，所述炉结渣清洗剂包括无水硼砂、萤石和碳酸钠。可选的，所述预设时间为1-6h。可选的，无水硼砂与炉结渣的质量比为0.01-0.1。可选的，萤石与氧化镁的质量比为1-5。可选的，碳酸钠与二氧化硅的质量比为0.2-1。可选的，所述将炉结渣清洗剂加入熔炼炉内，具体为：将所述炉结渣清洗剂采用耐高温的导料管，从炉膛四周加入。可选的，所述炉结渣从所述熔炼炉内壁脱落后，从出渣口排出。可选的，所述炉结渣从所述熔炼炉内壁脱落后，与炉渣一起从出渣口排出。可选的，所述炉结渣清洗剂还包括硝酸钠，硝酸钠与炉结渣的质量比为0.01-0.05。可选的，所述炉结渣还包括氧化铝，所述炉结渣清洗剂还包括氟硅酸钠，氟硅酸钠与氧化铝的质量比为1-5。可选的，还包括所述将炉结渣清洗剂加入熔炼炉内之前将炉结渣清洗剂各组分混合均匀。可选的，还包括所述炉结渣清洗剂依次加入熔炼炉。与现有技术相比，本申请包括以下优点：首先，本申请通过在熔炼炉中加入炉结渣清洗剂使炉结渣从熔炼炉内壁脱落后，与熔炼炉内的炉渣一起从出渣口排出。这种清理方式不需要停炉，从而保证了生产的稳定运行，进而大大降低了炉结渣的处理成本。其次，炉结渣的减少使得单位时间内熔炼炉的处理能力提升，从而提高了熔炼炉的工作效率。另外，本申请对炉结渣的清理对较薄的炉结渣也能很好的处理，因此清理效率更高。最后，本申请的清理方法无需采用人工转运，所以劳动强度低、简化了操作过程。附图说明图1是本申请的一种炉结渣的清洗方法实施例的流程图。具体实施方式为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。在火法冶金行业中，炉结渣的成分一般包括氧化钙(cao)、一氧化铁(feo)、氧化镁(mgo)、二氧化硅(sio2)、三氧化二铁(fe2o3)、四氧化三铁(fe3o4)、合金等，有的炉结渣还包括氧化铝(al2o3)。其中，炉结渣中的以上组分的熔点除一氧化铁以外，其余的组分都高于熔炼炉的最高温度(炉内最高温度小于1450℃)，例如，氧化钙的熔点为2570℃、二氧化硅的熔点为1710℃、氧化镁的熔点为2800℃。所以，本申请的技术方案使炉结渣中的以上组分与炉结渣清洗剂中的各组分发生反应，将炉结渣中的氧化物生成低熔点物质，从而使炉结渣从熔炼炉的内壁脱落，进一步进入炉渣中，待反应结束后，与熔炼炉内的炉渣一起从出渣口排出，从而达到清理炉结渣的目的。本申请公开了一种炉结渣的清洗方法，如图1所示，所述方法包括：步骤101：将炉结渣清洗剂加入熔炼炉内，所述炉结渣清洗剂包括无水硼砂、萤石、碳酸钠。在步骤101中，炉结渣清洗剂的各组分可以根据入炉炉料的种类，初步判断炉结渣的组分，根据炉结渣的组分，调配炉结渣清洗剂的组分和比例。其中，炉结渣清洗剂中的无水硼砂(na2b4o7)的熔点为740℃，其分解温度高达1573℃，在高温状态非常稳定。具有溶解金属氧化物的能力，可以和炉结渣表面的金属氧化物(例如，氧化钙、一氧化铁、氧化镁、二氧化硅、三氧化二铁、四氧化三铁、氧化铝等)发生反应，逐步“浸蚀”炉结渣。因此，无水硼砂对炉结渣中的大部分氧化物都起作用。无水硼砂的用量和熔炼炉内炉结渣的含量有关，在优选的实施例中，无水硼砂与炉结渣的质量比为0.01-0.1。炉结渣清洗剂中的萤石(caf2)熔融后发生电离，生产钙离子和氟离子，可发生如下反应：caf2+mgo→mgf2+cao上述反应将高熔点的氧化镁(2800℃)，反应生成低熔点的氟化镁(1261℃)，从而可以从熔炼炉的内壁脱落，进入熔融的炉渣中。萤石的用量和炉结渣中氧化镁的含量有关，在优选的实施例中，萤石与氧化镁的质量比为1-5。炉结渣清洗剂中碳酸钠熔点为856℃，但是碳酸钠对二氧化硅溶解性能较差，加入萤石后，萤石溶解在液体碳酸钠里面，可以促进二氧化硅的溶解。二氧化硅和碳酸钠可发生如下反应：sio2+na2co3＝na2sio3+co2上述反应可将高熔点的二氧化硅(2950℃)，生成低熔点的硅酸钠(1089℃)，从而可以从熔炼炉的内壁脱落，进入熔融的炉渣中。碳酸钠的用量和炉结渣中二氧化硅的含量有关，在优选的实施例中，碳酸钠与二氧化硅的质量比为0.2-1。可选的，当炉结渣的组分包括氧化铝时，在炉结渣清洗剂中可以加入一定量的氟硅酸钠(na2sif6)，氟硅酸钠可以和炉结渣发生反应，放出氟气，吸附并溶解炉结渣中的铝，形成粘度降低的易于剥离的胶状物，清理效果好。氟硅酸钠的用量和炉结渣中氧化铝的含量有关，在优选的实施例中，氟硅酸钠与氧化铝的质量比为1-5。可选的，根据熔炼炉内的温度，可在炉结渣清洗剂中可以加入一定量的硝酸钠。足够高的温度不仅可以使炉结渣与炉结渣清洗剂的在较高的反应速率下反应，而且是炉结渣从熔炼炉内壁脱落的必要条件。硝酸钠加入后，可以与炉结渣中的氧化物发生反应，放出大量的热，可以使炉结渣快速升温至1200℃。因此，炉结渣清洗剂是否包含硝酸钠可根据熔炼炉的炉况选择，如果相应的熔炼炉内的温度较低，如炉内温度为1050℃、1100℃、1150℃时，为了使得炉结渣清洗剂与炉结渣的反应温度升高，提高反应的效率，同时使炉结渣从熔炼炉的内壁脱落，可以在炉结渣清洗剂中加入一定量的硝酸钠。如果熔炼炉内温度较高，例如，炉内的温度接近或超过1200℃时，炉结渣清洗剂可不加入硝酸钠。另外，在炉结渣清洗剂中加入硝酸钠的情况下，硝酸钠实际的用量可参考炉结渣的严重程度，如果熔炼炉内的炉结渣较多，可适当的加大硝酸钠的用量，在优选的实施例中，硝酸钠与炉结渣的质量比为0.01-0.05。可选的，炉结渣清洗剂采用耐高温的导料管，从炉膛四周加入。传统的向熔炼炉内加料的方式是将清洗剂直接从熔炼炉的加料口加入到炉膛的中心位置，待清洗剂融化后进一步扩散到整个熔炼炉内。采用这种方式加料，炉结渣清洗剂加入熔炼炉内之后，大部分会直接进入炉渣中，参与和炉结渣反应的只占一小部分。而采用耐高温的导料管，从炉膛四周加入炉结渣清洗剂的加料方式则可解决传统加料方式存在的问题，从炉膛四周加入的炉结渣清洗剂可以充分的与熔炼炉内的炉结渣发生反应，从而可以节省炉结渣清洗剂，提高炉结渣清洗的效率。可选的，炉结渣清洗剂加入熔炼炉内的方式可以包含两种，一种是将炉结渣清洗剂的各组分按照预定的比例混合均匀后，一次性的加入熔炼炉。另一种方式是将各组分按照预定的比例分别依次加入熔炼炉内，各组分依次加入的顺序不受限制。步骤102：所述炉结渣与所述炉结渣清洗剂在1050～1350℃下反应预设时间，以使炉结渣能够从熔炼炉的内壁脱落。炉结渣与炉结渣清洗剂的反应时间可根据熔炼炉内炉结渣的严重程度进行调节，可选的，炉结渣清洗剂在熔炼炉内1050～1350℃下的反应时间为1-6h。反应结束后，从熔炼炉内壁脱落的炉结渣进入炉渣中，与熔炼炉内的炉渣一起从渣口排出。在具体实施时，本申请可以针对含有二氧化硅、氧化钙、氧化铁、氧化镁的各种炉结渣，根据熔炼炉的不同工艺条件，炉结渣的成分和各成分的含量都会有所不同，本申请不作具体限制。下表1和表2所示的为某厂的两种炉结渣各组分具体含量，以下的实施例将针对表1或表2的炉结渣具体的对炉结渣的清洗方法进行说明。表1组分sio2caofeofe2o3mgo重金属其它含量(％)25301510569表2组分sio2caofeoal2o3mgo重金属其它含量(％)25301510569实施例1以针对1000kg的表1所示的炉结渣为例，称取10kg的无水硼砂、250kg的萤石、50kg的碳酸钠，将三种组分混合均匀后，从熔炼炉的加料口加入到熔炼炉内。炉结渣与炉结渣清洗剂在1350℃下反应1h。经过炉结渣清洗剂的清理，熔炼炉内的炉结渣可以降低30％。实施例2以针对1000kg的表1所示的炉结渣为例，称取10kg的无水硼砂、250kg的萤石、50kg的碳酸钠，将三种组分混合均匀后，采用耐高温的导料管，从炉膛四周将炉结渣清洗剂加入到熔炼炉内，炉结渣与炉结渣清洗剂在1350℃下反应1h。反应结束后，从熔炼炉内壁脱落的炉结渣进入炉渣中，与熔炼炉内的炉渣一起从出渣口排出。经过炉结渣清洗剂的清理，熔炼炉内的炉结渣可以降低60％。从实施例2和实施例1的炉结渣清理方法，除了炉结渣清洗剂的加料方式不同，其它操作条件均相同。一种采用传统的加料口加料，一种则采用耐高温导料管，从炉膛四周加入熔炼炉。炉结渣的清理结果显示，采用从炉膛四周加入炉结渣清洗剂的方式能大幅提高炉结渣清理的效率，得到较好的清理效果。实施例3以针对1000kg的表1所示的炉结渣为例，称取60kg的无水硼砂、50kg的萤石、250kg的碳酸钠，将三种组分混合均匀后，采用耐高温的导料管，从炉膛四周将炉结渣清洗剂加入到熔炼炉内。炉结渣与炉结渣清洗剂在1250℃下反应6h。反应结束后，从熔炼炉内壁脱落的炉结渣进入炉渣中，与熔炼炉内的炉渣一起从出渣口排出。经过炉结渣清洗剂的清理，熔炼炉内的炉结渣可以降低86％。实施例4以针对1000kg的表1所示的炉结渣为例，称取60kg的无水硼砂、50kg的萤石、250kg的碳酸钠。采用耐高温的导料管，将三种组分依次从炉膛四周将炉结渣清洗剂加入到熔炼炉内，三种组分的加入顺序不受限制。炉结渣与炉结渣清洗剂在1250℃下反应6h。反应结束后，从熔炼炉内壁脱落的炉结渣进入炉渣中，与熔炼炉内的炉渣一起从出渣口排出。经过炉结渣清洗剂的清理，熔炼炉内的炉结渣可以降低85％。而三种组分加入的先后顺序对炉结渣的清理效率没有影响。实施例4和实施例3的炉结渣清理方法的不同在于，一种先将清洗剂的几种组分混合后加入熔炼炉，一种则将各组分依次加入熔炼炉内，其它操作条件均相同。最终炉结渣的清理结果显示，炉结渣清洗剂是混合均匀后加入熔炼炉还是将几种组分依次加入熔炼炉，基本不会影响最终炉结渣的清理效率。实施例5以针对1000kg的表1所示的炉结渣为例，称取100kg的无水硼砂、150kg的萤石、100kg的碳酸钠，采用耐高温的导料管，将三种组分依次从炉膛四周将炉结渣清洗剂加入到熔炼炉内。炉结渣与炉结渣清洗剂在1200℃下反应3h。反应结束后，从熔炼炉内壁脱落的炉结渣进入炉渣中，与熔炼炉内的炉渣一起从出渣口排出。经过炉结渣清洗剂的清理，熔炼炉内的炉结渣可以降低65％。实施例6以针对1000kg的表1所示的炉结渣为例，称取80kg的无水硼砂、100kg的萤石、200kg的碳酸钠、10kg的硝酸钠，将四种组分混合均匀后，采用耐高温的导料管，从炉膛四周将炉结渣清洗剂加入到熔炼炉内。炉结渣与炉结渣清洗剂在1150℃下反应4h。反应结束后，从熔炼炉内壁脱落的炉结渣进入炉渣中，与熔炼炉内的炉渣一起从出渣口排出。经过炉结渣清洗剂的清理，熔炼炉内的炉结渣可以降低74％。实施例7以针对1000kg的表2所示的炉结渣为例，称取30kg的无水硼砂、200kg的萤石、150kg的碳酸钠、50kg的硝酸钠、100kg的氟硅酸钠，将五种组分混合均匀后，采用耐高温的导料管，从炉膛四周将炉结渣清洗剂加入到熔炼炉内。炉结渣与炉结渣清洗剂在1050℃下反应6h。反应结束后，从熔炼炉内壁脱落的炉结渣进入炉渣中，与熔炼炉内的炉渣一起从出渣口排出。经过炉结渣清洗剂的清理，熔炼炉内的炉结渣可以降低82％。实施例8以针对1000kg的表2所示的炉结渣为例，称取70kg的无水硼砂、120kg的萤石、150kg的碳酸钠、30kg的硝酸钠、500kg的氟硅酸钠，将五种组分混合均匀后，采用耐高温的导料管，从炉膛四周将炉结渣清洗剂加入到熔炼炉内。炉结渣与炉结渣清洗剂在1100℃下反应4h。反应结束后，从熔炼炉内壁脱落的炉结渣进入炉渣中，与熔炼炉内的炉渣一起从出渣口排出。经过炉结渣清洗剂的清理，熔炼炉内的炉结渣可以降低80％。实施例9以针对1000kg的表2所示的炉结渣为例，称取100kg的无水硼砂、120kg的萤石、150kg的碳酸钠、300kg的氟硅酸钠，采用耐高温的导料管，将四种组分依次从炉膛四周将炉结渣清洗剂加入到熔炼炉内。炉结渣与炉结渣清洗剂在1300℃下反应5h。反应结束后，从熔炼炉内壁脱落的炉结渣进入炉渣中，与熔炼炉内的炉渣一起从出渣口排出。经过炉结渣清洗剂的清理，熔炼炉内的炉结渣可以降低85％。根据上述实施例的结果可以得出，采用本申请所述的炉结渣清洗方法，包括炉结渣清洗剂的组分构成、以及炉结渣清洗剂的加料方式，炉结渣可以得到很好的清理，炉结渣清理后可以降低60％-85％，且整个过程不需要停炉。既节省了停炉产生的费用，又可以大幅提高熔炼炉的单位时间单位面积的处理能力，从而整体上提高熔炼炉的工作效率。另外，本申请的炉结渣清理方法避免了繁重的人工清理劳动，所以降低了劳动强度、简化了操作过程。需要说明的是，对于前述的方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本申请所必需的。本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。本领域技术人员易于想到的是：上述各个实施例的任意组合应用都是可行的，故上述各个实施例之间的任意组合都是本申请的实施方案，但是由于篇幅限制，本说明书在此就不一一详述了。尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。以上对本申请所提供的一种炉结渣的清洗方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。当前第1页12