專利名稱：錫渣側(cè)吹熔池熔煉爐冷料直煉煙化揮發(fā)法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種側(cè)吹熔池熔煉物料冷料煙化揮發(fā)直煉的方法，屬于有色冶金冶煉 技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)含金屬渣物料煙化揮發(fā)技術(shù)工藝為首先要將金屬渣料與熔劑配制好混 合物料，壓磚塊風(fēng)干20天左右，然后才能入爐進(jìn)行煙化揮發(fā)熔煉，簡稱“三爐一體”的熔煉 煙化揮發(fā)工藝。該工藝是通過三座冶金爐方式形成三種冶煉工藝，熔煉揮發(fā)過程得通過三 道工藝分段處理同一品種同一批次的物料，整個(gè)過程缺一不可?！叭隣t”即(1)鼓風(fēng)爐工 藝，它是對物料進(jìn)行初次熔化作用；(2)電爐工藝，它是對鼓風(fēng)爐熔化的液渣進(jìn)行保溫和等 待液渣積累，當(dāng)達(dá)到夠一爐吹煉的高溫熔體液料時(shí)，供給吹煉爐——煙化爐；(3)煙化爐工 藝，它是對前兩道工藝熔煉的液渣進(jìn)行最后的吹煉，完成最后的硫化揮發(fā)?！叭隣t一體”有其弊端①工藝流程龐大，復(fù)雜，每一座爐子都配套有燃燒降塵，表 冷降塵，收塵系統(tǒng)和污水凈化，同時(shí)輔助系統(tǒng)煤、電、水工系配套，三座爐子就有三套工藝流 程，三套輔助配套系統(tǒng)；②操作復(fù)雜多樣每套工藝流程是一個(gè)連續(xù)的冶煉作業(yè)體，不能有一 個(gè)工藝出問題，否則必須停止運(yùn)行；③燃料、能源、材料消耗巨大，造成了生產(chǎn)成本增大；④ 投資巨大；⑤龐大的工藝系統(tǒng)環(huán)保條件差給治理帶來困難。⑥鼓風(fēng)爐屬于國家指定淘汰冶 金爐。因此，上述工藝規(guī)模龐大，投資巨大，能耗高，環(huán)保效果差等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種金屬渣物料冷料直煉煙化揮發(fā)技術(shù)法，其投資少，熱利 用率高，熔煉快速，能耗低，節(jié)能減排，環(huán)保效果好，工藝簡單，便于布置，占地面積少，生產(chǎn) 周期短，便于大規(guī)模生產(chǎn)。本發(fā)明的目的可以通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)①將粒度< 25mm的含錫渣料與熔劑按完全反應(yīng)的爐渣硅酸度計(jì)算值配料，攪拌 混勻成爐料；②對側(cè)吹熔池熔煉爐點(diǎn)火開爐，在熔池中產(chǎn)出200 500mm深度的熔體；③爐 料的投料速度與熔化速度相一致，風(fēng)壓控制為0. 5 0. 8Mpa，控制風(fēng)量為1500 2100Nm3/ m2.d，給煤粉量5 12kg/m2. min，熔煉溫度控制為900 1100°C，當(dāng)爐料的熔融層高度為 800 1300mm時(shí)，進(jìn)料停止，將給煤量增加至7 16kg/m2. min,風(fēng)壓為0. 9 1. 3Mpa，風(fēng)量 1800 2700Nm3/m2. d，熔體溫度為1100 1350°C，進(jìn)行強(qiáng)化還原熔煉；④爐膛中按計(jì)算量 在整個(gè)硫化揮發(fā)過程分次加入硫化劑，控制風(fēng)壓為1. 0 1. 3Mpa，風(fēng)量為1800 2700Nm3/ m2. d，煤粉供給量10 16kg/m2. min，揮發(fā)完成后，及時(shí)放掉棄渣，留下200 500mm深度底 料熔體，進(jìn)行下一輪操作。本發(fā)明的技術(shù)方案還包括爐料的投料速度按20 40kg/m2. min勻速投入；含錫渣料為含錫重量百分比1 的冶煉棄渣，選礦棄渣或濕法棄渣；熔劑采用石英石、石灰石的一種或二種，且含石英石量應(yīng)> 40wt%，含石灰石量應(yīng)> 50% ；硫化劑采用黃鐵礦，且含鐵量Fe ^ 35wt%，每次加 入硫化劑的間隔時(shí)間是3 7分鐘；側(cè)吹熔池熔煉爐的爐床能力為16 21噸/m2. d，每爐 次物料重量7 11噸，煤氧混合式噴槍的噴槍口直徑26 35mm。本發(fā)明所述的側(cè)吹熔池熔煉爐的參數(shù)條件為爐床面積為2.7 4. 8m2，爐高 6. 5 8. 7m，處理能力17 21噸/m2.d，噴槍數(shù)量8 20支，噴槍下斜角0° 1°，噴槍 中心距250 330mm。本發(fā)明還原過程的主要化學(xué)反應(yīng)為第一步為Sn02+C= Sn+C02Sn02+2C0 = Sn+2C02Sn02+2C0 = Sn+2C02第二步為3Sn02+4FeS= 4Fe0+3SnS+S02Sn0+S02+3C0 = SnS+3C02SnS+202 = Sn02+S02本發(fā)明與已有技術(shù)相比，由于采用一步法側(cè)吹熔池熔煉有色金屬廢渣物料，所以 投資少，綜合能耗低，物料適應(yīng)性強(qiáng)，減排效果好，棄渣含量< 0. 2%，綜合回收率高，機(jī)械化 程度高，易于操作。主要優(yōu)勢有1、投資少本發(fā)明集約優(yōu)化，把過去三座冶金爐，三套流程完成，簡化為僅用一座單體爐一套 側(cè)吹熔池熔煉爐的流程，占地少，設(shè)施少，設(shè)備少。2、生產(chǎn)周期快本發(fā)明省去了已有技術(shù)金屬渣料與熔劑壓磚塊風(fēng)干和進(jìn)入鼓風(fēng)爐堆碼所需的大 量時(shí)間，從物料的配制到熔煉可以當(dāng)天完成，同比提高生產(chǎn)周期率20倍。3、熱功利用率高本發(fā)明集約優(yōu)化技術(shù)，且把多種熔煉技術(shù)集于一套，將熱能功率直接對熔體產(chǎn)生 最直接、最強(qiáng)烈的燃燒熔煉，翻騰效果好，熔化速度快，熱功效果100%，利用熱功率同比高 十幾倍。4、物料熔煉的適應(yīng)性強(qiáng)本冷料直熔煙化揮發(fā)技術(shù)，它不僅針對一種金屬渣品種物料的處理，只要對熔煉 不同物料的硅酸度加以控制，按不同物料特性，配制不同硅酸度比例物料，都能進(jìn)行正常熔 煉，可實(shí)現(xiàn)一爐多煉。5、節(jié)能降耗優(yōu)勢本發(fā)明工藝流程與已有技術(shù)對比同比少了 2倍(套)；本發(fā)明熱功率利用率可達(dá) 100%，因此，能源原材料消耗大幅下降，同比降耗達(dá)30 40%。6、綜合回收率高，回收率高達(dá)99.8%。7、推廣價(jià)值巨大，冷料直煉煙化揮發(fā)技術(shù)，形成了獨(dú)到的工藝技術(shù)與設(shè)備，推廣潛 力巨大。8、效益顯著，本發(fā)明綜合指標(biāo)均好于同類技術(shù)，從生產(chǎn)的產(chǎn)品看，成本低，附加值 高，供不應(yīng)求，經(jīng)濟(jì)效益好。9、為再生資源的利用回收提供了新的技術(shù)和途徑。
綜上所述，在有色金屬廢渣物料處理方面，冷料直煉煙化揮發(fā)技術(shù)，省去了鼓風(fēng) 爐、電爐工藝，而將不同類型的設(shè)備和冶煉工藝和冶煉技術(shù)融為一體，集約優(yōu)化，一爐多用， 一次性完成了熔煉煙化揮發(fā)的全過程。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)例一含錫渣冷料直煉煙化揮發(fā)1、側(cè)吹熔池熔煉爐設(shè)計(jì)參數(shù)爐床面積2. 7m2，爐體高度6. 5m,處理量16噸/m2. d， 噴槍口直徑35mm，噴槍8支，噴槍傾角為零度，噴槍中心距離330mm，噴槍燃燒率560 1136kg/h，燃料為煙煤粉。2、物料的制備準(zhǔn)備將含錫火法冶煉渣物料和濕法冶煉、低品級、難處理的物料以及其它的含錫物料， 含錫量為1 3 %，熔劑采用石英石含量20 30 %，石灰石含量為30 40 %，按照入爐熔 煉物料要求的硅酸度0. 9 1. 2確定配料的比例，使用機(jī)械將物料進(jìn)行充分混合攪拌，直至 觀察物料達(dá)到均勻，爐料煉前制備已完畢。3、開爐(簡稱點(diǎn)火)在全流程設(shè)備、工藝試車正常后，打開爐體工作門，將木材堆放于爐膛內(nèi)，有序放 置，木材數(shù)量一次為1 1. 5噸，然后在木材的表面澆灑上重油100 200kg/h.爐次，之后 關(guān)閉工作門，點(diǎn)火開始，風(fēng)壓量為0. 03Mpa 0. 5Mpa，風(fēng)量為1500 1800Nm3/h，從投料孔 投入焦炭1 1. 5噸/h，干渣或粒狀物料2 3噸/h，待投入物熔化形成200 500mm深 度的熔體，點(diǎn)火階段工作完成，可以進(jìn)入熔煉還原揮發(fā)階段。4、熔煉操作分步進(jìn)行第一步，進(jìn)行還原熔煉。將配制完成的混合爐料，經(jīng)皮帶運(yùn)輸和直接送入側(cè)吹熔煉 爐內(nèi)，依據(jù)溫度情況，連續(xù)勻速地將物料投入，保持投入與熔化量相等。風(fēng)壓控制在0. 5 0. 8Mpa，風(fēng)量控制1800 2220Nm3/h，給煤量控制6 9kg/m2. min,熔煉溫度控制900 1000°c，隨溫度的強(qiáng)化，爐料不斷地加速熔化，便產(chǎn)生還原反應(yīng)，通過調(diào)控空氣量、給煤量和 速度，從而降低爐內(nèi)熔渣中錫含量，當(dāng)爐料的熔融層高度為800 1300mm時(shí)，進(jìn)料停止。第二步，進(jìn)行硫化吹煉揮發(fā)。為了將還原后的熔體爐渣含錫進(jìn)一步的降低和貧化， 控制風(fēng)壓0. 6 0. 8Mpa，風(fēng)量1800 2IOONmVd,粉煤量為8 10kg/m2. min,熔煉溫度為 1100 1200°C。同時(shí)分批次加入硫化劑(即黃鐵礦)200 300kg/爐次，加入硫化劑的 間隔時(shí)間是3 7分鐘，黃鐵礦中S與爐渣中Sn之比為0. 3 0. 8，使?fàn)t渣中含有的SnO 和Sn以SnS形態(tài)揮發(fā)。SnS很快又被空氣氧化，形成SnO2經(jīng)過收塵系統(tǒng)回收。硫化揮發(fā)過 程操作，可以從三次風(fēng)眼觀察煙氣的反應(yīng)變化，如煙氣變得清透明亮，可取樣分析，當(dāng)渣含 錫百分比< 0. 2%時(shí)，說明吹煉的硫化揮發(fā)全過程已經(jīng)結(jié)束，可以放去棄渣，至爐中熔體剩 200 500mm深度時(shí)，停止放渣。此后，下一爐熔煉還原過程即可開始。本實(shí)施例的指標(biāo)錫直收率彡65%，煙塵率彡13%，棄渣含錫彡0. 2%。在本實(shí)例上述全過程中，除了物料的制備和開爐之外，整個(gè)熔煉還原、揮發(fā)回收過程所需時(shí)間為3 4小時(shí)/爐次。實(shí)例二1、側(cè)吹熔池熔煉爐設(shè)計(jì)參數(shù)爐床面積3. 6m2，爐體高度7. 6m,處理量為18. 5噸 /m2. d，噴槍口直徑30mm，噴槍16支，噴槍傾角為0. 5度，噴槍中心距離300mm，噴槍燃燒率 1120 2272kg/h，燃料為煙煤粉。2、物料的制備準(zhǔn)備將含錫火法冶煉渣物料和濕法冶煉低品級、難處理的物料以及其它的含錫物料， 含錫量為3 5 %，熔劑采用石英石，含量30 40 %，石灰石，含量為40 50 %按入爐熔煉 物料要求的硅酸度0. 9 1. 2確定配料的比例，使用機(jī)械將物料進(jìn)行充分混合攪拌，直至觀 察物料達(dá)到均勻，爐料煉前制備已完畢。3、開爐(簡簡點(diǎn)火)在全流程設(shè)備、工藝試車正常后，打開爐體工作前，將木材堆放于爐膛內(nèi)，有序放 置，木材數(shù)量一次為1 1. 5噸，然后在木材的表面澆灑上重油100 200kg/h爐次，之后 關(guān)閉工作站，占火開始，風(fēng)壓量為0. 03mpa 0. 5mpa，風(fēng)量為1500 1800Nm7h，從投料孔 投入焦炭1 1. 5噸/h，干渣或粒狀物料2 3噸/h，待投入物熔化形成200 500mm濃 度的熔體，點(diǎn)火階段工作完成，可以進(jìn)入熔煉還原揮發(fā)階段。4、熔煉操作分步進(jìn)行第一步，進(jìn)行還原熔煉。將配制好的混合爐料，經(jīng)皮帶運(yùn)輸和直接送入側(cè)吹熔煉 爐內(nèi)，依據(jù)溫度情況，連續(xù)勻速地將物料投入，保持投入與熔化量相等。風(fēng)壓控制在0.8 1. Ompa,風(fēng)量控制1800 2100Nm7h，給煤量控制8 10kg/m2. min,熔煉溫度控制1000 1050°C，隨溫度的強(qiáng)化，爐料不斷地加速熔化，便生產(chǎn)還原反應(yīng)，通過調(diào)控空氣量，給煤量和 速度，從而降低爐內(nèi)熔燒中的含錫量，當(dāng)爐料的熔融層高度為900 1300mm時(shí)，進(jìn)料停止。第二步，進(jìn)行硫化吹煉揮發(fā)。為了將還原后的熔體爐渣含錫進(jìn)一步的降低和貧化， 控制風(fēng)壓0. 9 1. 15mpa,風(fēng)量2100 2400Nm3/d，粉煤量為10 13kg/m2. min,熔溫度為 1150 1250°C。同時(shí)分批次加入硫化劑(即黃鐵礦)300 400kg/爐次，加入硫劑的間隔 時(shí)間3 7分鐘，黃鐵礦中S與爐渣中Sn之比為0. 3 0. 6，使?fàn)t渣中含有的SnO和SnS 形態(tài)揮發(fā)。SnS很快又被空氣氧化，形成SnO2經(jīng)過收塵系統(tǒng)回收。硫化揮發(fā)過程可以從三 次風(fēng)眼觀察煙氣的反應(yīng)變化，如煙氣變得清透明亮呆以取樣分析，當(dāng)渣含錫百分比< 0. 2% 時(shí)，說明吹煉的硫化揮發(fā)全過程已經(jīng)結(jié)束，可以放光棄渣，至爐中熔體剩200 500mm深度 時(shí)，停止放渣。此后，下一爐溶煉爐還原過程即可開始。本實(shí)施例的指標(biāo)錫直收率彡70%，煙塵率彡11%，棄渣含錫彡0. 2%。在本實(shí)例上述合過程中，除了物料制備和開爐之外，整個(gè)熔煉還原，揮發(fā)回收過程 所需時(shí)間為3. 5 4. 5小時(shí)/爐次。實(shí)例三1、側(cè)吹熔池熔煉爐設(shè)計(jì)參數(shù)爐床面積4. 8m2，爐體高度8. 7m,處理量21噸/m2. d， 噴槍口直徑26mm，噴槍20支，噴槍傾角為1. 0度，噴槍中心距離250mm，噴槍燃燒率1400 2840kg/h，燃料為煙煤粉。2、物料的制備準(zhǔn)備將含錫火法冶煉渣物料和濕法冶煉，低品級、難處理的物料以及其它的含錫物料，含錫量為5 7 %，熔劑采用石英石含量40 50 %，石灰石含量為50 60 %，按入爐熔煉 物料要求的硅酸度0. 9 1. 2確定配料比例，使用機(jī)械將物料進(jìn)行充分混合攪拌，直至觀察 物料達(dá)到均勻，爐料煉前制備已完畢。3、開爐(簡稱點(diǎn)火)在全流程設(shè)備、工藝試車正常后，打開爐體工作門，將木材堆放于爐膛內(nèi)，加序放 置，木材數(shù)量一次為1 1. 5噸，然后在木材表面澆灑上重油100 200kg/h爐次，之后關(guān) 閉工作門，點(diǎn)火開始，風(fēng)壓量為0. 3Mpa 0. 5mpa，風(fēng)量為1500 1800Nm3/h，從投料孔投入 焦炭1 1. 5噸/h，干渣或粒狀物料2 3噸/h，待投入物熔化形成200 500mm深度的 熔體，點(diǎn)火階段工作完成，可以進(jìn)入熔煉還原揮發(fā)階段。4、熔煉操作分步進(jìn)行第一步，進(jìn)行還原熔煉。將配制完成的混合爐料，經(jīng)皮帶動(dòng)輸和直接選入側(cè)吹 熔煉爐內(nèi)，依據(jù)溫度情況，連續(xù)勻速地將物料投入，保持投入量與熔化量相等。風(fēng)壓控制 在0. 9 1. IMpa,風(fēng)量控制1800 2IOONmVh,給煤量控制10 12kg/m2. min,熔煉溫度 1050 IlOiTC，隨溫度的強(qiáng)化，爐料不斷地加速熔化，使產(chǎn)生還原反應(yīng)，通過調(diào)控空氣量， 給煤量和速度，從而降低爐內(nèi)熔渣中含錫量，當(dāng)爐料的熔融層高度為800 1300mm時(shí)，進(jìn)料 停止。第二步，進(jìn)行硫化吹煉揮發(fā)。為了將還原后的熔體爐渣進(jìn)一步降低和貧化，控制風(fēng) 壓1 1. 3Mpa/風(fēng)量2400 2700Nm3/d，粉煤量為13 16kg/爐次，加入硫化劑的間隔時(shí) 間3 7分鐘，黃鐵礦中S與爐渣中Sn之比為0. 3 0. 4，使?fàn)t渣中含有的SnO和Sn以SnS 形態(tài)揮發(fā)。SnS很快又被空氣氧化，形成成SnO2經(jīng)過收塵系統(tǒng)回收。硫化揮發(fā)過程操作， 可以從三次風(fēng)眼觀察煙氣的反應(yīng)變化，如煙氣變得清透明亮，可以取樣分析，當(dāng)渣含錫百分 比< 0. 2%時(shí)，說明吹煉的硫化揮發(fā)全過程已經(jīng)結(jié)束，可以放去棄渣，至爐中熔體剩200 500mm深度時(shí)，停止放渣。此后，下一爐熔煉還原過程即可開始。本實(shí)施例的指標(biāo)錫直收率75%，煙塵率< 10%，棄渣含錫< 0.2%。在本實(shí)例上述全過程中，除了物料的制備和開爐之外，整個(gè)熔煉還原、揮發(fā)回收過 程所需時(shí)間為4 5小時(shí)/爐次。
權(quán)利要求
一種錫渣側(cè)吹熔池熔煉爐冷料直煉煙化揮發(fā)法，其特征在于按以下步驟完成①將粒度＜25mm的含錫渣料與熔劑按完全反應(yīng)的爐渣硅酸度計(jì)算值配料，攪拌混勻成爐料；②對側(cè)吹熔池熔煉爐點(diǎn)火開爐，在熔池中產(chǎn)出200～500mm深度的熔體；③爐料的投料速度與熔化速度相一致，風(fēng)壓控制為0.5～0.8Mpa，控制風(fēng)量為1500～2100Nm3/m2.d，給煤粉量5～12kg/m2.min，熔煉溫度控制為900～1100℃，當(dāng)爐料的熔融層高度為800～1300mm時(shí)，進(jìn)料停止，將給煤量增加至7～16kg/m2.min，風(fēng)壓為0.9～1.3Mpa，風(fēng)量1800～2700Nm3/m2.d，熔體溫度為1100～1350℃，進(jìn)行強(qiáng)化還原熔煉；④爐膛中按計(jì)算量在整個(gè)硫化揮發(fā)過程分次加入硫化劑，控制風(fēng)壓為1.0～1.3Mpa，風(fēng)量為1800～2700Nm3/m2.d，煤粉供給量10～16kg/m2.min，揮發(fā)完成后，及時(shí)放掉棄渣，留下200～500mm深度底料熔體，進(jìn)行下一輪操作。
2.按權(quán)利要求1所述的錫渣側(cè)吹熔池熔煉爐冷料直煉煙化揮發(fā)法，其特征是爐料的 投料速度按20 40kg/m2.min勻速投入；含錫渣料為含錫重量百分比1 7%的冶煉棄渣， 選礦棄渣或濕法棄渣；熔劑采用石英石、石灰石的一種或二種，且含石英石量應(yīng)> 40wt%, 含石灰石量應(yīng)> 50% ；硫化劑采用黃鐵礦，且含鐵量Fe ^ 35wt%，每次加入硫化劑的間隔 時(shí)間是3 7分鐘；側(cè)吹熔池熔煉爐的爐床能力為16 21噸/m2. d，每爐次物料重量7 11噸，煤氧混合式噴槍的噴槍口直徑26 35mm。
3.按權(quán)利要求2所述的錫渣側(cè)吹熔池熔煉爐冷料直煉煙化揮發(fā)法，其特征是側(cè)吹熔 池熔煉爐的爐床面積為2. 7 4. 8m2，爐高6. 5 8. 7m,處理能力17 21噸/m2. d，噴槍數(shù) 量8 20支，噴槍下斜角0° 1°，噴槍中心距250 330mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種側(cè)吹熔池熔煉物料冷料煙化揮發(fā)直煉的方法，屬于有色冶金冶煉技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的工藝步驟是①將破碎的含金屬渣料與熔劑按完全反應(yīng)的爐渣硅酸度計(jì)算值配料，攪拌混勻成爐料；②對側(cè)吹熔池熔煉爐點(diǎn)火開爐，在熔池中產(chǎn)出200～500mm深度的熔體；③爐料的投料速度與熔化速度相一致，控制風(fēng)壓、風(fēng)量、給煤粉量和熔煉溫度，進(jìn)行還原熔煉，熔融層高度為800～1300mm時(shí)，停止進(jìn)料，進(jìn)一步強(qiáng)化還原熔煉；④按計(jì)算量分次加入硫化劑，控制風(fēng)壓、風(fēng)量和給煤粉量，進(jìn)行硫化揮發(fā)，排放棄渣，留下200～500mm深度的底料熔體，進(jìn)行下一輪操作。本發(fā)明其投資少，熱利用率高，熔煉快速，能耗低，占地面積少，生產(chǎn)周期短，便于大規(guī)模生產(chǎn)。
文檔編號C22B5/16GK101906540SQ20101023264
公開日2010年12月8日 申請日期2010年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
發(fā)明者楊龍安, 楊龍祥 申請人:楊龍安;楊龍祥