鋅浸出渣揮發(fā)窯用富氧噴嘴的制作方法
【專(zhuān)利摘要】鋅浸出渣揮發(fā)窯用富氧噴嘴，包括中心噴管，中間噴管，窯頭噴管，前支撐板和后支撐板，中心噴管軸線(xiàn)向下傾斜與窯軸線(xiàn)交角0°～10°，中心噴管為吹氧管，中間噴管沿中心噴管外壁面均勻布置，窯頭噴管沿中間噴管外圍均勻布置，窯頭噴管?chē)姵錾淞鞲采w中間噴管，中間噴管?chē)姵錾淞鞲采w中心噴管，中心噴管?chē)姵錾淞髂芰鬟^(guò)窯軸線(xiàn)中點(diǎn)位置。中間噴管和窯頭噴管包括相間布置的鼓風(fēng)管和吹氧管，鼓風(fēng)管和吹氧管呈階梯狀管束置于高速射流低溫區(qū)域，做到長(zhǎng)距離、長(zhǎng)時(shí)間、沿窯軸線(xiàn)同時(shí)噴吹補(bǔ)充富氧空氣。鋅浸出渣大型揮發(fā)回轉(zhuǎn)窯回收鋅鉛金屬可使用本發(fā)明。應(yīng)用表明：使用壽命延長(zhǎng)，勞動(dòng)強(qiáng)度減輕，ZnO回收率高達(dá)95％，生產(chǎn)效率提高，渣含焦低于2％。
【專(zhuān)利說(shuō)明】鋅浸出渣揮發(fā)窯用富氧噴嘴
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】發(fā)明涉及一種適用于揮發(fā)性有色金屬冶煉【技術(shù)領(lǐng)域】使用，特別是鋅濕法冶煉工藝用大型揮發(fā)回轉(zhuǎn)窯裝置、大型底吹/側(cè)吹/頂吹冶煉爐裝置高強(qiáng)度還原氧化冶煉回收鋅浸出渣中鋅鉛等揮發(fā)性有價(jià)金屬，回收處理累年堆積含鉛的鋅浸出渣并解決鉛污染隱患等場(chǎng)所使用。
[0002]【背景技術(shù)】傳統(tǒng)鋅冶煉工藝使用揮發(fā)回轉(zhuǎn)窯(簡(jiǎn)稱(chēng)“揮發(fā)窯”)處理鋅浸出渣來(lái)回收鋅鉛金屬。窯壁轉(zhuǎn)動(dòng)使鋅浸出渣與焦碳粉混合窯料上下翻滾，并從一端翻滾著流向另一端。在此過(guò)程中，窯內(nèi)窯料中和氣相空間接觸的最外層焦粉迅速燃燒成CO，鋅鉛氧化物較好地接觸焦粉和CO后被還原成鋅蒸汽進(jìn)入窯料層上空。氣相空間里焦粉、鋅蒸汽和CO遇氧分子燃燒，使窯溫維持1000°c?1300°C水平。氣相空間燃燒將熱量以輻射傳熱方式傳遞給窯壁，隨著窯體轉(zhuǎn)動(dòng)窯壁將其蓄熱以直接接觸導(dǎo)熱方式傳遞給窯料。
[0003]揮發(fā)窯運(yùn)行需要消耗焦粉和壓縮空氣。焦粉主要作為燃料使用，同時(shí)兼作還原劑，焦粉/鋅浸出渣維持在50%左右，大型回轉(zhuǎn)窯因窯體加長(zhǎng)(從20m延長(zhǎng)到60m左右)原因使配比高達(dá)55%?60%。壓縮空氣用于向窯內(nèi)強(qiáng)制鼓風(fēng)，使窯頭產(chǎn)生負(fù)壓，反應(yīng)帶增長(zhǎng)，并吹起翻動(dòng)窯料。強(qiáng)制鼓風(fēng)要求選擇適合的鼓風(fēng)管擺放位置，以便起到強(qiáng)化生產(chǎn)，穩(wěn)定窯況和提聞生廣效率等作用。
[0004]目前國(guó)內(nèi)企業(yè)采用的鼓風(fēng)管/吹氧管大多為一根細(xì)長(zhǎng)專(zhuān)制鋼管，鋼管入窯段為直噴嘴或漸縮收口后接一段直管型的噴嘴。為適應(yīng)窯長(zhǎng)的需要，鋼管長(zhǎng)達(dá)一二十米以上。壓縮空氣只能從鋼管前端噴嘴高速?lài)姵?，?duì)應(yīng)于鼓風(fēng)管中間及頭部的窯內(nèi)區(qū)域燃燒補(bǔ)氧明顯不足，只能依賴(lài)于人工操作來(lái)回快速拉出伸進(jìn)移動(dòng)鼓風(fēng)管實(shí)現(xiàn)。鼓風(fēng)管人工送入窯內(nèi)后，鼓風(fēng)管前端、中間及尾端即受到1000°c?1300°C高溫窯氣沖刷，加上窯內(nèi)氧分子作用迅速變紅軟化向下彎曲甚至被燒斷，導(dǎo)致鼓風(fēng)管往往是一次性使用。這種簡(jiǎn)易的單根鼓風(fēng)管補(bǔ)充氧化劑氣流方法存在許多缺陷:①壓縮風(fēng)對(duì)窯內(nèi)襯的沖刷磨損加大；②因管徑較小難于堆砌澆注料且澆注料壽命無(wú)法保證，只能通過(guò)外加隔熱套管等方式短時(shí)間保護(hù)，鼓風(fēng)管/吹氧管需要頻繁地更換，日常消耗多；③窯前工人操作勞動(dòng)強(qiáng)度大、技術(shù)要求高，在短短的一二十幾分鐘時(shí)間里需要來(lái)回快速拉出伸進(jìn)鼓風(fēng)管窯內(nèi)反應(yīng)帶短，窯內(nèi)O2及CO分布、還原反應(yīng)吸熱和氧化反應(yīng)放熱分布、窯溫分布不均勻，明顯影響到焦粉利用率和ZnO回收率，大型揮發(fā)窯因窯體長(zhǎng)使得這一缺限極其明顯；⑤反應(yīng)物含氧濃度低于21 %，窯內(nèi)還原氧化反應(yīng)強(qiáng)度低，生產(chǎn)效率低，設(shè)備潛能沒(méi)有得到充分發(fā)揮。統(tǒng)計(jì)表明，隨窯渣排出未燒透的焦占到20%以上，以致于需要考慮窯渣殘留焦回收。
[0005]回轉(zhuǎn)窯頭吹送壓縮空氣或富氧空氣新裝置不多見(jiàn)。論文(盧長(zhǎng)海.揮發(fā)窯處理含鋅浸出渣揮發(fā)率及工藝節(jié)能探究[J].有色礦冶，2011，27 (2):34-37)報(bào)道了拉瓦爾型噴嘴取代傳統(tǒng)直噴嘴或漸縮收口，有利于減少壓縮空氣對(duì)窯襯的沖刷。專(zhuān)利CN103421955 A提到用雙層隔熱套管式氧槍替代傳統(tǒng)單根式噴管吹送富氧空氣。這些均沒(méi)有解決傳統(tǒng)單根鼓風(fēng)管存在的使用壽命短、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、窯內(nèi)流動(dòng)傳熱傳質(zhì)明顯不均勻、渣含焦高及ZnO回收率低等問(wèn)題。能檢索到基于傳統(tǒng)簡(jiǎn)易的單根式專(zhuān)制鋼制噴管吹送壓縮空氣/富氧空氣/氧氣的新方法發(fā)明專(zhuān)利，如專(zhuān)利CN102399995 A、專(zhuān)利CN103421955 A、專(zhuān)利CN101985695A和專(zhuān)利CN102321806 A等，涉及鋅浸出渣揮發(fā)窯、底吹爐或側(cè)吹爐等冶煉爐回收鉛鋅有價(jià)金屬。
[0006]近年來(lái)，由于能源價(jià)格上漲，鋅冶煉企業(yè)的生產(chǎn)成本不斷提高，集成節(jié)能新技術(shù)如富氧燃燒，提高鋅鉛氧化物揮發(fā)率，降低焦粉消耗，提高生產(chǎn)效率，增加企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，已是企業(yè)急需解決的課題。開(kāi)發(fā)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、窯內(nèi)流動(dòng)傳熱還原氧化過(guò)程調(diào)控性好、適合于大型鋅浸出渣揮發(fā)窯使用的鋅浸出渣揮發(fā)窯用富氧噴嘴，具有良好的經(jīng)濟(jì)、節(jié)能環(huán)保和社會(huì)效益。
[0007]
【發(fā)明內(nèi)容】
為了克服傳統(tǒng)簡(jiǎn)易的單根鼓風(fēng)管存在的易燒損使用壽命短，工人操作強(qiáng)度大，窯內(nèi)o2/co、還原氧化反應(yīng)熱交換和窯溫分布及其不均勻，窯內(nèi)流動(dòng)傳熱傳質(zhì)明顯不均勻且沒(méi)有得到合理強(qiáng)化等缺點(diǎn)，發(fā)明公布一種具有“鼓風(fēng)管和吹氧管交叉布置成階梯狀管束、管束布置在高速射流根部及軸線(xiàn)低溫區(qū)域”等結(jié)構(gòu)特征，“長(zhǎng)距離、長(zhǎng)時(shí)間、大速度且沿窯軸線(xiàn)同時(shí)噴吹富氧空氣和壓縮空氣”等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，以滿(mǎn)足鋅浸出渣大型揮發(fā)窯高強(qiáng)度冶煉回收鋅鉛揮發(fā)性有價(jià)金屬需要的鋅浸出渣揮發(fā)窯用富氧噴嘴。
[0008]鋅浸出渣揮發(fā)窯用富氧噴嘴，主要包括中心噴管，中間噴管，窯頭噴管，呈圓板狀的前支撐板和呈圓板狀的后支撐板，后支撐板和前支撐板布置供呈細(xì)長(zhǎng)圓管狀的噴管穿過(guò)且孔徑及位置相同的眾多圓孔，噴管穿過(guò)后支撐板圓孔后，再穿過(guò)前支撐板相應(yīng)位置圓孔，最后從窯頭伸入窯內(nèi)，眾多噴管軸線(xiàn)相互平行，中心噴管軸線(xiàn)在通過(guò)窯軸線(xiàn)的豎直面上且向下傾斜與窯軸線(xiàn)交角0°?10°，中間噴管和窯頭噴管包括相間布置的吹氧管和鼓風(fēng)管，中間噴管沿中心噴管外壁面均勻布置，窯頭噴管沿中間噴管外圍均勻布置，窯頭噴管?chē)娍诰喔G頭內(nèi)端面Omm?50mm，窯頭噴管?chē)姵錾淞髁鬟^(guò)中間噴管?chē)娍谖恢脮r(shí)速度衰減到出口速度的1/(10?20)，中心噴管為一根吹氧管，中間噴管?chē)姵錾淞髁鬟^(guò)中心噴管?chē)娍谖恢脮r(shí)速度衰減到出口速度的1/(10?20)，中心噴管?chē)姵錾淞髁鬟^(guò)1/2窯長(zhǎng)位置時(shí)速度衰減到出口速度的I/ (10?20)，前支撐板和后支撐板固定在窯外支架上并支撐固定眾多噴管，前支撐板阻止環(huán)境空氣從窯頭滲入窯內(nèi)，吹氧管輸送富氧空氣/氧氣，鼓風(fēng)管輸送壓縮空氣。
[0009]鉛鋅等揮發(fā)性有價(jià)金屬冶煉【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是鋅濕法冶煉用鋅浸出渣大型揮發(fā)回轉(zhuǎn)窯、大型底側(cè)頂吹冶煉爐還原氧化高強(qiáng)度回收冶煉鋅浸出渣中鋅鉛等揮發(fā)性有價(jià)金屬，需要回收處理累年堆積含鉛的鋅浸出渣并解決其鉛污染隱患等場(chǎng)所，都可以使用本發(fā)明。
[0010]發(fā)明鉛鋅等揮發(fā)性有價(jià)金屬回收率高、經(jīng)濟(jì)性良好、節(jié)能環(huán)保效益顯著。應(yīng)用本發(fā)明，鋅浸出渣氧化鋅揮發(fā)率高達(dá)95%以上(比傳統(tǒng)工藝提高15%以上)，余熱鍋爐回收的氧化鋅含量高達(dá)60%以上(比傳統(tǒng)工藝提高5-20%以上)鋅鉛等有價(jià)金屬回收效益明顯提高；揮發(fā)窯排出的渣含碳低于2% (比傳統(tǒng)工藝降低18%左右)，混鋅浸出渣用優(yōu)質(zhì)焦粉可以用煙煤或低熱值煤替代。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為鋅浸出渣揮發(fā)窯用富氧噴嘴通過(guò)中心軸線(xiàn)B-B的垂直剖面圖，圖2為鋅浸出渣揮發(fā)窯用富氧噴嘴垂直于中心軸線(xiàn)A-A的垂直剖面圖。I為中心噴管、2為中間噴管、3為窯頭噴管、4為前支撐板,5為后支撐板。

【具體實(shí)施方式】
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[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0013]如附圖1和附圖2所示，鋅浸出渣揮發(fā)窯用富氧噴嘴，主要包括中心噴管1，中間噴管2，窯頭噴管3，呈圓板狀的前支撐板4和呈圓板狀的后支撐板5。后支撐板5和前支撐板4布置孔徑及位置相同的眾多圓孔，圓孔供細(xì)長(zhǎng)圓管狀噴管穿過(guò)。后支撐板5和前支撐板4圓孔以中心圓孔為中心，分內(nèi)外兩圈布置，內(nèi)外兩圈分別呈正多邊形或圓形。后支撐板5和前支撐板4中心圓孔用于固定中心圓管I,內(nèi)圈圓孔用于固定中間噴管2,外圈圓孔用于固定窯頭噴管3。每一根噴管穿過(guò)后支撐板5圓孔后，再穿過(guò)前支撐板4相應(yīng)位置圓孔，最后從窯頭伸入窯內(nèi)。中心噴管I依次穿過(guò)后支撐板5中心圓孔和前支撐板4對(duì)應(yīng)中心圓孔伸進(jìn)揮發(fā)窯內(nèi)，中間噴管2依次穿過(guò)后支撐板5內(nèi)圈圓孔和前支撐板4對(duì)應(yīng)內(nèi)圈圓孔伸進(jìn)揮發(fā)窯內(nèi)，窯頭噴管3依次穿過(guò)后支撐板5外圈圓孔和前支撐板4對(duì)應(yīng)外圈圓孔伸進(jìn)揮發(fā)窯內(nèi)。中心噴管I為一根吹氧管。中間噴管2包括多根吹氧管和鼓風(fēng)管，吹氧管和鼓風(fēng)管相間布置。窯頭噴管3包括多根吹氧管和鼓風(fēng)管，吹氧管和鼓風(fēng)管相間布置。吹氧管及鼓風(fēng)管?chē)娍诳梢詾橹眹娮臁⒒驖u縮收口后接一段直管，也可以是拉瓦爾噴口后接一段直管。在后支撐板5和前支撐板4眾多圓孔作用下，中心噴管1、中間噴管2和窯頭噴管3的眾多噴管軸線(xiàn)相互平行。調(diào)整后支撐板5和前支撐板4位置，能調(diào)節(jié)中心噴管I軸線(xiàn)位置及其與揮發(fā)窯軸線(xiàn)夾角，使得中心噴管I軸線(xiàn)在通過(guò)窯軸線(xiàn)的垂直面上且向下傾斜與窯軸線(xiàn)交角在0°?10°范圍。前支撐板4和后支撐板5固定在窯頭窯外鋼制支架或臺(tái)架上并支撐固定眾多噴管，前支撐板4貼近揮發(fā)窯窯頭外端面布置，起到阻止環(huán)境空氣從窯頭滲入窯內(nèi)。
[0014]中間噴管2眾多噴管沿中心噴管I外壁面均勻布置，窯頭噴管3眾多噴管沿中間噴管2外圍均勻布置。窯頭噴管3噴口位置靠近窯頭內(nèi)端面，中心噴管I噴頭位置靠近窯軸線(xiàn)中點(diǎn)位置，中間噴管2噴口位置在中心噴管I噴口位置和窯頭噴管3噴口位置之間。窯頭噴管3噴口距窯頭內(nèi)端面Omm?50mm，窯頭噴管3噴出射流流過(guò)中間噴管2噴口位置時(shí)速度衰減到出口速度的1/(10?20)，中間噴管2噴出射流流過(guò)中心噴管I噴口位置時(shí)速度衰減到出口速度的1/(10?20)，中心噴管I噴出射流流過(guò)1/2窯長(zhǎng)位置時(shí)速度衰減到出口速度的1/(10?20)。窯頭噴管3噴出的低溫高速射流覆蓋中間噴管2超出窯頭噴管3部分管道外表面，冷卻保護(hù)該部分管道并補(bǔ)充該部分管道所處的窯內(nèi)區(qū)域冶煉所需的氧化劑氣流。中間噴管2噴出的低溫高速射流覆蓋中心噴管I超出中間噴管2部分管道外表面，冷卻保護(hù)該部分管道并補(bǔ)充該部分管道所處的窯內(nèi)區(qū)域冶煉所需的氧化劑氣流。中心噴管I噴出的高速射流補(bǔ)充中心噴管I噴口至窯軸線(xiàn)中點(diǎn)窯內(nèi)區(qū)域冶煉所需的氧化劑氣流。
[0015]鋅浸出渣揮發(fā)窯正常運(yùn)行時(shí)，工業(yè)氧氣或富氧空氣接入后支撐板5吹氧管，壓縮空氣接入后支撐板5鼓風(fēng)管，分別從中心噴管1、中間噴管2和窯頭噴管3各噴口高速?lài)姵觥＿M(jìn)入窯頭噴管3的氣流在窯頭內(nèi)端面附近低溫高速?lài)姵?。低溫高速射流流過(guò)中間噴管2外壁面過(guò)程中，在補(bǔ)充沿途料層還原反應(yīng)和空間氧化反應(yīng)所缺氧分子的同時(shí)冷卻保護(hù)深入窯內(nèi)的中間噴管2，到射流速度衰減到出口速度I/ (10?20)時(shí)對(duì)中間噴管2的冷卻保護(hù)作用不明顯，而此時(shí)射流剛好運(yùn)動(dòng)到中間噴管2伸入窯內(nèi)最遠(yuǎn)端噴口位置。流入中間噴管2的氣流以低溫射流方式高速?lài)姵?。低溫高速射流流過(guò)中心噴管I外壁面過(guò)程中，在補(bǔ)充沿途料層還原反應(yīng)和空間氧化反應(yīng)所缺氧分子的同時(shí)冷卻保護(hù)深入窯內(nèi)的中心噴管1，到射流速度衰減到出口速度1/(10?20)時(shí)對(duì)中心噴管I的冷卻保護(hù)作用不明顯，而此時(shí)射流剛好運(yùn)動(dòng)到中心噴管I伸入窯內(nèi)最遠(yuǎn)端噴口位置。中間噴管2噴口到窯頭內(nèi)端面對(duì)應(yīng)的中心噴管I管道被中間噴管2包圍，同時(shí)也被窯頭噴管3噴出高速低溫射流包圍。流入中心噴管I的氣流以低溫射流方式高速?lài)姵?，為中心噴?噴口至窯軸線(xiàn)中點(diǎn)之間窯內(nèi)料層還原反應(yīng)和空間氧化反應(yīng)所缺氧分子。這樣，伸入窯內(nèi)的眾多噴管集中布置成階梯狀或圓錐狀管束，并且用低溫高速射流包覆管束外圍。通過(guò)高速低溫射流分段順序布置方式，從窯軸線(xiàn)中點(diǎn)至窯頭內(nèi)端面窯內(nèi)各處冶煉反應(yīng)均同時(shí)得到了氧分子補(bǔ)充；伸入窯內(nèi)的所有噴管同時(shí)得到了高速低溫射流的冷卻保護(hù)。中間噴管2和窯頭噴管3的鼓風(fēng)管和吹氧管相間均勻布置、噴口位置臨近、噴出射流速度相近，做到窯內(nèi)較均勻混合富氧空氣/氧氣與壓縮空氣，得到含氧體積濃度21%?30%的混合富氧空氣。
[0016]中心噴管1、中間噴管2和窯頭噴管3噴管向下傾斜與窯軸線(xiàn)交角0°?10°，可以保護(hù)窯內(nèi)襯，強(qiáng)化補(bǔ)充的氧分子和窯內(nèi)氣相空間CO分子快速滲入窯料層內(nèi)，加快窯料層內(nèi)的還原反應(yīng)速度。
[0017]吹氧管輸送0.1MPa?0.4MPa工業(yè)氧氣或0.1MPa?0.4MPa含氧體積濃度21 %?40%膜法富氧空氣，鼓風(fēng)管輸送空壓站產(chǎn)生的0.1MPa?0.4MPa壓縮空氣。窯內(nèi)溫度維持在1000°C?1300°C水平。富氧/純氧空氣噴吹及壓縮空氣鼓入，以窯頭不冒黑煙、能檢查到煙氣含氧成分、負(fù)壓_30Pa?_5Pa為限。
[0018]富氧噴嘴處在窯內(nèi)時(shí)不得切斷富氧噴嘴各噴管氣流供應(yīng)，直到中心噴管I噴口拉出揮發(fā)窯窯頭外端面時(shí)才可切斷氣流供應(yīng)，避免噴管高溫?zé)龘p變形。
[0019]發(fā)明結(jié)構(gòu)特征、技術(shù)特征及帶來(lái)的技術(shù)效果描述如下:
[0020]發(fā)明具有“鼓風(fēng)管和吹氧管相間布置成階梯狀管束、管束布置于高速低溫射流根部及軸線(xiàn)低溫區(qū)域”的結(jié)構(gòu)特征。富氧噴嘴所用的鼓風(fēng)管與吹氧管以中心噴管為中心，分內(nèi)外兩圈呈正多邊形或圓形布置。中間噴管2噴管沿中心噴管I外壁面均勻布置，窯頭噴管3噴管沿中間噴管2外圍均勻布置。從窯頭內(nèi)端面向內(nèi)，先是較近的窯頭噴管3噴口，然后是中間噴管2噴口，最后是最遠(yuǎn)的中心噴管I噴口。窯頭噴管3噴出射流能覆蓋冷卻中間噴管2伸出窯頭噴管3部分管道并補(bǔ)充沿途冶煉反應(yīng)所缺氧分子，中間噴管2噴出射流能覆蓋冷卻中心噴管I伸出中間噴管2部分管道并補(bǔ)充沿途冶煉反應(yīng)所缺氧分子，中心噴管I噴出射流能覆蓋到窯軸線(xiàn)中點(diǎn)位置并補(bǔ)充沿途冶煉反應(yīng)所缺氧分子。這樣，眾多噴管以階梯狀或圓錐狀管束形式出現(xiàn)，三段高速低溫射流串聯(lián)相加冷卻保護(hù)管束。從整體上看，窯軸線(xiàn)中點(diǎn)至窯頭內(nèi)端面窯內(nèi)各處冶煉反應(yīng)同時(shí)得到氧分子補(bǔ)充，伸入窯內(nèi)的所有噴管同時(shí)得到高效冷卻保護(hù)。管束根部窯內(nèi)溫度低，冶煉反應(yīng)所缺氧分子多，自然多布置噴管，有效消除窯軸線(xiàn)中點(diǎn)至窯頭內(nèi)端面區(qū)域窯溫溫差。發(fā)明使用鼓風(fēng)管和吹氧管相間布置的管束，避免傳統(tǒng)工藝和專(zhuān)利CN102399995 A使用單根鼓風(fēng)管/吹氧管快速拉出推進(jìn)操作存在的高勞動(dòng)強(qiáng)度和窯溫極其不均勻問(wèn)題，避免了專(zhuān)利CN103421955 A使用單根雙層套管氧槍方式。發(fā)明鼓風(fēng)管和吹氧管相間混合富氧空氣，避免專(zhuān)利CN102399995 A在窯外專(zhuān)設(shè)混合罐的復(fù)雜設(shè)計(jì)問(wèn)題。
[0021]上述結(jié)構(gòu)特征導(dǎo)致的技術(shù)特征是長(zhǎng)距離、長(zhǎng)時(shí)間、高速度、沿窯軸線(xiàn)同時(shí)噴吹富氧空氣。發(fā)明通過(guò)“窯頭噴管3噴出的高速低溫射流+中間噴管2噴出的高速低溫射流+中心噴管I噴出的高速低溫射流”方式，使得從窯軸線(xiàn)中心到窯頭內(nèi)端面窯內(nèi)區(qū)域等能同時(shí)補(bǔ)充冶煉反應(yīng)所缺氧分子，氧分子能補(bǔ)充到揮發(fā)窯內(nèi)更深更遠(yuǎn)位置，滿(mǎn)足了窯長(zhǎng)從傳統(tǒng)揮發(fā)窯20多米到目前大型揮發(fā)窯50多米發(fā)展的需要；發(fā)明通過(guò)“窯頭噴管3噴出的高速低溫射流冷卻中間噴管2+中間噴管2噴出的高速低溫射流冷卻中心噴管I”方式，有效延長(zhǎng)富氧噴嘴窯內(nèi)停留時(shí)間，做到長(zhǎng)時(shí)間補(bǔ)充富氧空氣；發(fā)明眾多噴管?chē)娍谕瑫r(shí)噴出高速射流，強(qiáng)化了氣相空間反應(yīng)物擴(kuò)散傳質(zhì)過(guò)程，滿(mǎn)足了高效生產(chǎn)所缺的氧分子需要；針對(duì)傳統(tǒng)揮發(fā)窯窯頭區(qū)域溫度低問(wèn)題，在窯頭區(qū)域多布置噴管多補(bǔ)充氧分子，克服了傳統(tǒng)揮發(fā)窯窯溫分布極其不均勻缺陷，窯內(nèi)流動(dòng)傳熱傳質(zhì)冶煉反應(yīng)變均勻，反應(yīng)帶長(zhǎng)度、窯料在高溫強(qiáng)還原性氣氛環(huán)境中停留時(shí)間均延長(zhǎng)；為窯內(nèi)反應(yīng)送入混合富氧空氣，提高了窯溫、反應(yīng)帶溫度和冶煉反應(yīng)速度。
[0022]上述結(jié)構(gòu)特征和技術(shù)特征帶來(lái)的技術(shù)效果是:噴管使用壽命延長(zhǎng)、工人勞動(dòng)強(qiáng)度減輕、ZnO回收率提高、冶煉生產(chǎn)效率提高、渣含焦明顯降低。
[0023]鋅浸出渣大型揮發(fā)回轉(zhuǎn)窯、大型底/側(cè)/頂吹冶煉爐還原氧化高強(qiáng)度冶煉回收鋅鉛有價(jià)金屬，需要回收處理累年堆積含鉛的鋅浸出渣并解決其鉛污染隱患等場(chǎng)所，可以使用本發(fā)明。
[0024]工業(yè)應(yīng)用表明:發(fā)明鉛鋅揮發(fā)性有價(jià)金屬冶煉回收率高、經(jīng)濟(jì)性良好、節(jié)能環(huán)保效益顯著。應(yīng)用本發(fā)明，鋅浸出渣ZnO揮發(fā)率高達(dá)95.5%以上(比傳統(tǒng)工藝提高15%以上)，ZnO含量高達(dá)60 %以上，窯渣含碳低于2 %，鋅浸出渣可配用煙煤或低熱值煤，降低了焦粉外購(gòu)成本。
【權(quán)利要求】
1.鋅浸出渣揮發(fā)窯用富氧噴嘴，主要包括中心噴管(1)，中間噴管(2)，窯頭噴管(3)，呈圓板狀的前支撐板(4)和呈圓板狀的后支撐板(5)，后支撐板(5)和前支撐板(4)布置供呈細(xì)長(zhǎng)圓管狀的噴管穿過(guò)且孔徑及位置相同的眾多圓孔，噴管穿過(guò)后支撐板(5)圓孔后，再穿過(guò)前支撐板(4)相應(yīng)位置圓孔，最后從窯頭伸入窯內(nèi)，眾多噴管軸線(xiàn)相互平行，中心噴管(I)軸線(xiàn)在通過(guò)窯軸線(xiàn)的豎直面上且向下傾斜與窯軸線(xiàn)交角0°?10°，中間噴管(2)和窯頭噴管(3)包括相間布置的吹氧管和鼓風(fēng)管，中間噴管(2)沿中心噴管(I)外壁面均勻布置，窯頭噴管(3)沿中間噴管(2)外圍均勻布置，窯頭噴管(3)噴口距窯頭內(nèi)端面Omm?50mm，窯頭噴管(3)噴出射流流過(guò)中間噴管(2)噴口位置時(shí)速度衰減到出口速度的1/(10?20)，中心噴管(I)為一根吹氧管，中間噴管(2)噴出射流流過(guò)中心噴管(I)噴口位置時(shí)速度衰減到出口速度的1/(10?20)，中心噴管(I)噴出射流流過(guò)1/2窯長(zhǎng)位置時(shí)速度衰減到出口速度的I/(10?20)，前支撐板(4)和后支撐板(5)固定在窯外支架上并支撐固定眾多噴管，前支撐板(4)阻止環(huán)境空氣從窯頭滲入窯內(nèi)，吹氧管輸送富氧空氣/氧氣，鼓風(fēng)管輸送壓縮空氣。
【文檔編號(hào)】C22B19/38GK104232931SQ201410491654
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月24日
【發(fā)明者】許志波, 許文滸, 馬光輝, 汪洋洋, 魯志昂, 艾元方 申請(qǐng)人:株洲火炬工業(yè)爐有限責(zé)任公司