串聯(lián)閃速爐及冶煉方法
【專利摘要】一種串聯(lián)閃速爐，包括上反應(yīng)體(5)和下反應(yīng)體(1)及連接兩者的連接通道(7)，所述上反應(yīng)體(5)位于所述下反應(yīng)體(1)的上部，形成串聯(lián)式結(jié)構(gòu)，所述下反應(yīng)體(1)下部設(shè)有至少一個(gè)熔池(2)；所述閃速爐還包括用于排出煙氣的上升煙道(3)，所述上升煙道(3)通過(guò)所述熔池(2)與所述下反應(yīng)體(1)相連通，各所述熔池(2)上均設(shè)有排渣口。本發(fā)明所述的串聯(lián)閃速爐通過(guò)上反應(yīng)體為下反應(yīng)體提供熱量和還原氣氛，實(shí)現(xiàn)金屬氧化礦的礦粉在下反應(yīng)體快速的還原熔煉。
【專利說(shuō)明】
串聯(lián)閃速妒及冶煉方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域，尤其是設(shè)及一種串聯(lián)閃速爐及冶煉方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 閃速冶金從發(fā)明到現(xiàn)在，只用于金屬硫化礦的冶煉，主要原因是現(xiàn)有的閃速爐只 擁有一個(gè)反應(yīng)空間，且為微負(fù)壓環(huán)境，在該空間內(nèi)可進(jìn)行氣固或氣液間的氧化反應(yīng)或弱還 原反應(yīng)，但無(wú)法制造強(qiáng)還原氣氛進(jìn)行快速有效的還原反應(yīng)，例如，利用閃速爐微負(fù)壓的單反 應(yīng)空間無(wú)法制造出有效還原氣（CO+也)體積比超過(guò)73%的還原氣體，因而無(wú)法保證金屬氧 化物在懸浮態(tài)下基本完成還原。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種串聯(lián)閃速爐，W解決現(xiàn)有閃速爐空間直接制造還 原氣體效率低、有效成分濃度低，而從外部引入還原氣體成本高、危險(xiǎn)大等問(wèn)題。
[0004] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是運(yùn)樣實(shí)現(xiàn)的：
[0005] -種串聯(lián)閃速爐，包括上反應(yīng)體5、下反應(yīng)體1及連通兩者的連接通道7,所述上反 應(yīng)體5位于所述下反應(yīng)體1的上部，形成串聯(lián)式結(jié)構(gòu)，所述下反應(yīng)體1下部設(shè)有至少一個(gè)烙池 2;所述閃速爐還包括用于排出煙氣的上升煙道3,所述上升煙道3通過(guò)所述烙池2與所述下 反應(yīng)體1相連通，各所述烙池2上均設(shè)有排渣口。通過(guò)向上反應(yīng)體5噴入含氧氣體（空氣，氧 氣一空氣混合物或者工藝氧)及氣化劑如:煤粉、水煤漿、水蒸氣、天然氣、燃油、甲燒，為閃 速爐下反應(yīng)體1制造還原氣體(CO+也），同時(shí)為下反應(yīng)體1提供熱量。上反應(yīng)體5內(nèi)的氣壓可 W大于或等于下反應(yīng)體1的壓強(qiáng)，優(yōu)選高壓條件，通過(guò)構(gòu)建一個(gè)獨(dú)立的高溫高壓氣化空間， 使氣化劑能夠很好的氣化，從而提高有效還原氣（CO+也）的濃度。上反應(yīng)體5的壓強(qiáng)可W通 過(guò)調(diào)節(jié)連接通道7的內(nèi)寬及單位時(shí)間噴入含氧氣體及氣化劑的量來(lái)進(jìn)行控制。本發(fā)明所述 的串聯(lián)閃速爐結(jié)構(gòu)緊湊，可直接通過(guò)上反應(yīng)體5向下反應(yīng)體1提供冶煉所需要的熱量和還原 氣氛，相對(duì)于目前現(xiàn)有的一些將尾氣重整后再返回作為冶煉氣體的冶煉工藝，避免了高溫 氣體在長(zhǎng)距離輸運(yùn)過(guò)程中的熱量損失及對(duì)傳輸管道的損耗(IOOCTC W上的高溫尾氣的輸送 對(duì)管道材料的要求較高，管道成本高、壽命短）；同時(shí)，由于不需要附屬設(shè)備（如尾氣裂化轉(zhuǎn) 化設(shè)備、氣體加壓輸送設(shè)備等），大大降低了一次性投資，也使整套設(shè)備的故障率大大的降 低，從而降低了設(shè)備成本與維修成本;此外，本發(fā)明所述上反應(yīng)體5造氣原理簡(jiǎn)單，使用氣化 劑(如煤粉)和氧氣進(jìn)行簡(jiǎn)單的化學(xué)反應(yīng)即可實(shí)現(xiàn)，而不需要通過(guò)其他復(fù)雜昂貴的方式(如 等離子電離等)實(shí)現(xiàn)造氣或氣體轉(zhuǎn)化，大大降低了生產(chǎn)和使用成本。所述上反應(yīng)體5位于下 反應(yīng)體1的上部，且通過(guò)不大于2m的連接通道7直接串接，使上反應(yīng)體5生產(chǎn)的還原氣流可W 從下反應(yīng)體1最頂部進(jìn)入，進(jìn)而使從連接通道7加入的礦粉和還原氣氛有更長(zhǎng)的接觸時(shí)間， 提高待冶煉金屬氧化物的還原率。
[0006] 進(jìn)一步的，所述連接通道7的內(nèi)寬不大于下反應(yīng)體1內(nèi)徑的2/3，同時(shí)長(zhǎng)度不大于 2m。連接通道7的內(nèi)寬可調(diào)，通過(guò)控制連接通道7的內(nèi)寬，可W控制上反應(yīng)體5內(nèi)部的壓強(qiáng)，進(jìn) 而影響造氣效率，同時(shí)，也可改變上反應(yīng)體5向下反應(yīng)體I內(nèi)輸送氣流的速度。接通道7的長(zhǎng) 度不大于2m，W免過(guò)長(zhǎng)影響上反應(yīng)體5向下反應(yīng)體1傳遞熱量的效率。
[0007] 進(jìn)一步的，所述連接通道7上設(shè)有給料裝置。待冶煉的礦粉通過(guò)設(shè)置在連接通道7 上的給料裝置加入閃速爐內(nèi)，可W使礦粉和還原氣體在進(jìn)入下反應(yīng)體1前即開(kāi)始提前接觸 并充分混合，變相延長(zhǎng)了待冶煉礦粉在下反應(yīng)體1的冶煉時(shí)間，提高了礦粉中待冶煉金屬氧 化物的還原率。所述給料裝置為噴嘴、噴槍、密封加料口中的一種或多種；或者為噴嘴、噴 槍、密封加料口中的一種或多種與燒嘴的組合。通過(guò)設(shè)置噴嘴或噴槍或密封加料口向閃速 爐加入冶煉所必需的原料、燃料和輔助材料;必要時(shí)，可通過(guò)燒嘴為下反應(yīng)體1內(nèi)補(bǔ)充熱量。 當(dāng)然，根據(jù)實(shí)際需要，給料裝置也可設(shè)置在下反應(yīng)體1頂部，或設(shè)置于下反應(yīng)體1側(cè)壁上。
[0008] 進(jìn)一步的，所述上反應(yīng)體5上設(shè)有向上反應(yīng)體5內(nèi)噴吹含氧氣體及氣化劑的噴槍或 噴管。噴槍或噴管設(shè)置于上反應(yīng)體5上，并穿透上反應(yīng)體5內(nèi)壁，伸入上反應(yīng)體5內(nèi)。噴槍或噴 管可為單通道或多通道，可只噴吹一種原料，多通道噴槍或噴管可同時(shí)噴吹多種原料。噴槍 或噴管向上反應(yīng)體5內(nèi)噴入含氧氣體及氣化劑如：煤粉、水煤漿、水蒸氣、天然氣、燃油、甲 燒、乙烘中一種或多種的組合，用來(lái)產(chǎn)生還原性氣體并為下反應(yīng)體1提供熱量。優(yōu)選的，氣化 劑為煤粉，煤氣化技術(shù)比較成熟，同時(shí)煤也是目前國(guó)內(nèi)最經(jīng)濟(jì)的造氣原料。
[0009] 進(jìn)一步的，所述烙池2內(nèi)盛納烙體的空間上部設(shè)有烙融爐料下落時(shí)通過(guò)的焦濾層 空間。所述烙池2烙體上部形成有烙融爐料下落時(shí)通過(guò)的焦濾層6, 一種實(shí)現(xiàn)方式是通過(guò)設(shè) 置在連接通道7或下反應(yīng)體1頂部的加料裝置把焦炭加入下反應(yīng)體1，焦炭粒徑范圍為1- Ilmm,在下反應(yīng)體1內(nèi)迅速被加熱，加熱后的焦炭顆粒落到烙池2烙體表面形成一層多孔的 碳物料一焦濾層6;如果焦炭的粒度小于1mm，焦炭在高溫下?lián)p耗較快，但粒度超過(guò)Ilmm又會(huì) 使焦炭的中屯、不能夠被加熱到足夠的溫度，且粒度過(guò)大會(huì)使焦炭顆粒間的間隙變大，運(yùn)會(huì) 導(dǎo)致通過(guò)焦濾層6的金屬氧化物烙體回收率的損失。焦濾層6也可通過(guò)加入適合煉焦的粉煤 的方式實(shí)現(xiàn)，粉煤在高溫下燒掉其中的揮發(fā)分后，即可形成焦炭顆粒。
[0010] 進(jìn)一步的，所述焦濾層6空間高50-250mm。焦濾層空間高50-250mm，優(yōu)選為100- 200mm，焦濾層6過(guò)厚會(huì)造成焦炭浪費(fèi)、能耗升高，過(guò)薄又起不到所需要的還原效果。根據(jù)待 冶煉金屬氧化物被碳還原的難易程度，可適當(dāng)調(diào)節(jié)焦濾層的厚度，調(diào)節(jié)的方法是調(diào)節(jié)向下 反應(yīng)體1內(nèi)加入焦炭或適合煉焦的粉煤的速度。
[0011] 進(jìn)一步的，各所述烙池2均設(shè)有向所述烙池2內(nèi)噴入燃料和含氧氣體的側(cè)吹布置。 通過(guò)側(cè)吹向烙池噴入燃料和氣體，為烙池提供熱量，使烙池維持在一定的高溫段。所述燃料 為重油、天然氣、液化石油氣、煤、焦下、碳氨化合物中的一種;所述含氧氣體為空氣、氧氣一 空氣混合物或者工藝氧。
[0012] 進(jìn)一步的，所述側(cè)吹布置所在位置與所述烙池中烙渣層中下部對(duì)應(yīng)。側(cè)吹設(shè)置在 烙渣層中下部，可W使烙渣形成對(duì)流或翻滾，方便上下層間的熱量和物質(zhì)交換，從而減小烙 體的粘度，提高待冶煉金屬的回收率。
[0013] 進(jìn)一步的，所述側(cè)吹布置包括對(duì)稱設(shè)置在所述烙池2相對(duì)側(cè)壁上的側(cè)吹孔及設(shè)置 在側(cè)吹孔內(nèi)的側(cè)吹噴管4。
[0014] 進(jìn)一步的，所述烙池 2的數(shù)目為1-4個(gè)。閃速爐中1-4個(gè)烙池 2的設(shè)置能夠滿足不同 冶煉產(chǎn)量需求。
[0015] 本發(fā)明還提供一種利用上述串聯(lián)閃速爐進(jìn)行冶煉的方法。
[0016] 本發(fā)明還保護(hù)利用上述閃速爐在冶煉中的應(yīng)用。
[0017] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的串聯(lián)閃速爐具有W下優(yōu)勢(shì)：
[0018] 本發(fā)明所述的串聯(lián)閃速爐能夠在上反應(yīng)體5中制造高溫高壓高濃度的還原氣體， 為下反應(yīng)體1提供冶煉所需要的還原氣氛和熱量，相對(duì)于直接在現(xiàn)有閃速爐下反應(yīng)體1內(nèi)進(jìn) 行煤氣化，一方面造氣的質(zhì)量更高，可為烙煉過(guò)程提供更高濃度的有效還原氣，從而使礦粉 在下反應(yīng)體1的還原速度更快，同時(shí)也使某些在空間需要高濃度還原氣氛才能實(shí)現(xiàn)還原的 金屬氧化物采用閃速爐進(jìn)行冶煉成為可能；另一方面造氣的效率更高，不需要讓下反應(yīng)體1 再另行承擔(dān)造氣的任務(wù)，礦粉一進(jìn)入閃速爐內(nèi)即可與還原氣體充分接觸并發(fā)生反應(yīng)，變相 的延長(zhǎng)了礦粉在閃速爐空間的冶煉時(shí)間，從而提高了待冶煉金屬的還原率，降低了能耗，提 高了經(jīng)濟(jì)效益。
[0019] 本發(fā)明所述的串聯(lián)閃速爐通過(guò)一個(gè)不大于2m的連接通道串接上反應(yīng)體和下反應(yīng) 體，使上反應(yīng)體制造的還原氣氛和熱量能有效快速的供給下反應(yīng)體，相對(duì)于現(xiàn)有冶金行業(yè) 一些將尾氣重整后再返回作為冶煉氣體的工藝，工藝流程簡(jiǎn)單，一次性投資小，能耗低，生 產(chǎn)和維護(hù)成本低。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí) 施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0021] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的串聯(lián)閃速爐的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述的串聯(lián)閃速爐的第二種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例所述的串聯(lián)閃速爐的第=種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例所述的串聯(lián)閃速爐的第四種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例所述的串聯(lián)閃速爐的第五種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例所述的串聯(lián)閃速爐的第六種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例所述的串聯(lián)閃速爐的第屯種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖8為本發(fā)明實(shí)施例所述的串聯(lián)閃速爐的第八種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖9為本發(fā)明實(shí)施例所述的串聯(lián)閃速爐的第九種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖10為本發(fā)明實(shí)施例所述的串聯(lián)閃速爐的第十種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031] 圖11為本發(fā)明實(shí)施例所述的串聯(lián)閃速爐的第十種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032] 附圖標(biāo)記說(shuō)明：
[0033] 1-下反應(yīng)體，2-烙池，3-上升煙道，4-側(cè)吹噴管，5-上反應(yīng)體，6-焦濾層，7-連接通 道。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可W相 互組合。
[0035] 在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)"中屯、"、"縱向橫向上"、"下"、 "前"、"后V'左'、"右V'豎曹'、"水甲V'頂'、"底V'胖V'外"等指示的方位或位置關(guān)系為 基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗 示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、W特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì) 本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)"第一"、"第二"等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相 對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有"第一"、"第二"等的特征可 W明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。
[0036] 在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)"安裝"、"相 連"、"連接"應(yīng)做廣義理解，例如，可W是固定連接，也可W是可拆卸連接，或一體地連接;可 W是機(jī)械連接，也可W是電連接;可W是直接相連，也可W通過(guò)中間媒介間接相連，可W是 兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可W通過(guò)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ) 在本發(fā)明中的具體含義。
[0037] 下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0038] -種串聯(lián)閃速爐，如圖1-11所示，包括上反應(yīng)體5、下反應(yīng)體1及連通兩者的連接通 道7,上反應(yīng)體5位于下反應(yīng)體1的上部，形成串聯(lián)式結(jié)構(gòu)，下反應(yīng)體1下部設(shè)有至少一個(gè)烙池 2;閃速爐還包括用于排出煙氣的上升煙道3,上升煙道3通過(guò)烙池2與下反應(yīng)體1相連通，各 烙池2上均設(shè)有排渣口，排渣口未在圖1-11中標(biāo)出。
[0039] 本實(shí)例的工作過(guò)程:將造氣燃料和含氧氣體噴入上反應(yīng)體5中，產(chǎn)生高濃度的還原 氣體并放出熱量，向下反應(yīng)體1內(nèi)噴入干燥的金屬氧化礦粉料、烙劑和焦炭，在高溫識(shí)熱、充 滿還原氣氛的下反應(yīng)體1中，通過(guò)傳熱、傳質(zhì)和氣-固、氣-液反應(yīng)，迅速完成粉料中待冶煉金 屬氧化物的還原和烙化;在下反應(yīng)體1中形成的彌散的氧化物烙體W小滴狀落入烙池并進(jìn) 入焦濾層6，當(dāng)烙體穿透焦濾層即寸，其中未被完全還原的待冶煉金屬氧化物被碳熱還原。
[0040] 在烙池 2中，礦粉中的脈石和烙劑發(fā)生造渣反應(yīng)，生成烙點(diǎn)低的渣。根據(jù)需要，也可 同時(shí)在烙池2中設(shè)置側(cè)吹布置，通過(guò)側(cè)吹向烙體中分別噴吹燃料和含氧氣體，本實(shí)施例中向 烙體中分別噴吹煤粉和氧氣，為烙池2提供熱量并實(shí)現(xiàn)烙體的翻滾，同時(shí)使烙池2保持強(qiáng)還 原環(huán)境，剩余的待冶煉金屬氧化物徹底在烙池2中完成還原，從而提高待冶煉金屬的回收 率。被還原出來(lái)的低沸點(diǎn)金屬進(jìn)入煙氣通過(guò)上升煙道3排出爐外，后續(xù)可通過(guò)冷凝或煙化進(jìn) 行收集，其余被還原出的烙融的金屬在烙池2內(nèi)與液態(tài)渣沉淀分層，形成金屬層和渣層，將 金屬烙體從烙池2內(nèi)排出，得到粗金屬，烙渣從排渣口排出爐外。
[0041] 將本發(fā)明提供的串聯(lián)閃速爐應(yīng)用在鋼鐵廠煙塵的冶煉：
[0042] 鋼鐵企業(yè)在高爐、電爐、轉(zhuǎn)爐、燒結(jié)等工段都有大量的煙塵產(chǎn)生，煙塵中含有鋒、 鉛、祕(mì)、銅和鐵等有價(jià)金屬的氧化物，其中銅和祕(mì)的含量相對(duì)較低。下面是國(guó)內(nèi)一鋼鐵廠含 鋒煙塵成分加權(quán)平均后得出的主要金屬成分表，如表1所示：
[0043] 表1:
[0044]
[0045] ~上反應(yīng)體5及連接通道7的外壁選用雙層鋼板，中間通冷卻水，內(nèi)壁擱耐火磚。冷卻 水形成激冷壁，有利于煤中的灰分在內(nèi)壁形成掛渣，保護(hù)爐壁。上反應(yīng)體5在側(cè)壁上設(shè)有四 只噴槍，粉煤、氧氣（可加水蒸氣)從噴槍2噴入上反應(yīng)體5,在上反應(yīng)體5內(nèi)粉煤迅速燃燒并 氣化，生成溫度為1380°C、有效還原氣(CO+出)成分體積比達(dá)90%的還原氣流，從上反應(yīng)體5 出口噴出。
[0046] 連接通道7長(zhǎng)0.8m，內(nèi)寬約為下反應(yīng)體I內(nèi)徑的2/5，在連接通道7上設(shè)有給料裝置， 本實(shí)施例中給料裝置為具有=層通道結(jié)構(gòu)的密封加料口，通過(guò)=層通道結(jié)構(gòu)的密封加料 口，分別用壓縮空氣向閃速爐內(nèi)送入鋼鐵廠煙塵、烙劑和焦炭，鋼鐵廠煙塵一般粒度都在 100目W下，不需要再進(jìn)行磨礦處理，只需烘干至水量^0.3%;烙劑為石灰石，含CaC〇3在 90% W上，粒度小于1mm，干燥至含水小于1 % ;焦炭的粒徑在1-1 Imm范圍內(nèi)。
[0047] 煙塵顆粒在噴入閃速爐的瞬間，即與上反應(yīng)體5噴出的還原氣體充分混合，并呈飄 浮狀態(tài)進(jìn)入約ll〇〇°C-145(TC高溫的下反應(yīng)體1中，煙塵中的金屬氧化物W極大的比表面積 狀態(tài)彌撒于識(shí)熱、充滿還原氣分的下反應(yīng)體1中，通過(guò)快速傳熱、傳質(zhì)和氣-固、氣-液反應(yīng)， 迅速完成粉料中鋒、鉛、鐵、祕(mì)和銅等金屬氧化物的還原和烙化，并飄落在下反應(yīng)體1下部的 烙池中。被還原出來(lái)的Zn迅速氣化并進(jìn)入上升煙道3,后續(xù)可采用鉛雨/鋒雨冷凝或煙化的 方式進(jìn)行回收。
[0048] 在下反應(yīng)體1中未被完全還原的鐵和鋒等金屬氧化物烙體W小滴狀進(jìn)入150mm厚 的焦濾層6，在烙體穿透焦濾層6向下流動(dòng)時(shí)，被碳還原，從而使化0和化0等比較難還原的金 屬氧化物也基本完成還原。
[0049] 在烙池2中，礦粉中的脈石和加入的烙劑造渣，通過(guò)側(cè)吹噴管4向烙池2噴入氧氣和 粉煤(工藝氧濃度為99.6%，粉煤粒度為5mm-8mm)，為烙池巧h充熱量，并使烙池2形成1300 °C-1650°C的高溫還原環(huán)境。側(cè)吹的位置位于渣層的下部，可使烙體翻滾，使渣層中的少量 未還原的鋒鐵鉛祕(mì)銅等金屬氧化物與碳還原劑充分接觸，徹底完成還原。在烙池2中，還原 出來(lái)的化絕大部分會(huì)迅速氣化離開(kāi)烙體進(jìn)入上升煙道3,其余被還原出來(lái)的金屬液滴除了 極少量揮發(fā)外，穿過(guò)密度較小的渣層向下聚集，F(xiàn)e和Pb烙體完全不互溶，金屬層分為鐵水層 和粗鉛合金層，由于密度的差異，烙池1從上到下形成渣層、鐵水層、粗鉛合金層=層結(jié)構(gòu)。 少量的Bi、In及少量未蒸發(fā)的化易溶于鉛液中，被鉛液捕集后進(jìn)入粗鉛合金層，粗鉛合金排 出后，后續(xù)可W采用精煉等方式提純化并分離合金中的其它金屬。
[0050] 采用本發(fā)明提供的串聯(lián)閃速爐對(duì)鋼鐵煙塵進(jìn)行處理的工藝，相比現(xiàn)有的回轉(zhuǎn)害工 藝或濕法工藝，流程短，可綜合回收多種有價(jià)金屬，綜合能耗降低40% W上，污染減少90%。 [0051 ]在下反應(yīng)體1內(nèi)發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)有：
[0052] CaC〇3 = CaO+C〇2
[0053] ai〇+co=ai(g)+c〇2
[0054] PbO+CO = Pb+C〇2
[0化5] Bi2〇3+3CO = 2Bi+30)2 [0056] In2〇3+3CO = 2In+30)2 [0化7] 3 化 2〇3+CO = 2Fe3〇4+0)2
[0化引化 304+CO = 3FeO+0)2
[0059] 化 0+C0=化+C〇2
[0060] 在烙池2中發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)如下：
[006。 （PbO)渣+C = Pb(I)+CO
[0062] (化〇)渣+c=ai(g)+co
[0063] (化0)渣+Fe(l)=ai(g) + (FeO)渣
[0064] (PbO)渣+Fe(l)=Pb(g) + (FeO)渣
[00化]巧 eO)渣+C=化（I)+CO
[0066] (Bi2〇3)渣+3C = 2Bi(l)+3C0
[0067] (In2〇3)it+3C = 2In(l)+3CO
[0068] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，連接通道7的內(nèi)寬不大于下反應(yīng)體I內(nèi)徑的2/3,同時(shí)長(zhǎng) 度不大于2m。連接通道7的內(nèi)寬過(guò)大會(huì)影響上反應(yīng)體5內(nèi)部的壓強(qiáng)，進(jìn)而影響造氣效率。連接 通道7的長(zhǎng)度不大于2m，W免過(guò)長(zhǎng)影響上反應(yīng)體5向下反應(yīng)體1傳遞熱量的效率。
[0069] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，連接通道7上設(shè)有給料裝置，如圖1所示，通過(guò)該給料裝 置可W給入待冶煉的礦粉，使礦粉和還原氣體提前接觸，提高礦粉中待冶煉金屬氧化物的 還原率。給料裝置為噴嘴、噴槍、密封加料口中的一種或多種;或者為噴嘴、噴槍、密封加料 口中的一種或多種與燒嘴的組合。通過(guò)設(shè)置噴嘴或噴槍或密封加料口向閃速爐加入冶煉所 必需的原料、燃料和輔助材料。給料裝置也可設(shè)置在下反應(yīng)體1頂端，如圖2所示，2組燒嘴設(shè) 置在下反應(yīng)體1的頂部為下反應(yīng)體1補(bǔ)充熱量。另外，根據(jù)需要，給料裝置也可設(shè)置下反應(yīng)體 1的側(cè)壁上。
[0070] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，上反應(yīng)體5上設(shè)有向上反應(yīng)體5內(nèi)噴吹含氧氣體及氣化 劑的噴槍或噴管。噴槍或噴管設(shè)置于上反應(yīng)體5上，并穿透上反應(yīng)體5內(nèi)壁，伸入上反應(yīng)體5 內(nèi)，如圖1及圖2所示。噴槍或噴管向上反應(yīng)體5中噴入含氧氣體及氣化劑。雙通道的噴槍向 上反應(yīng)體5內(nèi)噴入氧氣和煤粉，用來(lái)產(chǎn)生還原氣體(CO+出)并為下反應(yīng)體1提供熱量。
[0071] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述烙池2內(nèi)盛納烙體的空間上部設(shè)有焦濾層空間。所 述烙池2烙體上部形成有烙融爐料下落時(shí)通過(guò)的焦濾層6,如圖2所示，一種實(shí)現(xiàn)方式是通過(guò) 設(shè)置在下反應(yīng)體1頂部的噴嘴把焦炭加入下反應(yīng)體1，焦炭粒徑范圍為1-llmm，在下反應(yīng)體1 內(nèi)迅速被加熱，加熱后的焦炭顆粒落到烙池2烙體表面形成一層多孔的碳物料一焦濾層6。 如果塊度小于1mm，焦炭在高溫下?lián)p耗較快，但粒度超過(guò)Ilmm又會(huì)使焦炭的中屯、不能夠被加 熱到足夠的溫度，且粒度過(guò)大會(huì)使焦炭顆粒間的間隙變大，運(yùn)會(huì)導(dǎo)致通過(guò)焦濾層6的待冶煉 金屬氧化物烙體回收率的損失。焦濾層6也可通過(guò)噴吹適合煉焦的粉煤的方式實(shí)現(xiàn)，粉煤在 高溫下燒掉其中的揮發(fā)分后，即可形成焦炭顆粒。
[0072] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，焦濾層空間高50-250mm，優(yōu)選為100-200mm，如圖2所 示。根據(jù)待冶煉金屬被碳還原的難易程度，適當(dāng)調(diào)節(jié)焦濾層的厚度，調(diào)節(jié)的方法是調(diào)節(jié)向下 反應(yīng)體1內(nèi)加入焦炭或粉煤的速度。
[0073] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，各烙池 2均設(shè)有向烙池 2內(nèi)噴入含碳燃料和含氧氣體的 側(cè)吹布置，如圖3-4及6-11所示。
[0074] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，側(cè)吹布置所在位置與所述烙池中烙渣層中下部對(duì)應(yīng)， 側(cè)吹設(shè)置在烙渣層中下部，可W使烙渣形成對(duì)流或翻滾，方便上下層間熱量和物質(zhì)的交換， 從而減小烙體的粘度，提局金屬回收率。
[0075] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，上升煙道3數(shù)目與烙池2數(shù)目一致，如圖10及圖11所示。
[0076] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，烙池 2的數(shù)目為1-4個(gè)。閃速爐中1-4個(gè)烙池 2的設(shè)置能 夠滿足不同冶煉產(chǎn)量需求。
[0077] W上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用W限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種串聯(lián)閃速爐，其特征在于:包括上反應(yīng)體(5)、下反應(yīng)體（1)及連通兩者的連接通 道(7)，所述上反應(yīng)體(5)位于所述下反應(yīng)體（1)的上部，形成串聯(lián)式結(jié)構(gòu)，所述下反應(yīng)體（1) 下部設(shè)有至少一個(gè)熔池（2);所述閃速爐還包括用于排出煙氣的上升煙道(3)，所述上升煙 道(3)通過(guò)所述熔池(2)與所述下反應(yīng)體(1)相連通，各所述熔池(2)上均設(shè)有排渣口。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)閃速爐，其特征在于:所述連接通道(7)的內(nèi)寬不大于下 反應(yīng)體(1)內(nèi)徑的2/3，長(zhǎng)度不大于2m。3. 根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述的串聯(lián)閃速爐，其特征在于:所述連接通道(7)上設(shè)有 給料裝置。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的串聯(lián)閃速爐，其特征在于:所述上反應(yīng)體(5)上設(shè)有向上反應(yīng) 體(5)內(nèi)噴吹含氧氣體及氣化劑的噴槍或噴管。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)閃速爐，其特征在于:所述熔池（2)內(nèi)盛納熔體的空間上 部設(shè)有熔融爐料下落時(shí)通過(guò)的焦濾層空間。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的串聯(lián)閃速爐，其特征在于:所述焦濾層空間高50-250mm。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)閃速爐，其特征在于:各所述熔池（2)均設(shè)有向所述熔池 (2)內(nèi)噴入燃料和含氧氣體的側(cè)吹布置。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的串聯(lián)閃速爐，其特征在于:所述側(cè)吹布置所在位置與所述熔池 中熔渣層中下部對(duì)應(yīng)。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)閃速爐，其特征在于:所述熔池(2)的數(shù)目為1-4個(gè)。10. -種利用權(quán)利要求1-9所述的閃速爐進(jìn)行冶煉的方法。
【文檔編號(hào)】C22B30/06GK105925809SQ201610280446
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月28日
【發(fā)明人】李效東, 邱江波, 夏明 , 黃小兵
【申請(qǐng)人】天津閃速煉鐵技術(shù)有限公司