專利名稱：一種側(cè)吹熔池熔煉貧化電爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及有色金屬冶金設(shè)備，具體是一種側(cè)吹熔池熔煉貧化電爐。
背景技術(shù)：
有色金屬硫化礦造锍熔煉過(guò)程形成了爐渣和锍，由于兩者結(jié)構(gòu)不同，不相互溶解，且比重又有差異，在特定的沉降容器里較重的锍顆粒穿過(guò)渣層沉于熔池底部形成锍層，實(shí)現(xiàn)了與渣的分離。有色金屬硫化礦造锍熔煉得到的爐渣通常為鐵橄欖石(2Fe0*Si02)渣型，傳統(tǒng)的熔煉方法(如反射爐、電爐、鼓風(fēng)爐熔煉)因冶煉強(qiáng)度不大，體系的氧勢(shì)較低，精礦中的FeS與O2反應(yīng)生成FeO就能與熔劑順利造渣，F(xiàn)eO繼續(xù)被氧化為Fe3O4的現(xiàn)象不突出，因 此爐渣的性質(zhì)好，渣锍的分離只需在沉降電爐里保溫就能順利完成。而現(xiàn)代造锍熔煉的發(fā)展趨勢(shì)是富氧強(qiáng)化熔煉，產(chǎn)出高品位锍，由于體系氧勢(shì)高、硫勢(shì)低，導(dǎo)致熔煉渣中Fe3O4的含量高。由于Fe3O4的熔點(diǎn)(1597°C )高、比重大，在渣中以Fe — O復(fù)雜離子狀態(tài)存在，當(dāng)其量較多時(shí)，會(huì)使?fàn)t渣熔點(diǎn)升高，比重增大，惡化了渣與锍的沉降分離，并且Fe3O4還會(huì)將渣中的Ni3S2, Cu2S氧化為NiO、Cu2O,增加了鎳、銅在渣中的化學(xué)溶解，導(dǎo)致棄渣含有價(jià)金屬高，再者，當(dāng)熔體溫度下降時(shí)，F(xiàn)e3O4會(huì)析出沉于爐底形成爐結(jié)，危害正常操作?，F(xiàn)行的爐渣電爐貧化法是將渣投入電爐里，在電極之間的區(qū)域加入還原劑、硫化劑進(jìn)行各種反應(yīng)調(diào)整渣型，由于化學(xué)反應(yīng)的需要對(duì)沉降區(qū)熔池進(jìn)行攪動(dòng)，渣锍的澄清分離條件被破壞，加之為了提高爐溫減少爐結(jié)的形成，沉降電爐電極輸入的功率高，會(huì)產(chǎn)生電力攪拌熔池的副作用。由于現(xiàn)行的爐渣電爐貧化工藝存在這些缺點(diǎn)，盡管增加了電耗、增加了還原劑消耗，降低棄渣有價(jià)金屬的指標(biāo)還是達(dá)不到要求。因此，新建火法煉鎳廠和火法煉銅廠傾向于爐渣貧化采用緩冷浮選的方法。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種側(cè)吹熔池熔煉貧化電爐，該電爐為爐渣進(jìn)行還原硫化提供了良好的動(dòng)力學(xué)條件。本實(shí)用新型的側(cè)吹熔池熔煉貧化電爐由爐架、置于爐架上的爐體以及從爐體側(cè)墻插入的噴槍組成；爐體的上部有測(cè)溫孔、進(jìn)料口、煙道、電極孔、探渣口，爐體的側(cè)墻有噴槍斜插口、放锍口，爐體的端墻上有放渣口與排凈口。本實(shí)用新型的電爐為臥式圓型電爐，爐膛分為還原區(qū)和沉降區(qū)，兩區(qū)聯(lián)通在一起，但功能上又相互獨(dú)立。還原區(qū)側(cè)墻上開孔，用于將噴槍斜插入熔池，當(dāng)固體煤基還原劑用高壓氣流通過(guò)噴槍送入熔池時(shí)，側(cè)吹形成的氣固射流對(duì)熔池進(jìn)行強(qiáng)烈的攪拌，為爐渣進(jìn)行還原硫化提供了良好的動(dòng)力學(xué)條件。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)(I)電爐里的還原區(qū)與沉降區(qū)聯(lián)通在一起，但功能上又相互獨(dú)立。由于爐渣粘度大，在還原過(guò)程中有氣體放出，必然會(huì)發(fā)生起泡現(xiàn)象，還原區(qū)產(chǎn)生的泡沫渣被大容積的沉降區(qū)接受，雖然還原區(qū)的液面會(huì)上漲，但不會(huì)出現(xiàn)惡性噴爐事故，作業(yè)安全。[0008](2)Fe304的還原造渣反應(yīng)只需在弱還原氣氛下就能進(jìn)行。本實(shí)用新型的側(cè)吹熔池熔煉貧化電爐容易提供良好的化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)條件，渣型調(diào)整速度快，能滿足上道工序的排放制度。(3)爐渣通過(guò)熔池還原，大幅度降低了渣中熔點(diǎn)高比重大的Fe3O4，避免磁性氧化鐵在電爐里形成爐結(jié)；磁性氧化鐵降低后，爐渣的熔點(diǎn)、粘度降低，電爐電極輸入的功率不需要提爐溫，只需要保溫，能減少電力攪拌熔池的副作用；爐渣的渣型調(diào)整已在進(jìn)入沉降區(qū)(即電極區(qū))之前完成，不必要在各電極之間的區(qū)域加入還原劑、硫化劑進(jìn)行各種反應(yīng)，為渣锍的沉降分離創(chuàng)造了良好條件。(4)在電爐還原區(qū)進(jìn)行磁性氧化鐵還原的同時(shí)，可通過(guò)調(diào)整還原劑與輸送空氣的比值，控制部分還原劑進(jìn)行燃燒反應(yīng)，補(bǔ)充還原過(guò)程消耗的熱量，無(wú)需再設(shè)置保溫?zé)欤到y(tǒng)配置簡(jiǎn)化。

·[0011]圖I為本實(shí)用新型的電爐主視圖剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖I的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖I的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖I的B-B剖視結(jié)構(gòu)示意圖。I 一放渣口爐架，2 —探渣口，3 —電極孔，4 一煙道，5 —噴槍插入口，6 —測(cè)溫孔，7 一進(jìn)料口，8 —爐體，9 一爐架，10 —放锍口，11 一排凈口，12 —噴槍，13 —熔池還原區(qū)域。
具體實(shí)施方式
如圖1-4所示，本實(shí)用新型的側(cè)吹熔池熔煉貧化電爐由爐架9、置于爐架9上的爐體8以及從爐體側(cè)墻插入的噴槍12組成；爐體的上部有測(cè)溫孔6、進(jìn)料口 7、煙道4、電極孔
3、探渣口 2，爐體的側(cè)墻有噴槍斜插口 5、放锍口 10，爐體的端墻上有放渣口 I與排凈口 11。電爐爐膛幾何尺寸為Φ5. 5X22米(6電極)或Φ4Χ13. 5米(3電極)等。該電爐為臥式圓型電爐，爐膛分為還原區(qū)和沉降區(qū)，爐渣投入還原區(qū)，還原區(qū)側(cè)墻上插入噴槍將還原劑噴入熔池對(duì)爐渣進(jìn)行還原硫化，經(jīng)渣型調(diào)整后爐渣流到沉降區(qū)，在沉降區(qū)電極輸入的電流在渣層中產(chǎn)生電阻熱保溫熔體，控制熔體在沉降區(qū)有合適的停留時(shí)間，讓渣锍得到分層分離，從沉降區(qū)的放锍口排出锍，放渣口排出棄渣。工作時(shí)將待處理爐渣從電爐還原區(qū)設(shè)置的進(jìn)料口 7投入爐內(nèi)，從爐體側(cè)墻插入的噴槍12噴入還原劑到熔渣里(通過(guò)噴槍用壓縮空氣或氮?dú)鈱⑦€原劑噴入熔體內(nèi)部)。在煤基還原劑和熔劑SiO2的作用下主要發(fā)生如下反應(yīng)2Fe304 +3Si02 + C=3 (2 FeO · SiO2) +CO2[0021 ] 2Fe304 +3Si02 +2C0=3 (2 FeO · SiO2) +2C02C02+C=2C03Ni0+2S2_=Ni3S2+302_Cu20+S2_=Cu2S+02_上述反應(yīng)的完成即實(shí)現(xiàn)了渣型的優(yōu)化。過(guò)程中產(chǎn)出的煙氣從煙道4排出。爐渣流到沉降區(qū)(電極區(qū))，從電極孔3插入的電極對(duì)熔體進(jìn)行保溫，熔體經(jīng)澄清分離，得到下層的低锍和上層的棄渣，低锍從放锍口 10排出，棄渣從放渣口 I排出。設(shè)置雙放渣口和雙放锍口，各交替使用一口，便于檢修維護(hù)。在作業(yè)過(guò)程中通過(guò)測(cè)溫孔6實(shí)測(cè)熔體溫度，通過(guò)探渣口 2可探測(cè)液面高度和取樣；排凈口 11的作用是當(dāng)需停爐檢修時(shí)，可把爐內(nèi)熔體全部放出。作業(yè)過(guò)程通過(guò)電極輸入的功率和還原劑的不完全燃燒反應(yīng)提供熱量，控制爐溫在1200。。 1400。。。臥式圓型電爐其內(nèi)襯耐火磚不易掉落、砌筑方便；爐膛幾何尺寸有利于溫度場(chǎng)分布均勻。·
權(quán)利要求1.一種側(cè)吹熔池熔煉貧化電爐，其特征在于該貧化電爐由爐架、置于爐架上的爐體以及從爐體側(cè)墻插入的噴槍組成；爐體的上部有測(cè)溫孔、進(jìn)料口、煙道、電極孔、探渣口，爐體的側(cè)墻有還原劑噴槍斜插口、放锍口，爐體的端墻上有放渣口與排凈口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的側(cè)吹熔池熔煉貧化電爐，其特征在于電爐爐膛尺寸為Φ5. 5X22 米或 Φ4Χ13. 5 米。
專利摘要本實(shí)用新型是一種側(cè)吹熔池熔煉貧化電爐。該貧化電爐由爐架、置于爐架上的爐體以及從爐體側(cè)墻插入的噴槍組成；爐體的上部有測(cè)溫孔、進(jìn)料口、煙道、電極孔、探渣口，爐體的側(cè)墻有還原劑噴槍斜插口、放锍口，爐體的端墻上有放渣口與排凈口。本實(shí)用新型的設(shè)備將煉鎳或煉銅的爐渣進(jìn)行渣熔點(diǎn)、粘度的改善、化學(xué)溶解在渣中的鎳、銅轉(zhuǎn)變?yōu)轱骋约斑M(jìn)行渣锍的分離，提高金屬回收率。
文檔編號(hào)F27B3/10GK202692671SQ20122035140
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月19日
發(fā)明者沈強(qiáng)華, 陳雯, 劉中華, 熊偉 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué), 昆明理工精誠(chéng)科技有限責(zé)任公司