采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法
采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种有色冶炼方法，具体地涉及一种采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法。
【背景技术】
[0002]现代锌冶炼生产工艺主要分为火法炼锌和湿法炼锌两大类。湿法炼锌工艺是当今世界主流的锌冶炼工艺，在世界范围内占锌冶炼总量的85%以上，浸出过程会产出浸出渣，不同的工艺流程产出的浸出渣成分各异，但通常都会含有锌、铅、铜、金、银等有价金属，需要加以回收。此外，中国《国家危险废物名录》中已将有色金属湿法冶炼废渣列入其中，浸出渣中锌、铅属于一类污染物，其在浸出渣中多以可溶性的硫酸盐等形态存在，如不处理则极易造成下述三种环境危害:①浸出渣中的重金属随雨水等进入地表水体和地下水体，造成水环境污染。②浸出渣自然风干后，其中的重金属随扬尘进入大气，造成空气污染。③浸出渣未经无害化处理进入土壤，造成土壤污染，进而污染农作物和地下水。
[0003]随着国家对环保的要求越来越严格，未来的锌浸出渣不是处理不处理，而是如何处理好的问题。当前处理锌浸渣国内外最常用的方法有:回转窑挥发法、奥斯麦特法、烟化炉烟化法以及富氧侧吹熔池熔炼法。
[0004](I)回转窑挥发法工艺比较成熟，我国的湿法炼锌厂大都采用回转窑挥发法处理锌浸出渣。浸出渣搭配?50%的焦粉，加入回转窑内，在高温下铅、锌等金属还原挥发，而后以氧化物烟尘的形式回收。但该种工艺仍存在明显的缺点，主要体现在:第一，作业率低。由于窑内衬周期性检修和生产中事故停窑，年有效作业率不到80%。第二，综合能耗高。回转窑挥发需要配入?50%的焦粉，造成生产能耗偏高。第三，由于作业率低，处理能力偏小。第四，银回收率低。目前采用回转窑挥发法处理浸出渣银的回收率仅在10?20%左右。
[0005](2)富氧顶吹熔炼法。目前只有韩国锌业公司温山冶炼厂掌握这种技术，其使用I台熔化炉+1台烟化炉共2台Ausmelt顶吹炉处理锌浸出渣、炼铅QSL炉渣和针铁矿渣，实现了工厂的连续操作。但是顶吹炉富氧浓度不到40%，根据温山的生产数据，熔化炉的煤耗在38%以上。而且由于顶吹喷枪的寿命小于3天，造成换枪比较频繁，劳动强度大，作业率较低，投资大。
[0006](3)烟化炉烟化法。采用烟化炉搭配处理锌浸出渣(冷料量)和还原炉渣或鼓风炉热渣。该工艺利用鼓风炉热渣作为热载体，加速了冷料的熔化，有利于烟化炉的生产稳定以及延长了水套寿命，提高了烟化炉的作业率。但该工艺对于烟化炉全部处理锌浸出渣冷料，存在床能率低、下层风口区水套寿命短的问题，而且烟气中的二氧化硫浓度低无法有效回收利用。
[0007](4)侧吹炉熔化+烟化炉烟化法。采用还原挥发熔炼来处理锌浸出渣工艺，最关键是在锌浸出渣的熔化上。因为在还原挥发熔炼的过程中，浸出渣中硫酸盐的分解、水分的蒸发以及各物质的熔化造渣需要吸收大量的热。而在浸出渣熔化造渣完成后，则是需要较强的还原性气氛使锌、铅尽可能的还原挥发进入烟气中，此时消耗的热量仅需要维持还原挥发过程的热平衡即可。
[0008]基于此，侧吹炉喷枪喷入富氧空气和煤粉来提供大量的热量熔化锌浸出渣，而烟化炉则仅喷入普通空气和煤粉来保证炉内的强还原性气氛和热平衡。烟化炉处理热料为成熟工艺。但该工艺属于侧吹熔池熔炼范畴。特别是炉体宽度，由于侧吹喷枪喷吹搅动距离限制，宽度无法大幅度调整，通常为2.2-2.8米，炉子大型化困难，只能通过增加炉体长度来实现冶炼炉炉床面积的增加。这样就造成炉内热量分散，熔炼锌浸渣等物料强度难以最大化；同时侧墙耐火砖随着侧墙长度的延长，膨胀引起应力不集中掉砖的危险性加大。
【发明内容】
[0009]为解决上述各种方法的缺点，本发明本发明提出一种采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法，该法具有能耗低、熔炼效果好的优点。
[0010]根据本发明实施例，本发明采用的富氧旋涡熔池熔炼炉包括:炉体和多个喷枪，所述炉体内具有炉腔，所述炉体具有加料口、烟气出口和出渣口，所述炉腔具有圆形横截面，所述炉体的侧壁上设有沿所述炉体的周向间隔分布的多个喷枪插孔；所述喷枪插入到所述喷枪插孔内且多个所述喷枪沿同一方向偏离所述炉腔的圆形横截面的圆心；所述方法包括如下步骤:将锌浸渣和还原煤经过自动配料后，通过所述加料口投入炉体内；采用所述喷枪将燃料和富氧空气喷入到炉内熔池中，由于喷枪以偏离圆心一定角度喷入所述燃料和富氧空气，造成熔池内产生旋涡，加速了锌浸渣的分解及氧化锌还原挥发，生成含锌量小于8%的低锌熔渣和烟气；将所述低锌熔渣送贫化炉进行深度贫化，得到含锌量小于2.5%的贫化炉渣。
[0011]经上述处理后，含锌量小于2.5%的贫化炉渣可直接水碎作为建筑辅材外卖，冶炼烟气经余热锅炉回收余热后送硫酸制备及脱硫系统。
[0012]本发明提出的富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法，区别于传统的顶吹，底吹或侧吹熔炼熔炼法，该熔炼方法通过圆形炉墙上间隔分布的喷枪，通过喷枪角度适当偏转，在传统熔池熔炼法鼓泡熔炼的基础上进一步对冶炼过程进行强化，使熔池发生旋转，产生旋涡，该法特别适合处理不能发热的物料，特别是锌浸渣。
[0013]根据本发明实施例的采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法，能耗低，熔炼效果好，床能率高，炉体作业率和炉体大修寿命长，有利于建设和运行成本。
[0014]在本发明的一些实施例中，多个所述喷枪的喷吹方向偏离所述炉腔的圆形横截面的圆心的角度相同。
[0015]在本发明的具体实施例中，所述喷枪的喷吹端和所述炉腔的圆形横截面的圆心之间连线与该喷枪的喷吹方向之间的夹角在5-60度的范围内。
[0016]优选地，所述多个喷枪沿所述炉腔的周向均匀布置。
[0017]在本发明的一些实施例中，所述炉体上设有二次风口，所述炉体外的空气从所述二次风口进入到所述炉腔内。
[0018]优选地，所述喷枪的喷吹端位于熔池下部。
[0019]根据本发明的一些实施例，所述喷枪相对于水平方向向下倾斜地设置。
[0020]在本发明的优选实施例中，所述炉腔的底面为球缺形。
[0021]进一步的，所述炉底具有2-5mm宽的通缝，且所述炉底的钢板上设有直径2cm左右的排铅口，用于当所述锌浸渣中含铅时，将沉积到炉底的金属铅通过所述通缝从所述排铅口排出。
[0022]在本发明的一些实施例中，所述炉体包括顶壁、侧壁和位于底部的炉缸，所述侧壁和所述炉缸的耐火层为镁铬砖层，所述顶壁的耐火层为耐火钢纤维捣打料层或所述顶壁为膜式壁。
[0023]进一步地，所述侧壁的耐火层的外面设有铜水套冷却装置。
[0024]在本发明的一些实施例中，所述喷枪安装在枪口砖上，所述枪口砖设有所述喷枪插孔，且所述枪口砖与枪口砖冷却铜水套组合镶嵌形成一整体。
[0025]在本发明的一些实施例中，所述富氧旋涡熔池熔炼炉的喷枪口高度离炉底距离为400-1500mm，所述出渣口位于喷枪口上部400-800mm ;所述富氧旋涡熔池熔炼炉还包括放空口和下渣口，所述放空口位于炉底，所述下渣口位于喷枪口下部200-400mm，用于热态下更换喷枪及枪口砖。
[0026]进一步的，所述贫化炉为所述富氧旋涡熔池熔炼炉，且所述贫化炉的炉墙距离炉底4-6m处设有低锌熔渣进口。
【附图说明】
[0027]图1是根据本发明实施例的富氧旋涡熔池熔炼炉的轴向剖视示意图。
[0028]图2是根据本发明实施例的富氧旋涡熔池熔炼炉的横截面示意图。
[0029]图3是根据本发明实施例的工艺流程图。
[0030]附图标记:
[0031 ] 富氧旋涡熔池熔炼炉100、炉体1、炉腔10、顶壁11、侧壁12、炉缸13、出渣口 15、加料口 16、烟气出口 17、保温烧嘴口 18、探渣口 19、
[0032]喷枪2、铜水套冷却装置3、裙座4、炉体基础5、预埋螺栓6。
【具体实施方式】
[0033]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0034]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、 “竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0035]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0036]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0037]下面参考图1和图2详细描述根据本发明实施例的采用富氧旋涡熔池熔炼炉100处理锌浸渣的方法。
[0038]根据本发明实施例的富氧旋涡熔池熔炼炉100，包括:炉体I和多个喷枪2，其中炉体I内具有炉腔10，炉腔10具有圆形横截面，当富氧旋涡熔池熔炼炉100工作时，炉腔10内盛放有熔体以形成熔池。
[0039]炉体I的侧壁12上设有沿炉体I的周向间隔分布的多个喷枪插孔。具体地，炉体I包括顶壁11、侧壁12和位于底壁的炉缸13，炉体I的炉缸13和侧壁12分别具有耐火层，耐火层可以由耐火砖堆砌而成。从而由于炉腔10的横截面形成为圆形，炉体I在受热时膨胀均匀，没有应力集中区，可以避免出现掉砖现象，提高炉体I的稳定性，保证富氧旋涡熔池熔炼炉100的正常使用。
[0040]在本发明的具体示例中，炉体I的侧壁12和炉缸13的耐火层为镁铬砖层，炉体I的顶壁11的耐火层为耐火钢纤维捣打料层或顶壁11为膜式壁。
[0041]喷枪2插入到喷枪插孔内且多个喷枪2沿同一方向偏离炉腔10的圆形横截面的圆心。优选地，多个喷枪2沿炉腔10的周向均匀布置。其中每个喷枪2偏离炉腔10的圆形横截面的圆心指的是喷枪2的喷吹端和炉腔10的圆形横截面的圆心之间的连线LI与喷枪2的喷出方向A之间具有夹角Θ，换言之，每个喷枪2的喷出方向偏离炉腔10的圆形横截面的圆心，每个喷枪2以与炉腔10的圆形横截面的圆心成一定角度的方向喷出介质。同时本发明中描述的多个喷枪2沿同一方向偏离炉腔10的圆形横截面的圆心指的是多个喷枪2沿顺时针方向偏离或者多个喷枪2沿逆时针方向偏离。有利地，喷枪的喷吹端位于熔池下部。
[0042]炉体I上还设有加料口 16、出渣口 15和烟气出口 17，加料口 16和烟气出口 17可以设在炉体I的顶壁11上，出渣口 15可以设在炉体I的侧壁12上。其中在图2所示的示例中，为了提高出渣的速度，在炉体I的侧壁12上可以设有两个在上下方向上间隔设置的出渣口 15。
[0043]需要进行说明的是，由于锌具有一定的挥发性，在熔池内的反应温度下，锌主要转化成氧化锌烟尘而从烟气出口排出。
[0044]在本发明的具体示例中，炉体I的高度约为4?15m，炉腔10的内径为I?8m，每个喷枪2与炉底的距离为I?2m。
[0045]根据本发明实施例的采用富氧旋涡熔池熔炼炉100处理锌浸渣的方法，包括如下步骤:
[0046]将锌浸渣和还原煤经过自动配料后，通过加料口投入炉体内，其中还原煤可以为块煤。
[0047]采用喷枪将燃料和富氧空气喷入到炉内熔池中，锌浸渣在熔池内发生反应以生成含锌量小于8%的低锌熔渣和烟气；将所述低锌熔渣送贫化炉进行深度贫化，得到含锌量小于2.5%的贫化炉渣。贫化熔渣从贫化炉出渣口排出，烟气从烟气出口排出。
[0048]具体而言，物料即锌浸渣可以通过自动配料系统，通过加料口 16加入到炉腔10内，喷枪2将燃料即粉煤和富氧空气喷入到炉腔内进行燃烧放热，其中粉煤可以利用氧气和压缩气体作为载体从喷枪2喷出。粉煤在熔化阶段主要作为燃料起熔化物料作用，至后期粉煤大部分起还原作用，通过调整空气过剩系数来实现上述氧化还原氛围操作。
[0049]同时可以从加料口 16配入少量还原煤用于控制炉内氧化还原氛围，以降低渣中含锌率。熔池温度可以调整控制在1200?1400°C。
[0050]由于多个喷枪2沿同一方向偏离炉腔10的圆形横截面的圆心，因此能够使炉腔10内产生一定范围水平旋转区域，从而使炉腔10内的恪体形成涡流运动，也就是说，恪池在上下翻动的同时水平旋转，熔池形成漩涡区域，迅速将锌浸渣和还原煤卷入到熔池内发生熔化和还原反应，特别是所有喷枪2喷入炉内热量汇聚于炉内中心区域，锌浸渣的熔化速度加快。
[0051]将熔化和初步还原反应生成的低锌熔渣从出渣口 15排出，送入后续贫化炉中进行深度贫化操作，得到含锌量小于2.5%的贫化炉渣。反应生成的烟气从烟气出口 17排出。深度贫化的贫化炉也可采用本发明的富氧旋涡熔池熔炼炉，当采用该炉型时，所述贫化炉的炉墙距离炉底4-6m处设有低锌熔渣进口。
[0052]在将物料投入到炉腔10之前，根据物料主要成分一般需要配入石英石或石灰石调整渣型，降低渣熔点和粘度，降低熔池反应温度。
[0053]当锌浸渣中含锌量较高时(18%?22%)，由于富氧旋涡熔池熔炼炉100 —般起化料作用，同时高温下且由于大量燃料喷入和配入了一定的还原煤，锌浸渣中的锌还是具有一定的挥发性，因此熔化和初步还原反应后的低锌熔渣中含锌一般可降低至8%以下，因低锌熔渣中还含有部分有价金属，可以利用另一个贫化炉进一步深度贫化，致贫化熔渣中含锌最终降低至2.5%以下。深度贫化的贫化炉也可采用本发明的富氧旋涡熔池熔炼炉。
[0054]根据本发明实施例的采用富氧旋涡熔池熔炼炉100处理锌浸渣的方法，通过采用富氧旋涡熔池熔炼炉100，具有如下优点:
[0055]I)由于多个喷枪2沿同一方向偏离炉腔10的圆形横截面的圆心，因此能够使炉腔10内产生一定范围水平旋转区域，从而使炉腔10内的熔体形成涡流运动，加入的锌浸渣和还原煤能够迅速被卷入熔体，充分参与反应，能耗低，熔炼效果好，能够提高炉体I的处理能力。
[0056]2)与侧吹熔池熔炼炉相比，多个喷枪2均指向炉腔10的中心区域，能够在炉腔10中心产生更高的温度，有利于物料迅速熔化，极大的提高了床能率，其中床能率指的是每平米炉床面积每天处理多少吨物料，一般侧吹炉25吨/天.平米，而本发明中的富氧旋涡熔池熔炼炉100可达25?80吨/天.平米。
[0057]3)与侧吹熔池熔炼炉相比，炉腔10的横截面形成为圆形，可以使得炉腔10内耐火砖承受的应力比较均匀，极大避免了拱砖、掉砖现象，大大延长了炉体I有效工作时间和运行寿命。
[0058]4)与顶吹熔池熔炼炉相比，多个喷枪2分散喷吹能避免炉腔10内熔体产生过于剧烈的翻腾，防止喷溅，并有利于降低炉体I高度，降低炉体I建造难度和建造成本。
[0059]简言之，根据本发明实施例的采用富氧旋涡熔池熔炼炉100处理锌浸渣的方法，能耗低，熔炼效果好，床能率高，炉体I的有效工作时间和运行寿命长，有利于降低炉体I高度，降低炉体I建造难度和建造成本。
[0060]优选地，炉体I上设有二次风口(图未示出)，炉体I外的空气从二次风口进入到炉腔10内。从而通过设有二次风口，有利于炉内可燃气体一氧化碳或氢气的再燃烧，可使炉内产生的可燃气体充分燃尽，进而可以降低环境污染程度。
[0061]在本发明的具体示例中，喷枪2位于炉腔10下部的熔池内。例如每个喷枪2的喷吹端可以浸没于熔池下0.5?1.5m，从而可以进一步保证熔池可以形成有旋涡区域。
[0062]根据本发明的一些实施例，多个喷枪2的喷吹方向偏离炉腔10的圆形横截面的圆心的角度相同。从而进一步保证炉腔10内的熔体可以形成涡流运动。具体地，喷枪2的喷吹端和炉腔10的圆形横截面的圆心之间连线LI与该喷枪2的喷吹方向A之间的夹角Θ在5-60度的范围内。优选地，夹角Θ为15度。
[0063]在本发明的一些实 施例中，夹角Θ可调。也就是说，每个喷枪2的偏转角度可调。其中通过改变喷枪插孔的角度即可调整每个喷枪2的偏转角度。具体地，每个喷枪插孔可以设在一块保温砖上，将设有喷枪插孔的保温砖称为枪口砖，在实际生产过程中，如果需要调整喷枪2的偏转角度，只需要更换相应位置的枪口砖即可。从而由于夹角可调，可根据炉体I的用途变化或物料变化调整喷吹角度，使炉体I在最适宜的工作参数下运行，增加了炉体I的适用范围和生产灵活性。
[0064]在本发明的一些实施例中，喷枪2安装在枪口砖上，枪口砖设有喷枪插孔，且枪口砖与枪口砖冷却铜水套组合镶嵌形成一整体，从而优化枪口附近区域的冷却效果。
[0065]在本发明的一些实施例中，富氧旋涡熔池熔炼炉100的喷枪口高度离炉底距离为400-1500mm，出渣口 15位于喷枪口上部400-800mm ;富氧旋涡熔池熔炼炉100还包括放空口和下渣口，放空口位于炉底，下渣口位于喷枪口下部200-400mm，用于热态下更换喷枪及枪口砖。
[0066]如图2所示，根据本发明的具体实施例，每个喷枪2相对于水平方向向下倾斜地设置。也就是说，每个喷枪插孔在从外到内的方向上向下倾斜延伸。从而通过使得每个喷枪2向下倾斜设置，还可以造成一定的上下翻腾的效果，有利于炉腔10内熔体更快速、充分反应，能够进一步提高炉体I的处理能力。
[0067]在本发明的一些实施例中，如图2所示，炉腔10的底面为球缺形。也就是说，炉腔10的底面形成为向下凹入的球缺形。从而球缺形的炉底使得炉内耐火砖承受的应力比较均匀，极大避免了拱砖、掉砖现象，大大延长了炉体I有效工作时间和运行寿命。
[0068]进一步的，所述炉底具有2-5mm宽的通缝，且所述炉底的钢板上设有直径2cm左右的排铅口，用于当所述锌浸渣中含铅时，将沉积到炉底的金属铅通过所述通缝从所述排铅口排出。
[0069]如图1和图2所示，根据本发明的一些实施例，侧壁12的耐火层的外面设有铜水套冷却装置3。通过设有铜水套冷却装置3，可以降低炉体I的侧壁12的耐火层的温度，延长炉体I的侧壁12的耐火层的使用寿命，从而延长炉体I的使用寿命。
[0070]在图2的示例中，炉体I还包括裙座4和炉体基础5，裙座4与炉体基础5上的预埋螺栓6连接，炉体I固定在裙座4上，从而可以有效防止熔池熔炼时炉体I的位移和晃动。
[0071]如图2所示，炉体I的顶壁11上还设有探渣口 19和保温烧嘴口 18，探渣口 19为采样口，保温烧嘴口 18用于安装保温烧嘴。
[0072]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0073]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0074]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1.一种采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法，其特征在于，所述富氧旋涡熔池熔炼炉包括:炉体和多个喷枪，所述炉体内具有炉腔，所述炉体具有加料口、烟气出口和出渣口，所述炉腔具有圆形横截面，所述炉体的侧壁上设有沿所述炉体的周向间隔分布的多个喷枪插孔；所述喷枪插入到所述喷枪插孔内且多个所述喷枪沿同一方向偏离所述炉腔的圆形横截面的圆心； 所述方法包括如下步骤: 将锌浸渣和还原煤经过自动配料后，通过所述加料口投入炉体内；采用所述喷枪将燃料和富氧空气喷入到炉内熔池中，由于喷枪以偏离圆心一定角度喷入所述燃料和富氧空气，造成熔池内产生旋涡，加速了锌浸渣的分解及氧化锌还原挥发，生成含锌量小于8%的低锌熔渣和烟气；将所述低锌熔渣送贫化炉进行深度贫化，得到含锌量小于2.5%的贫化炉渣。2.根据权利要求1所述的采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法，其特征在于，多个所述喷枪的喷吹方向偏离所述炉腔的圆形横截面的圆心的角度相同。3.根据权利要求1所述的采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法，其特征在于，所述喷枪的喷吹端和所述炉腔的圆形横截面的圆心之间连线与该喷枪的喷吹方向之间的夹角在5-60度的范围内。4.根据权利要求1所述的采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法，其特征在于，所述多个喷枪沿所述炉腔的周向均匀布置。5.根据权利要求1所述的采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法，其特征在于，所述炉体上设有二次风口，所述炉体外的空气从所述二次风口进入到所述炉腔内参与炉内CO，Zn蒸汽等二次燃烧等。6.根据权利要求1所述的采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法，其特征在于，所述喷枪的喷吹端位于熔池下部。7.根据权利要求1所述的采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法，其特征在于，所述喷枪相对于水平方向向下倾斜地设置。8.根据权利要求1所述的采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法，其特征在于，所述炉腔的底面为球缺形。9.根据权利要求1所述的采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法，其特征在于，所述炉体包括顶壁、侧壁和位于底部的炉缸，所述侧壁和所述炉缸的耐火层为镁铬砖层，所述顶壁的耐火层为耐火钢纤维捣打料层或所述顶壁为膜式壁。10.根据权利要求9所述的采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法，其特征在于，所述侧壁的耐火层的外面设有铜水套冷却装置。11.根据权利要求1所述的采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法，其特征在于，所述喷枪安装在枪口砖上，所述枪口砖设有所述喷枪插孔，且所述枪口砖与枪口砖冷却铜水套组合镶嵌形成一整体。12.根据权利要求1所述的采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法，其特征在于，所述富氧旋涡熔池熔炼炉的喷枪口高度离炉底距离为400-1500mm，所述出渣口位于喷枪口上部400-800mm ;所述富氧旋涡熔池熔炼炉还包括放空口和下渣口，所述放空口位于炉底，所述下渣口位于喷枪口下部200-400mm，用于热态下更换喷枪及枪口砖。13.根据权利要求12所述的采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法，其特征在于，所述贫化炉为所述富氧旋涡熔池熔炼炉，且所述贫化炉的炉墙距离炉底4-6m处设有低锌熔渣进口。14.根据权利要求8所述的采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法，其特征在于，所述炉底具有2-5mm宽的通缝，且所述炉底的钢板上设有直径2cm左右的排铅口，用于当所述锌浸渣中含铅时，将沉积到炉底的金属铅通过所述通缝从所述排铅口排出。
【专利摘要】本发明公开了一种采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法，富氧旋涡熔池熔炼炉包括：炉体和多个喷枪，炉腔具有圆形横截面，炉体侧壁上设有周向间隔的多个喷枪插孔；喷枪插入到喷枪插孔内且多个喷枪沿同一方向偏离炉腔的圆形横截面的圆心；方法包括如下步骤：将锌浸渣和还原煤自动配料后通过加料口投入炉体内；采用喷枪将燃料和富氧空气喷入炉内熔池，燃料和富氧空气以偏离圆心一定角度喷入，使熔池内产生旋涡，加速了锌浸渣分解及氧化锌还原挥发，生成含锌量小于8％的低锌熔渣和烟气；将低锌熔渣送贫化炉进行深度贫化，得到含锌量小于2.5％的贫化炉渣。根据本发明实施例的方法，炉体寿命长、床能率高、能耗低、操作环境好。
【IPC分类】C22B19/30
【公开号】CN104894394
【申请号】CN201510373902
【发明人】陈学刚, 徐华军, 许良, 姚建明, 吴卫国
【申请人】中国恩菲工程技术有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月30日
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种有色冶炼方法，具体地涉及一种采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法。
【背景技术】
[0002]现代锌冶炼生产工艺主要分为火法炼锌和湿法炼锌两大类。湿法炼锌工艺是当今世界主流的锌冶炼工艺，在世界范围内占锌冶炼总量的85%以上，浸出过程会产出浸出渣，不同的工艺流程产出的浸出渣成分各异，但通常都会含有锌、铅、铜、金、银等有价金属，需要加以回收。此外，中国《国家危险废物名录》中已将有色金属湿法冶炼废渣列入其中，浸出渣中锌、铅属于一类污染物，其在浸出渣中多以可溶性的硫酸盐等形态存在，如不处理则极易造成下述三种环境危害:①浸出渣中的重金属随雨水等进入地表水体和地下水体，造成水环境污染。②浸出渣自然风干后，其中的重金属随扬尘进入大气，造成空气污染。③浸出渣未经无害化处理进入土壤，造成土壤污染，进而污染农作物和地下水。
[0003]随着国家对环保的要求越来越严格，未来的锌浸出渣不是处理不处理，而是如何处理好的问题。当前处理锌浸渣国内外最常用的方法有:回转窑挥发法、奥斯麦特法、烟化炉烟化法以及富氧侧吹熔池熔炼法。
[0004](I)回转窑挥发法工艺比较成熟，我国的湿法炼锌厂大都采用回转窑挥发法处理锌浸出渣。浸出渣搭配?50%的焦粉，加入回转窑内，在高温下铅、锌等金属还原挥发，而后以氧化物烟尘的形式回收。但该种工艺仍存在明显的缺点，主要体现在:第一，作业率低。由于窑内衬周期性检修和生产中事故停窑，年有效作业率不到80%。第二，综合能耗高。回转窑挥发需要配入?50%的焦粉，造成生产能耗偏高。第三，由于作业率低，处理能力偏小。第四，银回收率低。目前采用回转窑挥发法处理浸出渣银的回收率仅在10?20%左右。
[0005](2)富氧顶吹熔炼法。目前只有韩国锌业公司温山冶炼厂掌握这种技术，其使用I台熔化炉+1台烟化炉共2台Ausmelt顶吹炉处理锌浸出渣、炼铅QSL炉渣和针铁矿渣，实现了工厂的连续操作。但是顶吹炉富氧浓度不到40%，根据温山的生产数据，熔化炉的煤耗在38%以上。而且由于顶吹喷枪的寿命小于3天，造成换枪比较频繁，劳动强度大，作业率较低，投资大。
[0006](3)烟化炉烟化法。采用烟化炉搭配处理锌浸出渣(冷料量)和还原炉渣或鼓风炉热渣。该工艺利用鼓风炉热渣作为热载体，加速了冷料的熔化，有利于烟化炉的生产稳定以及延长了水套寿命，提高了烟化炉的作业率。但该工艺对于烟化炉全部处理锌浸出渣冷料，存在床能率低、下层风口区水套寿命短的问题，而且烟气中的二氧化硫浓度低无法有效回收利用。
[0007](4)侧吹炉熔化+烟化炉烟化法。采用还原挥发熔炼来处理锌浸出渣工艺，最关键是在锌浸出渣的熔化上。因为在还原挥发熔炼的过程中，浸出渣中硫酸盐的分解、水分的蒸发以及各物质的熔化造渣需要吸收大量的热。而在浸出渣熔化造渣完成后，则是需要较强的还原性气氛使锌、铅尽可能的还原挥发进入烟气中，此时消耗的热量仅需要维持还原挥发过程的热平衡即可。
[0008]基于此，侧吹炉喷枪喷入富氧空气和煤粉来提供大量的热量熔化锌浸出渣，而烟化炉则仅喷入普通空气和煤粉来保证炉内的强还原性气氛和热平衡。烟化炉处理热料为成熟工艺。但该工艺属于侧吹熔池熔炼范畴。特别是炉体宽度，由于侧吹喷枪喷吹搅动距离限制，宽度无法大幅度调整，通常为2.2-2.8米，炉子大型化困难，只能通过增加炉体长度来实现冶炼炉炉床面积的增加。这样就造成炉内热量分散，熔炼锌浸渣等物料强度难以最大化；同时侧墙耐火砖随着侧墙长度的延长，膨胀引起应力不集中掉砖的危险性加大。
【发明内容】
[0009]为解决上述各种方法的缺点，本发明本发明提出一种采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法，该法具有能耗低、熔炼效果好的优点。
[0010]根据本发明实施例，本发明采用的富氧旋涡熔池熔炼炉包括:炉体和多个喷枪，所述炉体内具有炉腔，所述炉体具有加料口、烟气出口和出渣口，所述炉腔具有圆形横截面，所述炉体的侧壁上设有沿所述炉体的周向间隔分布的多个喷枪插孔；所述喷枪插入到所述喷枪插孔内且多个所述喷枪沿同一方向偏离所述炉腔的圆形横截面的圆心；所述方法包括如下步骤:将锌浸渣和还原煤经过自动配料后，通过所述加料口投入炉体内；采用所述喷枪将燃料和富氧空气喷入到炉内熔池中，由于喷枪以偏离圆心一定角度喷入所述燃料和富氧空气，造成熔池内产生旋涡，加速了锌浸渣的分解及氧化锌还原挥发，生成含锌量小于8%的低锌熔渣和烟气；将所述低锌熔渣送贫化炉进行深度贫化，得到含锌量小于2.5%的贫化炉渣。
[0011]经上述处理后，含锌量小于2.5%的贫化炉渣可直接水碎作为建筑辅材外卖，冶炼烟气经余热锅炉回收余热后送硫酸制备及脱硫系统。
[0012]本发明提出的富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法，区别于传统的顶吹，底吹或侧吹熔炼熔炼法，该熔炼方法通过圆形炉墙上间隔分布的喷枪，通过喷枪角度适当偏转，在传统熔池熔炼法鼓泡熔炼的基础上进一步对冶炼过程进行强化，使熔池发生旋转，产生旋涡，该法特别适合处理不能发热的物料，特别是锌浸渣。
[0013]根据本发明实施例的采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法，能耗低，熔炼效果好，床能率高，炉体作业率和炉体大修寿命长，有利于建设和运行成本。
[0014]在本发明的一些实施例中，多个所述喷枪的喷吹方向偏离所述炉腔的圆形横截面的圆心的角度相同。
[0015]在本发明的具体实施例中，所述喷枪的喷吹端和所述炉腔的圆形横截面的圆心之间连线与该喷枪的喷吹方向之间的夹角在5-60度的范围内。
[0016]优选地，所述多个喷枪沿所述炉腔的周向均匀布置。
[0017]在本发明的一些实施例中，所述炉体上设有二次风口，所述炉体外的空气从所述二次风口进入到所述炉腔内。
[0018]优选地，所述喷枪的喷吹端位于熔池下部。
[0019]根据本发明的一些实施例，所述喷枪相对于水平方向向下倾斜地设置。
[0020]在本发明的优选实施例中，所述炉腔的底面为球缺形。
[0021]进一步的，所述炉底具有2-5mm宽的通缝，且所述炉底的钢板上设有直径2cm左右的排铅口，用于当所述锌浸渣中含铅时，将沉积到炉底的金属铅通过所述通缝从所述排铅口排出。
[0022]在本发明的一些实施例中，所述炉体包括顶壁、侧壁和位于底部的炉缸，所述侧壁和所述炉缸的耐火层为镁铬砖层，所述顶壁的耐火层为耐火钢纤维捣打料层或所述顶壁为膜式壁。
[0023]进一步地，所述侧壁的耐火层的外面设有铜水套冷却装置。
[0024]在本发明的一些实施例中，所述喷枪安装在枪口砖上，所述枪口砖设有所述喷枪插孔，且所述枪口砖与枪口砖冷却铜水套组合镶嵌形成一整体。
[0025]在本发明的一些实施例中，所述富氧旋涡熔池熔炼炉的喷枪口高度离炉底距离为400-1500mm，所述出渣口位于喷枪口上部400-800mm ;所述富氧旋涡熔池熔炼炉还包括放空口和下渣口，所述放空口位于炉底，所述下渣口位于喷枪口下部200-400mm，用于热态下更换喷枪及枪口砖。
[0026]进一步的，所述贫化炉为所述富氧旋涡熔池熔炼炉，且所述贫化炉的炉墙距离炉底4-6m处设有低锌熔渣进口。
【附图说明】
[0027]图1是根据本发明实施例的富氧旋涡熔池熔炼炉的轴向剖视示意图。
[0028]图2是根据本发明实施例的富氧旋涡熔池熔炼炉的横截面示意图。
[0029]图3是根据本发明实施例的工艺流程图。
[0030]附图标记:
[0031 ] 富氧旋涡熔池熔炼炉100、炉体1、炉腔10、顶壁11、侧壁12、炉缸13、出渣口 15、加料口 16、烟气出口 17、保温烧嘴口 18、探渣口 19、
[0032]喷枪2、铜水套冷却装置3、裙座4、炉体基础5、预埋螺栓6。
【具体实施方式】
[0033]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0034]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、 “竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0035]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0036]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0037]下面参考图1和图2详细描述根据本发明实施例的采用富氧旋涡熔池熔炼炉100处理锌浸渣的方法。
[0038]根据本发明实施例的富氧旋涡熔池熔炼炉100，包括:炉体I和多个喷枪2，其中炉体I内具有炉腔10，炉腔10具有圆形横截面，当富氧旋涡熔池熔炼炉100工作时，炉腔10内盛放有熔体以形成熔池。
[0039]炉体I的侧壁12上设有沿炉体I的周向间隔分布的多个喷枪插孔。具体地，炉体I包括顶壁11、侧壁12和位于底壁的炉缸13，炉体I的炉缸13和侧壁12分别具有耐火层，耐火层可以由耐火砖堆砌而成。从而由于炉腔10的横截面形成为圆形，炉体I在受热时膨胀均匀，没有应力集中区，可以避免出现掉砖现象，提高炉体I的稳定性，保证富氧旋涡熔池熔炼炉100的正常使用。
[0040]在本发明的具体示例中，炉体I的侧壁12和炉缸13的耐火层为镁铬砖层，炉体I的顶壁11的耐火层为耐火钢纤维捣打料层或顶壁11为膜式壁。
[0041]喷枪2插入到喷枪插孔内且多个喷枪2沿同一方向偏离炉腔10的圆形横截面的圆心。优选地，多个喷枪2沿炉腔10的周向均匀布置。其中每个喷枪2偏离炉腔10的圆形横截面的圆心指的是喷枪2的喷吹端和炉腔10的圆形横截面的圆心之间的连线LI与喷枪2的喷出方向A之间具有夹角Θ，换言之，每个喷枪2的喷出方向偏离炉腔10的圆形横截面的圆心，每个喷枪2以与炉腔10的圆形横截面的圆心成一定角度的方向喷出介质。同时本发明中描述的多个喷枪2沿同一方向偏离炉腔10的圆形横截面的圆心指的是多个喷枪2沿顺时针方向偏离或者多个喷枪2沿逆时针方向偏离。有利地，喷枪的喷吹端位于熔池下部。
[0042]炉体I上还设有加料口 16、出渣口 15和烟气出口 17，加料口 16和烟气出口 17可以设在炉体I的顶壁11上，出渣口 15可以设在炉体I的侧壁12上。其中在图2所示的示例中，为了提高出渣的速度，在炉体I的侧壁12上可以设有两个在上下方向上间隔设置的出渣口 15。
[0043]需要进行说明的是，由于锌具有一定的挥发性，在熔池内的反应温度下，锌主要转化成氧化锌烟尘而从烟气出口排出。
[0044]在本发明的具体示例中，炉体I的高度约为4?15m，炉腔10的内径为I?8m，每个喷枪2与炉底的距离为I?2m。
[0045]根据本发明实施例的采用富氧旋涡熔池熔炼炉100处理锌浸渣的方法，包括如下步骤:
[0046]将锌浸渣和还原煤经过自动配料后，通过加料口投入炉体内，其中还原煤可以为块煤。
[0047]采用喷枪将燃料和富氧空气喷入到炉内熔池中，锌浸渣在熔池内发生反应以生成含锌量小于8%的低锌熔渣和烟气；将所述低锌熔渣送贫化炉进行深度贫化，得到含锌量小于2.5%的贫化炉渣。贫化熔渣从贫化炉出渣口排出，烟气从烟气出口排出。
[0048]具体而言，物料即锌浸渣可以通过自动配料系统，通过加料口 16加入到炉腔10内，喷枪2将燃料即粉煤和富氧空气喷入到炉腔内进行燃烧放热，其中粉煤可以利用氧气和压缩气体作为载体从喷枪2喷出。粉煤在熔化阶段主要作为燃料起熔化物料作用，至后期粉煤大部分起还原作用，通过调整空气过剩系数来实现上述氧化还原氛围操作。
[0049]同时可以从加料口 16配入少量还原煤用于控制炉内氧化还原氛围，以降低渣中含锌率。熔池温度可以调整控制在1200?1400°C。
[0050]由于多个喷枪2沿同一方向偏离炉腔10的圆形横截面的圆心，因此能够使炉腔10内产生一定范围水平旋转区域，从而使炉腔10内的恪体形成涡流运动，也就是说，恪池在上下翻动的同时水平旋转，熔池形成漩涡区域，迅速将锌浸渣和还原煤卷入到熔池内发生熔化和还原反应，特别是所有喷枪2喷入炉内热量汇聚于炉内中心区域，锌浸渣的熔化速度加快。
[0051]将熔化和初步还原反应生成的低锌熔渣从出渣口 15排出，送入后续贫化炉中进行深度贫化操作，得到含锌量小于2.5%的贫化炉渣。反应生成的烟气从烟气出口 17排出。深度贫化的贫化炉也可采用本发明的富氧旋涡熔池熔炼炉，当采用该炉型时，所述贫化炉的炉墙距离炉底4-6m处设有低锌熔渣进口。
[0052]在将物料投入到炉腔10之前，根据物料主要成分一般需要配入石英石或石灰石调整渣型，降低渣熔点和粘度，降低熔池反应温度。
[0053]当锌浸渣中含锌量较高时(18%?22%)，由于富氧旋涡熔池熔炼炉100 —般起化料作用，同时高温下且由于大量燃料喷入和配入了一定的还原煤，锌浸渣中的锌还是具有一定的挥发性，因此熔化和初步还原反应后的低锌熔渣中含锌一般可降低至8%以下，因低锌熔渣中还含有部分有价金属，可以利用另一个贫化炉进一步深度贫化，致贫化熔渣中含锌最终降低至2.5%以下。深度贫化的贫化炉也可采用本发明的富氧旋涡熔池熔炼炉。
[0054]根据本发明实施例的采用富氧旋涡熔池熔炼炉100处理锌浸渣的方法，通过采用富氧旋涡熔池熔炼炉100，具有如下优点:
[0055]I)由于多个喷枪2沿同一方向偏离炉腔10的圆形横截面的圆心，因此能够使炉腔10内产生一定范围水平旋转区域，从而使炉腔10内的熔体形成涡流运动，加入的锌浸渣和还原煤能够迅速被卷入熔体，充分参与反应，能耗低，熔炼效果好，能够提高炉体I的处理能力。
[0056]2)与侧吹熔池熔炼炉相比，多个喷枪2均指向炉腔10的中心区域，能够在炉腔10中心产生更高的温度，有利于物料迅速熔化，极大的提高了床能率，其中床能率指的是每平米炉床面积每天处理多少吨物料，一般侧吹炉25吨/天.平米，而本发明中的富氧旋涡熔池熔炼炉100可达25?80吨/天.平米。
[0057]3)与侧吹熔池熔炼炉相比，炉腔10的横截面形成为圆形，可以使得炉腔10内耐火砖承受的应力比较均匀，极大避免了拱砖、掉砖现象，大大延长了炉体I有效工作时间和运行寿命。
[0058]4)与顶吹熔池熔炼炉相比，多个喷枪2分散喷吹能避免炉腔10内熔体产生过于剧烈的翻腾，防止喷溅，并有利于降低炉体I高度，降低炉体I建造难度和建造成本。
[0059]简言之，根据本发明实施例的采用富氧旋涡熔池熔炼炉100处理锌浸渣的方法，能耗低，熔炼效果好，床能率高，炉体I的有效工作时间和运行寿命长，有利于降低炉体I高度，降低炉体I建造难度和建造成本。
[0060]优选地，炉体I上设有二次风口(图未示出)，炉体I外的空气从二次风口进入到炉腔10内。从而通过设有二次风口，有利于炉内可燃气体一氧化碳或氢气的再燃烧，可使炉内产生的可燃气体充分燃尽，进而可以降低环境污染程度。
[0061]在本发明的具体示例中，喷枪2位于炉腔10下部的熔池内。例如每个喷枪2的喷吹端可以浸没于熔池下0.5?1.5m，从而可以进一步保证熔池可以形成有旋涡区域。
[0062]根据本发明的一些实施例，多个喷枪2的喷吹方向偏离炉腔10的圆形横截面的圆心的角度相同。从而进一步保证炉腔10内的熔体可以形成涡流运动。具体地，喷枪2的喷吹端和炉腔10的圆形横截面的圆心之间连线LI与该喷枪2的喷吹方向A之间的夹角Θ在5-60度的范围内。优选地，夹角Θ为15度。
[0063]在本发明的一些实 施例中，夹角Θ可调。也就是说，每个喷枪2的偏转角度可调。其中通过改变喷枪插孔的角度即可调整每个喷枪2的偏转角度。具体地，每个喷枪插孔可以设在一块保温砖上，将设有喷枪插孔的保温砖称为枪口砖，在实际生产过程中，如果需要调整喷枪2的偏转角度，只需要更换相应位置的枪口砖即可。从而由于夹角可调，可根据炉体I的用途变化或物料变化调整喷吹角度，使炉体I在最适宜的工作参数下运行，增加了炉体I的适用范围和生产灵活性。
[0064]在本发明的一些实施例中，喷枪2安装在枪口砖上，枪口砖设有喷枪插孔，且枪口砖与枪口砖冷却铜水套组合镶嵌形成一整体，从而优化枪口附近区域的冷却效果。
[0065]在本发明的一些实施例中，富氧旋涡熔池熔炼炉100的喷枪口高度离炉底距离为400-1500mm，出渣口 15位于喷枪口上部400-800mm ;富氧旋涡熔池熔炼炉100还包括放空口和下渣口，放空口位于炉底，下渣口位于喷枪口下部200-400mm，用于热态下更换喷枪及枪口砖。
[0066]如图2所示，根据本发明的具体实施例，每个喷枪2相对于水平方向向下倾斜地设置。也就是说，每个喷枪插孔在从外到内的方向上向下倾斜延伸。从而通过使得每个喷枪2向下倾斜设置，还可以造成一定的上下翻腾的效果，有利于炉腔10内熔体更快速、充分反应，能够进一步提高炉体I的处理能力。
[0067]在本发明的一些实施例中，如图2所示，炉腔10的底面为球缺形。也就是说，炉腔10的底面形成为向下凹入的球缺形。从而球缺形的炉底使得炉内耐火砖承受的应力比较均匀，极大避免了拱砖、掉砖现象，大大延长了炉体I有效工作时间和运行寿命。
[0068]进一步的，所述炉底具有2-5mm宽的通缝，且所述炉底的钢板上设有直径2cm左右的排铅口，用于当所述锌浸渣中含铅时，将沉积到炉底的金属铅通过所述通缝从所述排铅口排出。
[0069]如图1和图2所示，根据本发明的一些实施例，侧壁12的耐火层的外面设有铜水套冷却装置3。通过设有铜水套冷却装置3，可以降低炉体I的侧壁12的耐火层的温度，延长炉体I的侧壁12的耐火层的使用寿命，从而延长炉体I的使用寿命。
[0070]在图2的示例中，炉体I还包括裙座4和炉体基础5，裙座4与炉体基础5上的预埋螺栓6连接，炉体I固定在裙座4上，从而可以有效防止熔池熔炼时炉体I的位移和晃动。
[0071]如图2所示，炉体I的顶壁11上还设有探渣口 19和保温烧嘴口 18，探渣口 19为采样口，保温烧嘴口 18用于安装保温烧嘴。
[0072]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0073]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0074]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1.一种采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法，其特征在于，所述富氧旋涡熔池熔炼炉包括:炉体和多个喷枪，所述炉体内具有炉腔，所述炉体具有加料口、烟气出口和出渣口，所述炉腔具有圆形横截面，所述炉体的侧壁上设有沿所述炉体的周向间隔分布的多个喷枪插孔；所述喷枪插入到所述喷枪插孔内且多个所述喷枪沿同一方向偏离所述炉腔的圆形横截面的圆心； 所述方法包括如下步骤: 将锌浸渣和还原煤经过自动配料后，通过所述加料口投入炉体内；采用所述喷枪将燃料和富氧空气喷入到炉内熔池中，由于喷枪以偏离圆心一定角度喷入所述燃料和富氧空气，造成熔池内产生旋涡，加速了锌浸渣的分解及氧化锌还原挥发，生成含锌量小于8%的低锌熔渣和烟气；将所述低锌熔渣送贫化炉进行深度贫化，得到含锌量小于2.5%的贫化炉渣。2.根据权利要求1所述的采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法，其特征在于，多个所述喷枪的喷吹方向偏离所述炉腔的圆形横截面的圆心的角度相同。3.根据权利要求1所述的采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法，其特征在于，所述喷枪的喷吹端和所述炉腔的圆形横截面的圆心之间连线与该喷枪的喷吹方向之间的夹角在5-60度的范围内。4.根据权利要求1所述的采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法，其特征在于，所述多个喷枪沿所述炉腔的周向均匀布置。5.根据权利要求1所述的采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法，其特征在于，所述炉体上设有二次风口，所述炉体外的空气从所述二次风口进入到所述炉腔内参与炉内CO，Zn蒸汽等二次燃烧等。6.根据权利要求1所述的采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法，其特征在于，所述喷枪的喷吹端位于熔池下部。7.根据权利要求1所述的采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法，其特征在于，所述喷枪相对于水平方向向下倾斜地设置。8.根据权利要求1所述的采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法，其特征在于，所述炉腔的底面为球缺形。9.根据权利要求1所述的采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法，其特征在于，所述炉体包括顶壁、侧壁和位于底部的炉缸，所述侧壁和所述炉缸的耐火层为镁铬砖层，所述顶壁的耐火层为耐火钢纤维捣打料层或所述顶壁为膜式壁。10.根据权利要求9所述的采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法，其特征在于，所述侧壁的耐火层的外面设有铜水套冷却装置。11.根据权利要求1所述的采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法，其特征在于，所述喷枪安装在枪口砖上，所述枪口砖设有所述喷枪插孔，且所述枪口砖与枪口砖冷却铜水套组合镶嵌形成一整体。12.根据权利要求1所述的采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法，其特征在于，所述富氧旋涡熔池熔炼炉的喷枪口高度离炉底距离为400-1500mm，所述出渣口位于喷枪口上部400-800mm ;所述富氧旋涡熔池熔炼炉还包括放空口和下渣口，所述放空口位于炉底，所述下渣口位于喷枪口下部200-400mm，用于热态下更换喷枪及枪口砖。13.根据权利要求12所述的采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法，其特征在于，所述贫化炉为所述富氧旋涡熔池熔炼炉，且所述贫化炉的炉墙距离炉底4-6m处设有低锌熔渣进口。14.根据权利要求8所述的采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法，其特征在于，所述炉底具有2-5mm宽的通缝，且所述炉底的钢板上设有直径2cm左右的排铅口，用于当所述锌浸渣中含铅时，将沉积到炉底的金属铅通过所述通缝从所述排铅口排出。
【专利摘要】本发明公开了一种采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理锌浸渣的方法，富氧旋涡熔池熔炼炉包括：炉体和多个喷枪，炉腔具有圆形横截面，炉体侧壁上设有周向间隔的多个喷枪插孔；喷枪插入到喷枪插孔内且多个喷枪沿同一方向偏离炉腔的圆形横截面的圆心；方法包括如下步骤：将锌浸渣和还原煤自动配料后通过加料口投入炉体内；采用喷枪将燃料和富氧空气喷入炉内熔池，燃料和富氧空气以偏离圆心一定角度喷入，使熔池内产生旋涡，加速了锌浸渣分解及氧化锌还原挥发，生成含锌量小于8％的低锌熔渣和烟气；将低锌熔渣送贫化炉进行深度贫化，得到含锌量小于2.5％的贫化炉渣。根据本发明实施例的方法，炉体寿命长、床能率高、能耗低、操作环境好。
【IPC分类】C22B19/30
【公开号】CN104894394
【申请号】CN201510373902
【发明人】陈学刚, 徐华军, 许良, 姚建明, 吴卫国
【申请人】中国恩菲工程技术有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月30日
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