双顶吹冶炼装置和双顶吹冶炼方法
双顶吹冶炼装置和双顶吹冶炼方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及金属冶炼领域，具体而言，涉及双顶吹冶炼装置，还涉及双顶吹冶炼方 法。
【背景技术】
[0002] 由于矿产资源的不断开发，矿山储量及品位都呈下降趋势。一方面，冶炼企业逐渐 开始处理多金属复杂伴生矿，与此同时产生大量含有价金属的废渣、二次物料（如烟尘、酸 泥和电镀污泥等）。另一方面，冶炼企业的原料逐渐延伸到数量巨大、多金属伴生、有价元 素含量低的各种冶金中间物料、冶金精炼渣、冶金水碎渣、浸出渣。
【发明内容】
[0003] 本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提 出一种具有原料适应性强的优点的双顶吹冶炼装置。
[0004] 本发明还提出一种具有原料适应性强的优点的双顶吹冶炼方法。
[0005] 根据本发明第一方面实施例的双顶吹冶炼装置包括：炉体，所述炉体内具有炉腔， 所述炉腔的下部构造成沉淀池，所述炉腔内设有分隔件以将所述沉淀池分隔成彼此连通的 氧化区和还原区，所述炉腔的与所述氧化区相对的顶壁上设有第一出烟口、第一顶吹口和 用于向所述氧化区投加原料和熔剂的加料口，所述炉腔的与所述还原区相对的顶壁上设有 第二顶吹口和第二出烟口，所述氧化区的底壁或侧壁上设有出料口，所述还原区的侧壁上 设有出渣口；用于向所述氧化区的第一氧化渣层内喷入燃料和含氧气体的第一顶吹喷枪， 所述第一顶吹喷枪设在所述第一顶吹口处，所述第一顶吹喷枪的出口浸没在所述氧化区的 第一氧化渣层内；和用于向所述还原区的第二氧化渣层内喷入燃料、含氧气体和还原剂的 第二顶吹喷枪，所述第二顶吹喷枪设在所述第二顶吹口处，所述第二顶吹喷枪的出口浸没 在所述还原区的第二氧化渣层内。
[0006] 根据本发明实施例的双顶吹冶炼装置具有原料适应性强的优点。
[0007] 另外，根据本发明上述实施例的双顶吹冶炼装置还可以具有如下附加的技术特 征：
[0008] 根据本发明的一个实施例，所述炉腔的与所述还原区相对的顶壁上设有还原剂入
[0009] 根据本发明的一个实施例，所述分隔件的下端与所述沉淀池的底壁间隔预定距 离。
[0010] 根据本发明的一个实施例，所述分隔件的下端与所述沉淀池的底壁相连，所述分 隔件上设有用于连通所述氧化区和所述还原区的连通通道。
[0011] 根据本发明的一个实施例，所述分隔件为耐火隔墙，所述耐火隔墙内设有冷却水 套或者所述耐火隔墙为水冷耐火隔墙。
[0012] 根据本发明的一个实施例，所述炉腔的与所述氧化区相对的顶壁上设有含氧气体 入口。
[0013] 根据本发明的一个实施例，所述氧化区的壁和所述还原区的壁中的每一个上都设 有耐火保护层，所述耐火保护层的内壁或外壁上设有冷却水套。
[0014] 根据本发明第二方面实施例的利用根据本发明第一方面所述的双顶吹冶炼装置 实施的双顶吹冶炼方法，所述双顶吹冶炼方法包括以下步骤：
[0015] 将原料和熔剂按比例混合，其中所述原料选自铜精矿、镍精矿、铅精矿、冶金水碎 渣、冶金精炼渣、浸出渣、冶金中间物料、烟尘、酸泥、电镀污泥中的一种或多种；
[0016] 通过加料口向氧化区投加所述原料和所述熔剂，所述原料和所述熔剂落在所述氧 化区的第一氧化渣层上，并利用第一顶吹喷枪将燃料和含氧气体喷入到所述氧化区的第一 氧化渣层内，以便对所述原料进行氧化熔炼并产生熔体，所述熔体在所述氧化区内形成第 一氧化渣层和第一粗金属层；
[0017] 所述氧化区内的氧化渣进入到还原区内并形成第二氧化渣层；
[0018] 利用所述第二顶吹喷枪将燃料、含氧气体和还原剂喷入到所述第二氧化渣层内， 以便对所述还原区内的氧化渣进行还原熔炼并产生还原渣和粗金属；和
[0019] 所述还原渣通过出渣口排出，所述粗金属进入所述氧化区内并与所述氧化区内的 粗金属通过出料口排出。
[0020] 根据本发明实施例的双顶吹冶炼方法具有原料适应性强的优点。
【附图说明】
[0021] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中：
[0022] 图1是根据本发明实施例的双顶吹冶炼装置的结构示意图；
[0023] 图2是根据本发明实施例的双顶吹冶炼方法的流程图。
【具体实施方式】
[0024] 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，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。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。
[0025] 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。
[0026] 由于不同金属的物理性质和化学性质存在很大差异，因此不同金属的冶炼装置也 存在很大差异。如果直接利用一种金属的冶炼装置来冶炼另一种金属，那么不仅会导致冶 炼失败，甚至还会引发生产安全事故。
[0027] 下面参考附图描述根据本发明实施例的双顶吹冶炼装置10。如图1所示，根据本 发明实施例的双顶吹冶炼装置10包括炉体101、第一顶吹喷枪（图中未示出）和第二顶吹 喷枪（图中未示出）。
[0028] 炉体101内具有炉腔1011，炉腔1011的下部构造成沉淀池1012。换言之，炉腔 1011的下部形成沉淀池1012。也就是说，炉腔1011的下部为沉淀池1012。炉腔1011内设 有分隔件1013以将沉淀池1012分隔成彼此连通的氧化区1014和还原区1015。炉腔1011 的与氧化区1014相对的顶壁上设有第一出烟口（图中未示出）、第一顶吹口 1016和用于向 氧化区1014投加原料和熔剂的加料口 1017。炉腔1011的与还原区1015相对的顶壁上设 有第二出烟口（图中未示出）和第二顶吹口 1018。氧化区1014的底壁或侧壁上设有出料 口 1020,还原区1015的侧壁上设有出渣口 1019。
[0029] 第一顶吹喷枪设在顶吹口 1016处，第一顶吹喷枪的出口浸没在氧化区1014的第 一氧化渣层Ll内。第一顶吹喷枪用于向氧化区1014的第一氧化渣层Ll内喷入燃料和含 氧气体。第二顶吹喷枪设在第二顶吹口 1018处，第二顶吹喷枪的出口浸没在还原区1015 的第二氧化渣层L2内。第二顶吹喷枪用于向还原区1015的第二氧化渣层L2内喷入燃料、 含氧气体和还原剂。
[0030] 下面参考图1和图2描述根据本发明实施例的双顶吹冶炼方法。根据本发明实施 例的双顶吹冶炼方法通过根据本发明实施例的双顶吹冶炼装置10实施。
[0031] 根据本发明实施例的双顶吹冶炼方法包括以下步骤：
[0032] 将原料和熔剂按比例混合，该原料选自铜精矿、镍精矿、铅精矿、冶金精炼渣、冶金 水碎渣、浸出渣、冶金中间物料、烟尘、酸泥、电镀污泥中的一种或多种；
[0033] 通过加料口 1017向氧化区1014投加该原料和该熔剂，该原料和该熔剂落在氧化 区1014的第一氧化渣层Ll上，并利用第一顶吹喷枪将燃料和含氧气体喷入到氧化区1014 的第一氧化渣层Ll内，以便对原料进行氧化熔炼并产生熔体，该熔体在氧化区1014内形成 第一氧化渣层Ll和第一粗金属层L3 ;
[0034] 氧化区1014内的氧化渣进入到还原区1015内并形成第二氧化渣层L2 ;
[0035] 利用第二顶吹喷枪将燃料、含氧气体和还原剂喷入到第二氧化渣层L2内，以便对 还原区1015内的氧化渣进行还原熔炼并产生还原渣和粗金属；和
[0036] 还原渣通过出渣口 1019排出，粗金属进入氧化区1014内并与氧化区1014内的粗 金属通过出料口 1020排出。
[0037] 根据本发明实施例的双顶吹冶炼装置10通过在炉腔1011内设置将沉淀池1012 分隔为彼此连通的氧化区1014和还原区1015,从而可以在氧化区1014内完成氧化熔炼且 在还原区101 5内完成还原熔炼。由此可以使包括氧化熔炼和还原熔炼的冶炼过程在双顶 吹冶炼装置10内顺利地、连续地进行，从而不仅可以提高冶炼强度和冶炼效率，而且与现 有的包括氧化炉和还原炉的冶炼装置相比，双顶吹冶炼装置10具有投资小、占地面积小等 优点。
[0038] 而且，根据本发明实施例的双顶吹冶炼装置10结构紧凑且可保证氧化反应和还 原反应顺利地进行，高效地利用了熔体的潜热，具有高效节能的优点。通过第一顶吹喷枪 和第二顶吹喷枪喷射物质，可以搅动熔体进行反应，极大地改善了反应的热力学、动力学条 件，使反应高效地进行，缩短了操作时间，热量外泄少，同时漏入的冷空气少，节省了用于维 持炉温的燃料消耗，使操作更安全。
[0039] 由于矿产资源的不断开发，矿山储量及品位都呈下降趋势。一方面，冶炼企业逐渐 开始处理多金属复杂伴生矿，与此同时产生大量含有价金属的废渣、二次物料（如烟尘、酸 泥和电镀污泥等）。另一方面，冶炼企业的原料逐渐延伸到数量巨大、多金属伴生、有价元 素含量低的各种冶金中间物料、冶金精炼渣、冶金水碎渣、浸出渣。
[0040] 根据本发明实施例的双顶吹冶炼装置10通过利用铜精矿、镍精矿、铅精矿、冶金 精炼渣、冶金水碎渣、浸出渣、冶金中间物料、烟尘、酸泥、电镀污泥中的一种或多种作为原 料，从而具有原料适应性强的优点。
[0041] 因此，根据本发明实施例的双顶吹冶炼装置10具有冶炼强度高、冶炼效率高、投 资小、占地面积小、结构简单紧凑、节能高效、操作安全环保、原料适应性强等优点。
[0042] 根据本发明实施例的双顶吹冶炼方法具有冶炼强度高、冶炼效率高、节能高效、操 作安全环保、原料适应性强等优点。
[0043] 如图1所示，根据本发明的一些实施例的双顶吹冶炼装置10包括炉体101、用于 向氧化区1014的第一氧化渣层Ll内喷入燃料和含氧气体的第一顶吹喷枪和用于向还原区 1015的第二氧化渣层L2内喷入燃料、含氧气体和还原剂的第二顶吹喷枪。
[0044] 炉体101内具有炉腔1011，炉腔1011的下部构造成沉淀池1012。炉腔1011内设 有分隔件1013以将沉淀池1012分隔成彼此连通的氧化区1014和还原区1015。也就是说， 炉腔1011内设有分隔件1013,分隔件1013将炉腔1011分隔为氧化腔和还原腔，该氧化腔 的下部构造成（形成）氧化区1014,该还原腔的下部构造成（形成）还原区1015,氧化区 1014和还原区1015彼此连通。换言之，双顶吹冶炼装置10的炉体101可以是双炉膛炉型。
[0045] 该氧化腔的位于氧化区1014上方的部分可以是立式圆柱形结构，该还原腔的位 于还原区1015上方的部分可以是立式圆柱形结构。氧化区1014的尺寸和还原区1015的 尺寸（直径、高度、高径比）可以根据处理原料的类型和数量变化进行合理调节。
[0046] 炉体101的沉淀池1012可以为椭圆形、圆形或者矩形。沉淀池1012的大小可以 根据氧化区1014和还原区1015的尺寸以及处理原料的类型和数量变化进行合理调节。优 选地，沉淀池1012为椭圆形。
[0047] 有利地，氧化区1014的壁和还原区1015的壁中的每一个上都设有耐火保护层，该 耐火保护层的内壁或外壁上设有冷却水套。由此可以延长双顶吹冶炼装置10的使用寿命。
[0048] 炉腔1011的与氧化区1014相对的顶壁上设有该第一出烟口、第一顶吹口 1016和 用于向氧化区1014投加原料和熔剂的加料口 1017。换言之，该氧化腔的顶壁上设有该第一 出烟口、第一顶吹口 1016和加料口 1017。炉腔1011的与还原区1015相对的顶壁上设有该 第二出烟口和第二顶吹口 1018。也就是说，该还原腔的顶壁上设有该第二出烟口和第二顶 吹口 1018。
[0049] 原料和熔剂按比例混合后通过加料口 1017投加到氧化区1014内，该原料和该熔 剂掉落在氧化区1014的第一氧化渣层Ll上。
[0050] 该原料选自铜精矿、镍精矿、铅精矿、冶金精炼渣、冶金水碎渣、浸出渣、冶金中间 物料、烟尘、酸泥、电镀污泥中的一种或多种。该熔剂可以是石英砂或石灰石，所述熔剂还可 以是石英砂和石灰石的混合物。
[0051] 第一顶吹喷枪设在第一顶吹口 1016处，第一顶吹喷枪的出口浸没在氧化区1014 的第一氧化渣层Ll内。第一顶吹喷枪将燃料和含氧气体喷入氧化区1014的第一氧化渣层 Ll内。该含氧气体搅动氧化区1014的氧化渣（渣层熔体）并与该原料发生冶金反应。
[0052] 其中，该含氧气体可以是富氧气体，该富氧气体的含氧量可以是40v%-70v% (体 积百分比），该燃料可以选自粉煤、天然气和重油中的一种或多种。
[0053] 有利地，第一顶吹喷枪还向氧化区1014的第一氧化渣层Ll内喷入压缩空气。由 此可以利用该压缩空气和该含氧气体搅动氧化区1014的氧化渣（渣层熔体），从而可以进 一步改善反应的热力学、动力学条件，使反应更加高效地进行，进一步缩短操作时间。
[0054] 在氧化区1014内对该原料进行氧化熔炼并产生熔体（该熔体包括氧化渣和粗金 属），该熔体在氧化区1014内形成第一氧化渣层Ll和和位于第一氧化渣层Ll下方的第一 粗金属层L3。其中，形成第一氧化渣层Ll的氧化渣进入到还原区1015内并形成第二氧化 渣层L2。
[0055] 第二顶吹喷枪设在第二顶吹口 1018处，第二顶吹喷枪的出口浸没在还原区1015 的第二氧化渣层L2内。
[0056] 利用第二顶吹喷枪向还原区1015的第二氧化渣层L2内喷入燃料、含氧气体和还 原剂，以便对还原区1015内的氧化渣进行还原熔炼并产生还原渣和粗金属。其中，该粗金 属形成位于第二氧化渣层L2下方的第二粗金属层L4。其中，该含氧气体可以是富氧气体， 该富氧气体的含氧量可以是40v% -70v% (体积百分比），该燃料可以选自粉煤、天然气和 重油中的一种或多种。
[0057] 有利地，第二顶吹喷枪还向还原区1015的第二氧化渣层L2内喷入压缩空气。由 此可以利用该压缩空气和该含氧气体搅动还原区1015的氧化渣（渣层熔体），从而可以进 一步改善反应的热力学、动力学条件，使反应更加高效地进行，进一步缩短操作时间。
[0058] 如图1所示，在本发明的一个具体示例中，炉腔1011的与还原区1015相对的顶壁 上设有还原剂入口 1021。换言之，该还原腔的顶壁上设有还原剂入口 1021。由此可以通过 还原剂入口 1021向还原区1015内投加还原剂，从而可以更加充分地对还原区1015内的氧 化渣进行还原熔炼，强化还原效果。由还原剂入口 1021投加的还原剂可以是颗粒状固体还 原剂，例如焦炭、块煤等。
[0059] 如图1所示，氧化区1014的底壁或侧壁上设有出料口 1020,还原区1015的侧壁上 设有出渣口 1019。该还原渣通过出渣口 1019排出，还原熔炼氧化渣得到的粗金属进入氧化 区1014内并与氧化区1014内的粗金属通过出料口 1020排出。
[0060] 在本发明的一些示例中，如图1所示，分隔件1013的下端与沉淀池1012的底壁间 隔预定距离。换言之，分隔件1013的下端与炉腔1011的底壁间隔预定距离。由此分隔件 1013的下端与沉淀池1012的底壁（炉腔1011的底壁）之间可以形成用于连通氧化区1014 和还原区1015的连通通道，形成第一氧化渣层Ll的氧化渣可以通过该连通通道进入到还 原区1015内，还原熔炼氧化渣得到的粗金属可以通过该连通通道进入到氧化区1014。
[0061] 在本发明的一个实施例中，分隔件1013的下端与沉淀池1012的底壁相连，分隔件 1013上设有用于连通氧化区1014和还原区1015的连通通道，形成第一氧化渣层Ll的氧化 渣可以通过该连通通道进入到还原区1015内，还原熔炼氧化渣得到的粗金属可以通过该 连通通道进入到氧化区1014。
[0062] 有利地，分隔件1013可以是耐火隔墙，该耐火隔墙内设有冷却水套或者该耐火隔 墙为水冷耐火隔墙。
[0063] 分隔件1013在炉腔1011内的位置没有 特殊限制，可以根据还原区1015的宽度进 行合理调节，还原区1015的宽度可以根据处理原料的类型和数量变化进行合理调节。
[0064] 在本发明的一个示例中，炉腔1011的与氧化区1014相对的顶壁上设有含氧气体 入口（图中未示出），即该氧化腔的顶壁上设有该含氧气体入口。由此可以通过向氧化区 1014的上部空间注入空气，以便供给过燃烧反应，从而保证烟气中有害物质充分燃烧。
[0065] 以处理铜精矿为例，实施根据本发明实施例的双顶吹冶炼方法的主要技术操作条 件如下：
[0066] 炉淹温度 约1250? (正负100°C的浮动范围）
[0067] 粗金属温度 约1250°C 富氧浓度 ~45 % 鼓风压力 0· 15MPa 炉顶负压 -50~_400Pa 烟气温度 1100-?20〇υ 物料含水 <10% 冷却水压力 0. 4MPa 冷却水温度 进水<30°C,出水<40Γ
[0068] 获得的产物是：
[0069] 产品：粗金属。
[0070] 副产品：澄、烟气及烟尘。
[0071] 实施根据本发明实施例的双顶吹冶炼方法的主要技术经济指标如下：
[0072] 粗金属品位 ~56 % 渣成分 0.6~1.0% 床能率 ~80tAin2· d) 脱硫率 75~80 % 燃煤率(对炉料）~1.0 % 熔剂率 ~15 % 烟尘率 ~2. 5% 直收率 ~95 %
[0073] 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。
[0074] 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。
[0075] 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。
[0076] 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。
[0077] 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。
[0078] 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. 一种双顶吹冶炼装置，其特征在于，包括： 炉体，所述炉体内具有炉腔，所述炉腔的下部构造成沉淀池，所述炉腔内设有分隔件以 将所述沉淀池分隔成彼此连通的氧化区和还原区，所述炉腔的与所述氧化区相对的顶壁上 设有第一出烟口、第一顶吹口和用于向所述氧化区投加原料和熔剂的加料口，所述炉腔的 与所述还原区相对的顶壁上设有第二顶吹口和第二出烟口，所述氧化区的底壁或侧壁上设 有出料口，所述还原区的侧壁上设有出渣口； 用于向所述氧化区的第一氧化渣层内喷入燃料和含氧气体的第一顶吹喷枪，所述第一 顶吹喷枪设在所述第一顶吹口处，所述第一顶吹喷枪的出口浸没在所述氧化区的第一氧化 渣层内；和 用于向所述还原区的第二氧化渣层内喷入燃料、含氧气体和还原剂的第二顶吹喷枪， 所述第二顶吹喷枪设在所述第二顶吹口处，所述第二顶吹喷枪的出口浸没在所述还原区的 第二氧化渣层内。2. 根据权利要求1所述的双顶吹冶炼装置，其特征在于，所述炉腔的与所述还原区相 对的顶壁上设有还原剂入口。3. 根据权利要求1所述的双顶吹冶炼装置，其特征在于，所述分隔件的下端与所述沉 淀池的底壁间隔预定距离。4. 根据权利要求1所述的双顶吹冶炼装置，其特征在于，所述分隔件的下端与所述沉 淀池的底壁相连，所述分隔件上设有用于连通所述氧化区和所述还原区的连通通道。5. 根据权利要求1所述的双顶吹冶炼装置，其特征在于，所述分隔件为耐火隔墙，所述 耐火隔墙内设有冷却水套或者所述耐火隔墙为水冷耐火隔墙。6. 根据权利要求1-5中任一项所述的双顶吹冶炼装置，其特征在于，所述炉腔的与所 述氧化区相对的顶壁上设有含氧气体入口。7. 根据权利要求1-6中任一项所述的双顶吹冶炼装置，其特征在于，所述氧化区的壁 和所述还原区的壁中的每一个上都设有耐火保护层，所述耐火保护层的内壁或外壁上设有 冷却水套。8. -种利用根据权利要求1-7中任一项所述的双顶吹冶炼装置实施的双顶吹冶炼方 法，其特征在于，所述双顶吹冶炼方法包括以下步骤： 将原料和熔剂按比例混合，其中所述原料选自铜精矿、镍精矿、铅精矿、冶金水碎渣、冶 金精炼渣、浸出渣、冶金中间物料、烟尘、酸泥、电镀污泥中的一种或多种； 通过加料口向氧化区投加所述原料和所述熔剂，所述原料和所述熔剂落在所述氧化区 的第一氧化渣层上，并利用第一顶吹喷枪将燃料和含氧气体喷入到所述氧化区的第一氧化 渣层内，以便对所述原料进行氧化熔炼并产生熔体，所述熔体在所述氧化区内形成第一氧 化渣层和第一粗金属层； 所述氧化区内的氧化渣进入到还原区内并形成第二氧化渣层； 利用所述第二顶吹喷枪将燃料、含氧气体和还原剂喷入到所述第二氧化渣层内，以便 对所述还原区内的氧化渣进行还原熔炼并产生还原渣和粗金属；和 所述还原渣通过出渣口排出，所述粗金属进入所述氧化区内并与所述氧化区内的粗金 属通过出料口排出。
【专利摘要】本发明公开了一种双顶吹冶炼装置和双顶吹冶炼方法。所述双顶吹冶炼装置包括：具有炉腔的炉体，炉腔的下部构造成沉淀池，炉腔内设有分隔件以将沉淀池分隔成彼此连通的氧化区和还原区，炉腔的顶壁上设有第一出烟口、第一顶吹口、加料口、第二顶吹口和第二出烟口，氧化区的底壁或侧壁上设有出料口，还原区的侧壁上设有出渣口；第一顶吹喷枪，第一顶吹喷枪设在第一顶吹口处且出口浸没在氧化区的第一氧化渣层内；和第二顶吹喷枪，第二顶吹喷枪设在第二顶吹口处且出口浸没在还原区的第二氧化渣层内。根据本发明实施例的双顶吹冶炼装置具有冶炼强度高、冶炼效率高、投资小、占地面积小、结构简单紧凑、节能高效、操作安全环保、原料适应性强等优点。
【IPC分类】C22B5/10
【公开号】CN104894378
【申请号】CN201510329232
【发明人】王玮, 杨慧兰
【申请人】中国瑞林工程技术有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月15日
【技术领域】
[0001] 本发明涉及金属冶炼领域，具体而言，涉及双顶吹冶炼装置，还涉及双顶吹冶炼方 法。
【背景技术】
[0002] 由于矿产资源的不断开发，矿山储量及品位都呈下降趋势。一方面，冶炼企业逐渐 开始处理多金属复杂伴生矿，与此同时产生大量含有价金属的废渣、二次物料（如烟尘、酸 泥和电镀污泥等）。另一方面，冶炼企业的原料逐渐延伸到数量巨大、多金属伴生、有价元 素含量低的各种冶金中间物料、冶金精炼渣、冶金水碎渣、浸出渣。
【发明内容】
[0003] 本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提 出一种具有原料适应性强的优点的双顶吹冶炼装置。
[0004] 本发明还提出一种具有原料适应性强的优点的双顶吹冶炼方法。
[0005] 根据本发明第一方面实施例的双顶吹冶炼装置包括：炉体，所述炉体内具有炉腔， 所述炉腔的下部构造成沉淀池，所述炉腔内设有分隔件以将所述沉淀池分隔成彼此连通的 氧化区和还原区，所述炉腔的与所述氧化区相对的顶壁上设有第一出烟口、第一顶吹口和 用于向所述氧化区投加原料和熔剂的加料口，所述炉腔的与所述还原区相对的顶壁上设有 第二顶吹口和第二出烟口，所述氧化区的底壁或侧壁上设有出料口，所述还原区的侧壁上 设有出渣口；用于向所述氧化区的第一氧化渣层内喷入燃料和含氧气体的第一顶吹喷枪， 所述第一顶吹喷枪设在所述第一顶吹口处，所述第一顶吹喷枪的出口浸没在所述氧化区的 第一氧化渣层内；和用于向所述还原区的第二氧化渣层内喷入燃料、含氧气体和还原剂的 第二顶吹喷枪，所述第二顶吹喷枪设在所述第二顶吹口处，所述第二顶吹喷枪的出口浸没 在所述还原区的第二氧化渣层内。
[0006] 根据本发明实施例的双顶吹冶炼装置具有原料适应性强的优点。
[0007] 另外，根据本发明上述实施例的双顶吹冶炼装置还可以具有如下附加的技术特 征：
[0008] 根据本发明的一个实施例，所述炉腔的与所述还原区相对的顶壁上设有还原剂入
[0009] 根据本发明的一个实施例，所述分隔件的下端与所述沉淀池的底壁间隔预定距 离。
[0010] 根据本发明的一个实施例，所述分隔件的下端与所述沉淀池的底壁相连，所述分 隔件上设有用于连通所述氧化区和所述还原区的连通通道。
[0011] 根据本发明的一个实施例，所述分隔件为耐火隔墙，所述耐火隔墙内设有冷却水 套或者所述耐火隔墙为水冷耐火隔墙。
[0012] 根据本发明的一个实施例，所述炉腔的与所述氧化区相对的顶壁上设有含氧气体 入口。
[0013] 根据本发明的一个实施例，所述氧化区的壁和所述还原区的壁中的每一个上都设 有耐火保护层，所述耐火保护层的内壁或外壁上设有冷却水套。
[0014] 根据本发明第二方面实施例的利用根据本发明第一方面所述的双顶吹冶炼装置 实施的双顶吹冶炼方法，所述双顶吹冶炼方法包括以下步骤：
[0015] 将原料和熔剂按比例混合，其中所述原料选自铜精矿、镍精矿、铅精矿、冶金水碎 渣、冶金精炼渣、浸出渣、冶金中间物料、烟尘、酸泥、电镀污泥中的一种或多种；
[0016] 通过加料口向氧化区投加所述原料和所述熔剂，所述原料和所述熔剂落在所述氧 化区的第一氧化渣层上，并利用第一顶吹喷枪将燃料和含氧气体喷入到所述氧化区的第一 氧化渣层内，以便对所述原料进行氧化熔炼并产生熔体，所述熔体在所述氧化区内形成第 一氧化渣层和第一粗金属层；
[0017] 所述氧化区内的氧化渣进入到还原区内并形成第二氧化渣层；
[0018] 利用所述第二顶吹喷枪将燃料、含氧气体和还原剂喷入到所述第二氧化渣层内， 以便对所述还原区内的氧化渣进行还原熔炼并产生还原渣和粗金属；和
[0019] 所述还原渣通过出渣口排出，所述粗金属进入所述氧化区内并与所述氧化区内的 粗金属通过出料口排出。
[0020] 根据本发明实施例的双顶吹冶炼方法具有原料适应性强的优点。
【附图说明】
[0021] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中：
[0022] 图1是根据本发明实施例的双顶吹冶炼装置的结构示意图；
[0023] 图2是根据本发明实施例的双顶吹冶炼方法的流程图。
【具体实施方式】
[0024] 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，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。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。
[0025] 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。
[0026] 由于不同金属的物理性质和化学性质存在很大差异，因此不同金属的冶炼装置也 存在很大差异。如果直接利用一种金属的冶炼装置来冶炼另一种金属，那么不仅会导致冶 炼失败，甚至还会引发生产安全事故。
[0027] 下面参考附图描述根据本发明实施例的双顶吹冶炼装置10。如图1所示，根据本 发明实施例的双顶吹冶炼装置10包括炉体101、第一顶吹喷枪（图中未示出）和第二顶吹 喷枪（图中未示出）。
[0028] 炉体101内具有炉腔1011，炉腔1011的下部构造成沉淀池1012。换言之，炉腔 1011的下部形成沉淀池1012。也就是说，炉腔1011的下部为沉淀池1012。炉腔1011内设 有分隔件1013以将沉淀池1012分隔成彼此连通的氧化区1014和还原区1015。炉腔1011 的与氧化区1014相对的顶壁上设有第一出烟口（图中未示出）、第一顶吹口 1016和用于向 氧化区1014投加原料和熔剂的加料口 1017。炉腔1011的与还原区1015相对的顶壁上设 有第二出烟口（图中未示出）和第二顶吹口 1018。氧化区1014的底壁或侧壁上设有出料 口 1020,还原区1015的侧壁上设有出渣口 1019。
[0029] 第一顶吹喷枪设在顶吹口 1016处，第一顶吹喷枪的出口浸没在氧化区1014的第 一氧化渣层Ll内。第一顶吹喷枪用于向氧化区1014的第一氧化渣层Ll内喷入燃料和含 氧气体。第二顶吹喷枪设在第二顶吹口 1018处，第二顶吹喷枪的出口浸没在还原区1015 的第二氧化渣层L2内。第二顶吹喷枪用于向还原区1015的第二氧化渣层L2内喷入燃料、 含氧气体和还原剂。
[0030] 下面参考图1和图2描述根据本发明实施例的双顶吹冶炼方法。根据本发明实施 例的双顶吹冶炼方法通过根据本发明实施例的双顶吹冶炼装置10实施。
[0031] 根据本发明实施例的双顶吹冶炼方法包括以下步骤：
[0032] 将原料和熔剂按比例混合，该原料选自铜精矿、镍精矿、铅精矿、冶金精炼渣、冶金 水碎渣、浸出渣、冶金中间物料、烟尘、酸泥、电镀污泥中的一种或多种；
[0033] 通过加料口 1017向氧化区1014投加该原料和该熔剂，该原料和该熔剂落在氧化 区1014的第一氧化渣层Ll上，并利用第一顶吹喷枪将燃料和含氧气体喷入到氧化区1014 的第一氧化渣层Ll内，以便对原料进行氧化熔炼并产生熔体，该熔体在氧化区1014内形成 第一氧化渣层Ll和第一粗金属层L3 ;
[0034] 氧化区1014内的氧化渣进入到还原区1015内并形成第二氧化渣层L2 ;
[0035] 利用第二顶吹喷枪将燃料、含氧气体和还原剂喷入到第二氧化渣层L2内，以便对 还原区1015内的氧化渣进行还原熔炼并产生还原渣和粗金属；和
[0036] 还原渣通过出渣口 1019排出，粗金属进入氧化区1014内并与氧化区1014内的粗 金属通过出料口 1020排出。
[0037] 根据本发明实施例的双顶吹冶炼装置10通过在炉腔1011内设置将沉淀池1012 分隔为彼此连通的氧化区1014和还原区1015,从而可以在氧化区1014内完成氧化熔炼且 在还原区101 5内完成还原熔炼。由此可以使包括氧化熔炼和还原熔炼的冶炼过程在双顶 吹冶炼装置10内顺利地、连续地进行，从而不仅可以提高冶炼强度和冶炼效率，而且与现 有的包括氧化炉和还原炉的冶炼装置相比，双顶吹冶炼装置10具有投资小、占地面积小等 优点。
[0038] 而且，根据本发明实施例的双顶吹冶炼装置10结构紧凑且可保证氧化反应和还 原反应顺利地进行，高效地利用了熔体的潜热，具有高效节能的优点。通过第一顶吹喷枪 和第二顶吹喷枪喷射物质，可以搅动熔体进行反应，极大地改善了反应的热力学、动力学条 件，使反应高效地进行，缩短了操作时间，热量外泄少，同时漏入的冷空气少，节省了用于维 持炉温的燃料消耗，使操作更安全。
[0039] 由于矿产资源的不断开发，矿山储量及品位都呈下降趋势。一方面，冶炼企业逐渐 开始处理多金属复杂伴生矿，与此同时产生大量含有价金属的废渣、二次物料（如烟尘、酸 泥和电镀污泥等）。另一方面，冶炼企业的原料逐渐延伸到数量巨大、多金属伴生、有价元 素含量低的各种冶金中间物料、冶金精炼渣、冶金水碎渣、浸出渣。
[0040] 根据本发明实施例的双顶吹冶炼装置10通过利用铜精矿、镍精矿、铅精矿、冶金 精炼渣、冶金水碎渣、浸出渣、冶金中间物料、烟尘、酸泥、电镀污泥中的一种或多种作为原 料，从而具有原料适应性强的优点。
[0041] 因此，根据本发明实施例的双顶吹冶炼装置10具有冶炼强度高、冶炼效率高、投 资小、占地面积小、结构简单紧凑、节能高效、操作安全环保、原料适应性强等优点。
[0042] 根据本发明实施例的双顶吹冶炼方法具有冶炼强度高、冶炼效率高、节能高效、操 作安全环保、原料适应性强等优点。
[0043] 如图1所示，根据本发明的一些实施例的双顶吹冶炼装置10包括炉体101、用于 向氧化区1014的第一氧化渣层Ll内喷入燃料和含氧气体的第一顶吹喷枪和用于向还原区 1015的第二氧化渣层L2内喷入燃料、含氧气体和还原剂的第二顶吹喷枪。
[0044] 炉体101内具有炉腔1011，炉腔1011的下部构造成沉淀池1012。炉腔1011内设 有分隔件1013以将沉淀池1012分隔成彼此连通的氧化区1014和还原区1015。也就是说， 炉腔1011内设有分隔件1013,分隔件1013将炉腔1011分隔为氧化腔和还原腔，该氧化腔 的下部构造成（形成）氧化区1014,该还原腔的下部构造成（形成）还原区1015,氧化区 1014和还原区1015彼此连通。换言之，双顶吹冶炼装置10的炉体101可以是双炉膛炉型。
[0045] 该氧化腔的位于氧化区1014上方的部分可以是立式圆柱形结构，该还原腔的位 于还原区1015上方的部分可以是立式圆柱形结构。氧化区1014的尺寸和还原区1015的 尺寸（直径、高度、高径比）可以根据处理原料的类型和数量变化进行合理调节。
[0046] 炉体101的沉淀池1012可以为椭圆形、圆形或者矩形。沉淀池1012的大小可以 根据氧化区1014和还原区1015的尺寸以及处理原料的类型和数量变化进行合理调节。优 选地，沉淀池1012为椭圆形。
[0047] 有利地，氧化区1014的壁和还原区1015的壁中的每一个上都设有耐火保护层，该 耐火保护层的内壁或外壁上设有冷却水套。由此可以延长双顶吹冶炼装置10的使用寿命。
[0048] 炉腔1011的与氧化区1014相对的顶壁上设有该第一出烟口、第一顶吹口 1016和 用于向氧化区1014投加原料和熔剂的加料口 1017。换言之，该氧化腔的顶壁上设有该第一 出烟口、第一顶吹口 1016和加料口 1017。炉腔1011的与还原区1015相对的顶壁上设有该 第二出烟口和第二顶吹口 1018。也就是说，该还原腔的顶壁上设有该第二出烟口和第二顶 吹口 1018。
[0049] 原料和熔剂按比例混合后通过加料口 1017投加到氧化区1014内，该原料和该熔 剂掉落在氧化区1014的第一氧化渣层Ll上。
[0050] 该原料选自铜精矿、镍精矿、铅精矿、冶金精炼渣、冶金水碎渣、浸出渣、冶金中间 物料、烟尘、酸泥、电镀污泥中的一种或多种。该熔剂可以是石英砂或石灰石，所述熔剂还可 以是石英砂和石灰石的混合物。
[0051] 第一顶吹喷枪设在第一顶吹口 1016处，第一顶吹喷枪的出口浸没在氧化区1014 的第一氧化渣层Ll内。第一顶吹喷枪将燃料和含氧气体喷入氧化区1014的第一氧化渣层 Ll内。该含氧气体搅动氧化区1014的氧化渣（渣层熔体）并与该原料发生冶金反应。
[0052] 其中，该含氧气体可以是富氧气体，该富氧气体的含氧量可以是40v%-70v% (体 积百分比），该燃料可以选自粉煤、天然气和重油中的一种或多种。
[0053] 有利地，第一顶吹喷枪还向氧化区1014的第一氧化渣层Ll内喷入压缩空气。由 此可以利用该压缩空气和该含氧气体搅动氧化区1014的氧化渣（渣层熔体），从而可以进 一步改善反应的热力学、动力学条件，使反应更加高效地进行，进一步缩短操作时间。
[0054] 在氧化区1014内对该原料进行氧化熔炼并产生熔体（该熔体包括氧化渣和粗金 属），该熔体在氧化区1014内形成第一氧化渣层Ll和和位于第一氧化渣层Ll下方的第一 粗金属层L3。其中，形成第一氧化渣层Ll的氧化渣进入到还原区1015内并形成第二氧化 渣层L2。
[0055] 第二顶吹喷枪设在第二顶吹口 1018处，第二顶吹喷枪的出口浸没在还原区1015 的第二氧化渣层L2内。
[0056] 利用第二顶吹喷枪向还原区1015的第二氧化渣层L2内喷入燃料、含氧气体和还 原剂，以便对还原区1015内的氧化渣进行还原熔炼并产生还原渣和粗金属。其中，该粗金 属形成位于第二氧化渣层L2下方的第二粗金属层L4。其中，该含氧气体可以是富氧气体， 该富氧气体的含氧量可以是40v% -70v% (体积百分比），该燃料可以选自粉煤、天然气和 重油中的一种或多种。
[0057] 有利地，第二顶吹喷枪还向还原区1015的第二氧化渣层L2内喷入压缩空气。由 此可以利用该压缩空气和该含氧气体搅动还原区1015的氧化渣（渣层熔体），从而可以进 一步改善反应的热力学、动力学条件，使反应更加高效地进行，进一步缩短操作时间。
[0058] 如图1所示，在本发明的一个具体示例中，炉腔1011的与还原区1015相对的顶壁 上设有还原剂入口 1021。换言之，该还原腔的顶壁上设有还原剂入口 1021。由此可以通过 还原剂入口 1021向还原区1015内投加还原剂，从而可以更加充分地对还原区1015内的氧 化渣进行还原熔炼，强化还原效果。由还原剂入口 1021投加的还原剂可以是颗粒状固体还 原剂，例如焦炭、块煤等。
[0059] 如图1所示，氧化区1014的底壁或侧壁上设有出料口 1020,还原区1015的侧壁上 设有出渣口 1019。该还原渣通过出渣口 1019排出，还原熔炼氧化渣得到的粗金属进入氧化 区1014内并与氧化区1014内的粗金属通过出料口 1020排出。
[0060] 在本发明的一些示例中，如图1所示，分隔件1013的下端与沉淀池1012的底壁间 隔预定距离。换言之，分隔件1013的下端与炉腔1011的底壁间隔预定距离。由此分隔件 1013的下端与沉淀池1012的底壁（炉腔1011的底壁）之间可以形成用于连通氧化区1014 和还原区1015的连通通道，形成第一氧化渣层Ll的氧化渣可以通过该连通通道进入到还 原区1015内，还原熔炼氧化渣得到的粗金属可以通过该连通通道进入到氧化区1014。
[0061] 在本发明的一个实施例中，分隔件1013的下端与沉淀池1012的底壁相连，分隔件 1013上设有用于连通氧化区1014和还原区1015的连通通道，形成第一氧化渣层Ll的氧化 渣可以通过该连通通道进入到还原区1015内，还原熔炼氧化渣得到的粗金属可以通过该 连通通道进入到氧化区1014。
[0062] 有利地，分隔件1013可以是耐火隔墙，该耐火隔墙内设有冷却水套或者该耐火隔 墙为水冷耐火隔墙。
[0063] 分隔件1013在炉腔1011内的位置没有 特殊限制，可以根据还原区1015的宽度进 行合理调节，还原区1015的宽度可以根据处理原料的类型和数量变化进行合理调节。
[0064] 在本发明的一个示例中，炉腔1011的与氧化区1014相对的顶壁上设有含氧气体 入口（图中未示出），即该氧化腔的顶壁上设有该含氧气体入口。由此可以通过向氧化区 1014的上部空间注入空气，以便供给过燃烧反应，从而保证烟气中有害物质充分燃烧。
[0065] 以处理铜精矿为例，实施根据本发明实施例的双顶吹冶炼方法的主要技术操作条 件如下：
[0066] 炉淹温度 约1250? (正负100°C的浮动范围）
[0067] 粗金属温度 约1250°C 富氧浓度 ~45 % 鼓风压力 0· 15MPa 炉顶负压 -50~_400Pa 烟气温度 1100-?20〇υ 物料含水 <10% 冷却水压力 0. 4MPa 冷却水温度 进水<30°C,出水<40Γ
[0068] 获得的产物是：
[0069] 产品：粗金属。
[0070] 副产品：澄、烟气及烟尘。
[0071] 实施根据本发明实施例的双顶吹冶炼方法的主要技术经济指标如下：
[0072] 粗金属品位 ~56 % 渣成分 0.6~1.0% 床能率 ~80tAin2· d) 脱硫率 75~80 % 燃煤率(对炉料）~1.0 % 熔剂率 ~15 % 烟尘率 ~2. 5% 直收率 ~95 %
[0073] 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。
[0074] 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。
[0075] 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。
[0076] 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。
[0077] 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。
[0078] 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. 一种双顶吹冶炼装置，其特征在于，包括： 炉体，所述炉体内具有炉腔，所述炉腔的下部构造成沉淀池，所述炉腔内设有分隔件以 将所述沉淀池分隔成彼此连通的氧化区和还原区，所述炉腔的与所述氧化区相对的顶壁上 设有第一出烟口、第一顶吹口和用于向所述氧化区投加原料和熔剂的加料口，所述炉腔的 与所述还原区相对的顶壁上设有第二顶吹口和第二出烟口，所述氧化区的底壁或侧壁上设 有出料口，所述还原区的侧壁上设有出渣口； 用于向所述氧化区的第一氧化渣层内喷入燃料和含氧气体的第一顶吹喷枪，所述第一 顶吹喷枪设在所述第一顶吹口处，所述第一顶吹喷枪的出口浸没在所述氧化区的第一氧化 渣层内；和 用于向所述还原区的第二氧化渣层内喷入燃料、含氧气体和还原剂的第二顶吹喷枪， 所述第二顶吹喷枪设在所述第二顶吹口处，所述第二顶吹喷枪的出口浸没在所述还原区的 第二氧化渣层内。2. 根据权利要求1所述的双顶吹冶炼装置，其特征在于，所述炉腔的与所述还原区相 对的顶壁上设有还原剂入口。3. 根据权利要求1所述的双顶吹冶炼装置，其特征在于，所述分隔件的下端与所述沉 淀池的底壁间隔预定距离。4. 根据权利要求1所述的双顶吹冶炼装置，其特征在于，所述分隔件的下端与所述沉 淀池的底壁相连，所述分隔件上设有用于连通所述氧化区和所述还原区的连通通道。5. 根据权利要求1所述的双顶吹冶炼装置，其特征在于，所述分隔件为耐火隔墙，所述 耐火隔墙内设有冷却水套或者所述耐火隔墙为水冷耐火隔墙。6. 根据权利要求1-5中任一项所述的双顶吹冶炼装置，其特征在于，所述炉腔的与所 述氧化区相对的顶壁上设有含氧气体入口。7. 根据权利要求1-6中任一项所述的双顶吹冶炼装置，其特征在于，所述氧化区的壁 和所述还原区的壁中的每一个上都设有耐火保护层，所述耐火保护层的内壁或外壁上设有 冷却水套。8. -种利用根据权利要求1-7中任一项所述的双顶吹冶炼装置实施的双顶吹冶炼方 法，其特征在于，所述双顶吹冶炼方法包括以下步骤： 将原料和熔剂按比例混合，其中所述原料选自铜精矿、镍精矿、铅精矿、冶金水碎渣、冶 金精炼渣、浸出渣、冶金中间物料、烟尘、酸泥、电镀污泥中的一种或多种； 通过加料口向氧化区投加所述原料和所述熔剂，所述原料和所述熔剂落在所述氧化区 的第一氧化渣层上，并利用第一顶吹喷枪将燃料和含氧气体喷入到所述氧化区的第一氧化 渣层内，以便对所述原料进行氧化熔炼并产生熔体，所述熔体在所述氧化区内形成第一氧 化渣层和第一粗金属层； 所述氧化区内的氧化渣进入到还原区内并形成第二氧化渣层； 利用所述第二顶吹喷枪将燃料、含氧气体和还原剂喷入到所述第二氧化渣层内，以便 对所述还原区内的氧化渣进行还原熔炼并产生还原渣和粗金属；和 所述还原渣通过出渣口排出，所述粗金属进入所述氧化区内并与所述氧化区内的粗金 属通过出料口排出。
【专利摘要】本发明公开了一种双顶吹冶炼装置和双顶吹冶炼方法。所述双顶吹冶炼装置包括：具有炉腔的炉体，炉腔的下部构造成沉淀池，炉腔内设有分隔件以将沉淀池分隔成彼此连通的氧化区和还原区，炉腔的顶壁上设有第一出烟口、第一顶吹口、加料口、第二顶吹口和第二出烟口，氧化区的底壁或侧壁上设有出料口，还原区的侧壁上设有出渣口；第一顶吹喷枪，第一顶吹喷枪设在第一顶吹口处且出口浸没在氧化区的第一氧化渣层内；和第二顶吹喷枪，第二顶吹喷枪设在第二顶吹口处且出口浸没在还原区的第二氧化渣层内。根据本发明实施例的双顶吹冶炼装置具有冶炼强度高、冶炼效率高、投资小、占地面积小、结构简单紧凑、节能高效、操作安全环保、原料适应性强等优点。
【IPC分类】C22B5/10
【公开号】CN104894378
【申请号】CN201510329232
【发明人】王玮, 杨慧兰
【申请人】中国瑞林工程技术有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月15日
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