采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理含锡物料的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种有色冶金方法，具体地涉及一种采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理含锡物料的方法。
【背景技术】
[0002]相关技术中的熔池熔炼冶金炉存在一个比较普遍的问题是从加料口加入到炉内的物料容易漂浮在熔体表层，无法充分参与熔池反应，影响生产效率，有时甚至不能正常生产。例如，相关技术中的侧吹熔炼技术中，侧吹喷枪朝向炉体的中心喷吹，喷吹对炉内熔体产生一定搅拌效果，但顶部加入的物料容易漂浮在熔体表面，难以进入熔体充分参与反应。相关技术中的顶吹熔炼技术虽然能搅动熔池，但顶吹喷枪的工作原理使得熔体在炉内上下翻腾过于剧烈，为了避免喷溅顶吹炉必须增加炉体高度，从而导致炉体施工困难，提高了炉体、喷枪的造价。
【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，本发明提出一种采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理含锡物料的方法，具有能耗低、熔炼效果好的优点。
[0004]根据本发明实施例的采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理含锡物料的方法，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、烟尘出口、出渣口和放出口，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:将含锡物料和还原煤通过所述加料口投入所述炉腔；采用所述喷枪将燃料和富氧空气喷入到所述炉腔内，产出粗锡和中间渣，粗锡从所述放出口放出；继续采用所述喷枪将燃料和富氧空气喷入到所述炉腔内，并加入还原煤，将所述中间渣熔炼生成高铁锡和熔渣，所述高铁锡从所述放出口放出，所述熔渣从所述出渣口排出。
[0005]根据本发明实施例的采用富氧旋涡熔池熔炼炉处理含锡物料的方法，能耗低，熔炼效果好，床能率高，炉体的有效工作时间和运行寿命长，有利于降低炉体高度，降低炉体建造难度和建造成本。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]优选地，所述多个喷枪沿所述炉腔的周向均匀布置。
[0009]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。
[0010]优选地，所述喷枪的喷吹端伸入到所述炉腔下部的熔池内。
[0011]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。
[0012]在本发明的优选实施例中，所述炉腔的底面为球缺形。
[0013]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。
[0014]进一步地，所述侧壁的耐火层的外面设有铜水套冷却装置。
【附图说明】
[0015]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。
[0016]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。
[0017]附图标记:
[0018]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、放出口 14、出渣口 15、加料口 16、烟尘出口 17、保温烧嘴口 18、探渣口 19、
[0019]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】
[0020]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。
[0021]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。
[0022]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。
[0023]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。
[0024]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处理含锡物料的方法，其中含锡物料可以为锡精矿、锡中矿等。
[0025]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。
[0026]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。
[0027]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。
[0028]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。
[0029]炉体I上还设有加料口 16、出渣口 15、放出口 14和烟尘出口 17，加料口 16和烟尘出口 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。
[0030]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。
[0031]根据本发明实施例的采用富氧旋涡熔池熔炼炉100处理含锡物料的方法，包括如下步骤:
[0032]将含锡物料和还原煤通过加料口 16投入炉腔，其中还原煤可以为块煤。
[0033]采用喷枪2将燃料介质喷入到炉腔内，含锡物料在炉腔内发生反应以生成粗锡、高铁锡、烟气和熔渣；熔渣从出渣口 15排出，粗锡和高铁锡从放出口 14排出，在含锡物料反应的过程中产生的烟气从烟尘出口 17排出。其中燃料介质为可以为粉煤，粉煤以空气或富氧空气为载体从喷枪2喷出。
[0034]具体而言，含锡物料在炉腔内的反应主要分成熔化和还原两步，在熔化过程中，将含锡物料和还原煤通过加料口 16投入炉腔内，同时采用喷枪2将燃料介质喷入到炉腔内，控制炉内弱还原性气氛，在熔化过程中产出粗锡和中间渣，粗锡比重大沉在熔池底部，从放出口 14放出。其中中间渣的含锡量小于15%。
[0035]在还原过程中不再加入含锡物料，仅加入还原煤和喷入燃料介质，控制炉内强还原性气氛，中间渣熔炼生成高铁锡和熔渣(终渣)，高铁锡比重大位于熔池底部，高铁锡从放出口放出，熔渣从出渣口 15排出，其中熔渣的含锡量一般为3%?5%。从出渣口 15排出的熔渣可以送往烟化炉硫化挥发，最终烟化炉产出的锡渣含锡< 0.3%，烟化炉锡回收率> 90%。
[0036]在将含锡物料投入到炉腔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。
[0037]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