本發(fā)明涉及有色金屬冶金設(shè)備及方法技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及錫精礦的火法冶煉及富錫爐渣煙化貧化設(shè)備及方法。

背景技術(shù)：

錫精礦冶煉生產(chǎn)粗錫的方法一般分為兩個主要冶煉生產(chǎn)工藝步驟，第一步是將錫精礦冶煉為粗錫和富錫的爐渣，第二步是將富錫爐渣煙化貧化回收錫并產(chǎn)生貧爐渣。

傳統(tǒng)的錫冶煉工藝為采用鼓風(fēng)爐、反射爐、電爐等熔煉錫精礦生產(chǎn)粗錫，同時產(chǎn)出富錫爐渣。熔煉爐富錫爐渣再另外用側(cè)吹煙化爐等煙化貧化回收錫煙塵。鼓風(fēng)爐熔煉屬于落后產(chǎn)能，目前已經(jīng)基本被淘汰。反射爐和電爐仍然是目前使用較多的錫精礦冶煉設(shè)備，特點(diǎn)是工藝方法簡單，規(guī)模小、能耗高、勞動強(qiáng)度大，生產(chǎn)環(huán)節(jié)多，環(huán)境污染嚴(yán)重，安全風(fēng)險(xiǎn)大。

近20年來，錫精礦強(qiáng)化熔煉取得較大進(jìn)展，以澳斯麥特頂吹爐煉錫及富氧的加入，大幅度提升了錫冶煉效率。澳斯麥特爐頂吹浸沒熔煉法屬于熔池熔煉范疇，已廣泛用于銅、錫、鉛、鋼鐵等的冶煉，近20年來發(fā)展較快。頂吹浸沒熔煉法技術(shù)具有熔煉濃度高，爐體密封性好，車間環(huán)保條件好，結(jié)構(gòu)簡單，物料制備簡單，投資相對較低等優(yōu)點(diǎn)。但該方法的缺點(diǎn)是，熔煉產(chǎn)出的爐渣需要經(jīng)過煙化爐單獨(dú)處理，生產(chǎn)環(huán)節(jié)多，工藝及設(shè)施復(fù)雜，間斷作業(yè)，生產(chǎn)效率低，能耗高，錫回收率低。

目前錫冶煉富錫爐渣主要使用箱式側(cè)吹煙化爐硫化法煙化揮發(fā)貧化回收錫煙塵。箱式側(cè)吹煙化爐也不斷朝著大型化的方向發(fā)展，由過去的2.6m2爐型為主發(fā)展到4m2爐型為主，部分廠家已經(jīng)在嘗試采用8m2爐型的箱式側(cè)吹煙化爐。箱式側(cè)吹煙化爐的主要優(yōu)點(diǎn)是錫的揮發(fā)效率高，速度較快。但主要缺點(diǎn)是間斷作業(yè)，對熔煉爐產(chǎn)生的爐渣需要間斷加入，存在降溫、運(yùn)送、升溫等過程，流程長，操作復(fù)雜，安全和環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)大，能耗高。

上述設(shè)備和方法不僅設(shè)備復(fù)雜、規(guī)模小、總投資大、工藝復(fù)雜，而且都存在一個共同的問題，就是將錫精礦冶煉為粗錫和富錫爐渣以及富錫爐渣煙化的工藝不連續(xù)，要經(jīng)過多步才能完成錫精礦的熔煉和爐渣煙化貧化，熔煉和煙化工藝之間需要經(jīng)過富錫爐渣降溫、運(yùn)送、煙化爐加入、升溫等過程，生產(chǎn)環(huán)節(jié)多，工藝及設(shè)施復(fù)雜，間斷作業(yè)，耗時長，生產(chǎn)效率低，能耗高，錫金屬回收率低，勞動強(qiáng)度大，安全和環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種可連續(xù)完成將錫精礦冶煉為粗錫和富錫爐渣、以及富錫爐渣煙化貧化兩個冶金過程，且設(shè)備結(jié)構(gòu)及操作工藝簡單、錫金屬回收率高、能耗低、環(huán)保、安全的錫精礦連續(xù)熔煉粗錫和爐渣連續(xù)煙化的冶煉爐及冶煉方法。

本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種錫精礦連續(xù)熔煉粗錫和爐渣連續(xù)煙化的冶煉爐，所述冶煉爐是前端頂吹熔煉及后端側(cè)吹煙化的一體式冶金爐，包括有底部連通的前端頂吹熔煉爐和后端側(cè)吹煙化貧化爐；所述前端頂吹熔煉爐包括圓柱形爐體、設(shè)置于圓柱形爐體頂部的物料入口、從圓柱形爐體頂部插入爐膛的熔煉噴槍、設(shè)置于圓柱形爐體頂部的熔煉煙氣出口、設(shè)置于圓柱形爐體底部的粗錫放出口；所述側(cè)吹煙化貧化爐包括長方體箱式爐體、設(shè)置于長方體箱式爐體頂部的硫化劑加入口、對稱設(shè)置于長方體箱式爐體下部兩側(cè)的向爐內(nèi)貧爐渣層吹入空氣及燃料的噴吹系統(tǒng)、設(shè)置于長方體箱式爐體下部的貧爐渣放出口、設(shè)置于長方體箱式爐體頂部的煙化煙氣出口；所述前端頂吹熔煉爐圓柱形爐體的爐膛下部與側(cè)吹煙化貧化爐長方體箱式爐體的爐膛的底部連通，長方體箱式爐體的爐底為朝圓柱形爐體方向下斜的傾斜爐底。

進(jìn)一步地，所述長方體箱式爐體的傾斜爐底位置高于圓柱形爐體的爐底。

本發(fā)明所述錫精礦連續(xù)熔煉粗錫和爐渣連續(xù)煙化的冶煉爐的冶煉方法，是在同一冶煉爐內(nèi)連續(xù)地將錫精礦還原熔煉成粗錫和富錫爐渣，并將熔煉富錫爐渣進(jìn)行連續(xù)煙化貧化回收錫煙塵并連續(xù)放出貧爐渣，具體過程為：將錫精礦熔煉物料從前端頂吹熔煉爐的物料入口連續(xù)加入到爐膛內(nèi)的還原熔煉層位置，通過熔煉噴槍將燃料、氧氣和壓縮空氣噴入還原熔煉層中，攪動熔體，實(shí)現(xiàn)錫精礦的還原熔煉；還原熔煉后錫精礦中的氧化錫被還原成粗錫沉降在爐膛底部形成粗錫層，經(jīng)粗錫放出口從頂吹熔煉爐爐內(nèi)放出；含低濃度so2的熔煉煙氣從熔煉煙氣出口排出；熔煉產(chǎn)生的高溫液態(tài)富錫爐渣層浮于粗錫層上，通過圓柱形爐體的爐膛下部與長方體箱式爐體的爐膛底部之間的通道，進(jìn)入側(cè)吹煙化貧化爐，形成貧爐渣層，在煙化貧化爐內(nèi)與從硫化劑加入口加入的硫化劑混合，并與從長方體箱式爐體下部兩側(cè)噴吹系統(tǒng)吹入的空氣及燃料進(jìn)行煙化反應(yīng)；在煙化貧化爐還原后與液態(tài)爐渣沉降分離的金屬錫沿著長方體箱式爐體的傾斜爐底流到圓柱形爐體底部的粗錫層中匯集；煙化反應(yīng)產(chǎn)生的含錫煙氣經(jīng)煙化煙氣出口排出爐外，煙化后的貧錫爐渣經(jīng)貧爐渣放出口連續(xù)排出爐外。

進(jìn)一步地，從前端頂吹熔煉爐的熔煉區(qū)煙氣出口排出的含低濃度so2的熔煉煙氣，經(jīng)余熱鍋爐回收余熱和收塵回收錫煙塵處理后，含低濃度so2的尾氣送去制酸系統(tǒng)制取硫酸。

進(jìn)一步地，從側(cè)吹煙化貧化爐的煙化區(qū)煙氣出口排出的含錫煙氣，通過余熱系統(tǒng)回收余熱、收塵系統(tǒng)回收二氧化錫煙塵后，含低濃度so2的尾氣送去制酸系統(tǒng)制取硫酸。

與其他工藝方法相比，本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)本發(fā)明只需要用一座冶金爐就可以連續(xù)地完成錫精礦還原熔煉成粗錫、以及爐渣連續(xù)煙化貧化兩個冶金過程，可一步連續(xù)冶煉出含錫大于90％的高質(zhì)量粗錫，并使含錫約5％左右的錫冶煉富錫爐渣直接流動連續(xù)煙化貧化，產(chǎn)出含錫大于45％的富錫煙塵和含錫小于0.2％的貧爐渣，液態(tài)爐渣在爐內(nèi)沉降及煙化過程中還原產(chǎn)生的粗錫匯入熔煉粗錫層得到充分回收，錫的回收率高。

(2)本發(fā)明方法省去了熔煉爐爐渣降溫、運(yùn)送、煙化爐加入、升溫等過程，生產(chǎn)環(huán)節(jié)少，作業(yè)成本低，安全風(fēng)險(xiǎn)小，熔煉富錫爐渣熱量得到充分利用，煙氣余熱得到充分利用，能耗低，節(jié)能效果好。

(3)本發(fā)明方法so2濃度波動小，尾氣經(jīng)低濃度so2吸收(解析)后，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定地制酸，so2的利用率大于98％，環(huán)保條件好，最終尾氣實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

(4)本發(fā)明設(shè)備簡單可靠、制造成本低。生產(chǎn)方法過程中，原料制備簡單，煙化部分不需要另外進(jìn)行原料制備，可大幅降低生產(chǎn)成本，并提高產(chǎn)品質(zhì)量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明冶煉爐的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的右視圖；

圖3是圖1的俯視圖。

圖中：1-物料入口，2-熔煉物料，3-熔煉噴槍，4-圓柱形爐體，5-熔煉煙氣出口，6-還原熔煉層，7-分隔爐墻，8-富錫爐渣層，9-粗錫層，10-粗錫放出口，11-整體式爐底，12-傾斜爐底，13-冶煉爐外墻，14-噴吹系統(tǒng)，15-貧爐渣放出口，16-貧爐渣層，17-硫化劑，18-長方體箱式爐體，19-煙化煙氣出口，20-硫化劑加入口，21-風(fēng)煤倉，22-壓縮風(fēng)管。

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2、圖3所示，一種錫精礦連續(xù)熔煉粗錫和爐渣連續(xù)煙化的冶煉爐，所述冶煉爐是前端頂吹熔煉及后端側(cè)吹煙化的一體式冶金爐，該一體式冶金爐的爐底為整體式爐底11，在整體式爐底11上砌筑冶煉爐外墻13。一體式冶金爐包括底部連通的前端頂吹熔煉爐和后端側(cè)吹煙化貧化爐。

所述前端頂吹熔煉爐包括圓柱形爐體4、設(shè)置于圓柱形爐體頂部的物料入口1、從圓柱形爐體頂部插入爐膛的熔煉噴槍3、設(shè)置于圓柱形爐體頂部的熔煉煙氣出口5、設(shè)置于圓柱形爐體底部的粗錫放出口10。

所述側(cè)吹煙化貧化爐包括長方體箱式爐體18、設(shè)置于長方體箱式爐體頂部的硫化劑加入口20、設(shè)置于長方體箱式爐體下部兩側(cè)的相對向爐內(nèi)貧爐渣層16吹入空氣及燃料的噴吹系統(tǒng)14、設(shè)置于長方體箱式爐體下部的貧爐渣放出口15、設(shè)置于長方體箱式爐體頂部的煙化煙氣出口19。噴吹系統(tǒng)集成儲存燃料的風(fēng)煤倉21和壓縮風(fēng)管22。長方體箱式爐體便于爐體砌筑和維修維護(hù)。

所述前端頂吹熔煉爐圓柱形爐體4的爐膛下部與側(cè)吹煙化貧化爐長方體箱式爐體18的爐膛的底部連通，長方體箱式爐體的爐底為朝圓柱形爐體方向下斜的傾斜爐底12。所述長方體箱式爐體的傾斜爐底12位置高于圓柱形爐體的爐底。圓柱形爐體4和長方體箱式爐體18的上部之間由分隔爐墻7隔開。

本發(fā)明所述錫精礦連續(xù)熔煉粗錫和爐渣連續(xù)煙化的冶煉爐的冶煉方法，不再需要經(jīng)過熔煉爐間斷地熔煉錫精礦、間斷地放出粗錫和熔煉富錫爐渣，再把熔煉富錫爐渣轉(zhuǎn)運(yùn)到煙化爐間斷地?zé)熁头懦鲐殸t渣，而是在同一冶煉爐內(nèi)熔煉區(qū)連續(xù)地將錫精礦還原熔煉成粗錫和富錫爐渣，熔煉富錫爐渣自然流動到煙化反應(yīng)區(qū)進(jìn)行連續(xù)煙化貧化，回收錫煙塵并連續(xù)放出貧爐渣。具體過程為：將錫精礦、還原劑及熔劑等熔煉物料2從前端頂吹熔煉爐的物料入口1連續(xù)加入到爐膛內(nèi)熔煉區(qū)的還原熔煉層6位置，通過熔煉噴槍3將燃料、氧氣和壓縮空氣噴入還原熔煉層6中，攪動熔體，實(shí)現(xiàn)錫精礦的還原熔煉。還原熔煉后錫精礦中的氧化錫被還原成粗錫沉降在爐膛底部形成粗錫層9，經(jīng)粗錫放出口10從頂吹熔煉爐爐內(nèi)放出。含低濃度so2的熔煉煙氣從熔煉煙氣出口5排出，通過余熱系統(tǒng)回收余熱、收塵系統(tǒng)回收二氧化錫煙塵后，含低濃度so2的尾氣送去制酸系統(tǒng)制取硫酸。熔煉產(chǎn)生的高溫液態(tài)富錫爐渣浮于粗錫層9上形成富錫爐渣層8，通過圓柱形爐體4的爐膛下部與長方體箱式爐體18的爐膛底部之間的通道，自動流入側(cè)吹煙化貧化爐，在側(cè)吹煙化貧化爐爐底形成貧爐渣層16。將硫化劑17從硫化劑加入口20加入將在煙化貧化爐內(nèi)，與貧爐渣混合，并與從長方體箱式爐體下部兩側(cè)噴吹系統(tǒng)14吹入的空氣及燃料進(jìn)行硫化法煙化反應(yīng)，高溫液態(tài)富錫爐渣被還原，還原后與液態(tài)爐渣沉降分離的金屬錫沿著長方體箱式爐體的傾斜爐底12流到圓柱形爐體4底部的粗錫層9中匯集。煙化反應(yīng)產(chǎn)生的含錫煙氣經(jīng)煙化煙氣出口19排出爐外，通過余熱回收、煙塵氧化并回收錫煙塵后，含低濃度so2的尾氣交制酸系統(tǒng)制取硫酸。煙化后的貧錫爐渣經(jīng)貧爐渣放出口15連續(xù)排出爐外。長方體箱式爐體的爐底設(shè)置為傾斜狀并且傾斜爐底12位置高于圓柱形爐體的爐底，可以確保前端頂吹熔煉爐熔煉產(chǎn)生的高溫液態(tài)富錫爐渣層8能夠自動流入側(cè)吹煙化貧化爐，并且使得在側(cè)吹煙化貧化爐還原后與液態(tài)爐渣沉降分離的金屬錫能夠自動回流到前端頂吹熔煉爐底部被排出。

本發(fā)明設(shè)備和方法只需要用一座冶金爐就可以連續(xù)地完成錫精礦還原熔煉成粗錫，以及爐渣連續(xù)煙化貧化兩個冶金過程，一步連續(xù)冶煉出高質(zhì)量的粗錫，并使錫冶煉爐渣直接流動連續(xù)煙化貧化，省去了熔煉爐爐渣降溫、運(yùn)送、煙化爐加入、升溫等過程，生產(chǎn)環(huán)節(jié)少，作業(yè)成本低。液態(tài)爐渣在爐內(nèi)沉降及煙化過程中還原產(chǎn)生的粗錫也得到充分回收，錫的回收率高；熔煉富錫爐渣熱量得到充分利用，節(jié)能效果好。

技術(shù)特征：

1.錫精礦連續(xù)熔煉粗錫和爐渣連續(xù)煙化的冶煉爐，其特征在于，所述冶煉爐是前端頂吹熔煉及后端側(cè)吹煙化的一體式冶金爐，包括有底部連通的前端頂吹熔煉爐和后端側(cè)吹煙化貧化爐；所述前端頂吹熔煉爐包括圓柱形爐體(4)、設(shè)置于圓柱形爐體頂部的物料入口(1)、從圓柱形爐體頂部插入爐膛的熔煉噴槍(3)、設(shè)置于圓柱形爐體頂部的熔煉煙氣出口(5)、設(shè)置于圓柱形爐體底部的粗錫放出口(10)；所述側(cè)吹煙化貧化爐包括長方體箱式爐體(18)、設(shè)置于長方體箱式爐體頂部的硫化劑加入口(20)、設(shè)置于長方體箱式爐體下部兩側(cè)的向爐內(nèi)貧爐渣層(16)吹入空氣及燃料的噴吹系統(tǒng)(14)、設(shè)置于長方體箱式爐體下部的貧爐渣放出口(15)、設(shè)置于長方體箱式爐體頂部的煙化煙氣出口(19)；所述前端頂吹熔煉爐圓柱形爐體(4)的爐膛下部與側(cè)吹煙化貧化爐長方體箱式爐體(18)的爐膛的底部連通，長方體箱式爐體的爐底為朝圓柱形爐體方向下斜的傾斜爐底(12)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錫精礦連續(xù)熔煉粗錫和爐渣連續(xù)煙化的冶煉爐，其特征在于，所述長方體箱式爐體的傾斜爐底(12)位置高于圓柱形爐體的爐底。

3.如權(quán)利要求1或2所述的錫精礦連續(xù)熔煉粗錫和爐渣連續(xù)煙化的冶煉爐的冶煉方法，其特征在于，熔煉方法是在同一冶煉爐內(nèi)連續(xù)地將錫精礦還原熔煉成粗錫和富錫爐渣，并將熔煉富錫爐渣進(jìn)行連續(xù)煙化貧化回收錫煙塵并連續(xù)放出貧爐渣，具體過程為：將錫精礦熔煉物料(2)從前端頂吹熔煉爐的物料入口(1)連續(xù)加入到爐膛內(nèi)的還原熔煉層(6)位置，通過熔煉噴槍(3)將燃料、氧氣和壓縮空氣噴入還原熔煉層(6)中，攪動熔體，實(shí)現(xiàn)錫精礦的還原熔煉；還原熔煉后錫精礦中的氧化錫被還原成粗錫沉降在爐膛底部形成粗錫層(9)，經(jīng)粗錫放出口(10)從頂吹熔煉爐爐內(nèi)放出；含低濃度so2的熔煉煙氣從熔煉煙氣出口(5)排出；熔煉產(chǎn)生的高溫液態(tài)富錫爐渣層(8)浮于粗錫層(9)上，通過圓柱形爐體(4)的爐膛下部與長方體箱式爐體(18)的爐膛底部之間的通道，進(jìn)入側(cè)吹煙化貧化爐，形成貧爐渣層(16)，在煙化貧化爐內(nèi)與從硫化劑加入口(20)加入的硫化劑(17)混合，并與從長方體箱式爐體下部兩側(cè)噴吹系統(tǒng)(14)吹入的空氣及燃料進(jìn)行煙化反應(yīng)；在煙化貧化爐還原后與液態(tài)爐渣沉降分離的金屬錫沿著長方體箱式爐體的傾斜爐底(12)流到圓柱形爐體(4)底部的粗錫層(9)中匯集；煙化反應(yīng)產(chǎn)生的含錫煙氣經(jīng)煙化煙氣出口(19)排出爐外，煙化后的貧錫爐渣經(jīng)貧爐渣放出口(15)連續(xù)排出爐外。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的錫精礦連續(xù)熔煉粗錫和爐渣連續(xù)煙化的冶煉爐的冶煉方法，其特征在于，從前端頂吹熔煉爐的熔煉區(qū)煙氣出口(5)排出的含低濃度so2的熔煉煙氣，經(jīng)余熱鍋爐回收余熱和收塵回收錫煙塵處理后，含低濃度so2的尾氣送去制酸系統(tǒng)制取硫酸。

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的錫精礦連續(xù)熔煉粗錫和爐渣連續(xù)煙化的冶煉爐的冶煉方法，其特征在于，從側(cè)吹煙化貧化爐的煙化區(qū)煙氣出口(19)排出的含錫煙氣，通過余熱系統(tǒng)回收余熱、收塵系統(tǒng)回收二氧化錫煙塵后，含低濃度so2的尾氣送去制酸系統(tǒng)制取硫酸。

技術(shù)總結(jié)

錫精礦連續(xù)熔煉粗錫和爐渣連續(xù)煙化的冶煉爐及冶煉方法，所述冶煉爐包括有底部連通的前端頂吹熔煉爐和后端側(cè)吹煙化貧化爐；所述前端頂吹熔煉爐包括圓柱形爐體(4)、爐頂?shù)奈锪先肟?1)、從爐頂插入的熔煉噴槍(3)、設(shè)置于爐頂?shù)娜蹮挓煔獬隹?5)、設(shè)置于爐體底部的粗錫放出口(10)；所述側(cè)吹煙化貧化爐包括長方體箱式爐體(18)、爐頂?shù)牧蚧瘎┘尤肟?20)、對稱設(shè)置于爐體下部兩側(cè)的向爐內(nèi)吹入空氣及燃料的噴吹系統(tǒng)(14)、設(shè)置于爐體下部的貧爐渣放出口(15)、設(shè)置于爐體頂部的煙化煙氣出口(19)；長方體箱式爐體的爐底為傾斜爐底(12)。本發(fā)明可一步完錫精礦連續(xù)熔煉成粗錫和熔煉富錫爐渣連續(xù)硫化法煙化貧化兩個冶金過程，流程短，作業(yè)成本低，錫的回收率高，節(jié)能效果好。

技術(shù)研發(fā)人員：宋興誠

受保護(hù)的技術(shù)使用者：云南錫業(yè)股份有限公司銅業(yè)分公司

技術(shù)研發(fā)日：2020.04.15

技術(shù)公布日：2020.06.23