锌浸出渣挥发窑用富氧喷嘴制造技术

锌浸出渣挥发窑用富氧喷嘴，包括中心喷管，中间喷管，窑头喷管，前支撑板和后支撑板，中心喷管轴线向下倾斜与窑轴线交角0°～10°，中心喷管为吹氧管，中间喷管沿中心喷管外壁面均匀布置，窑头喷管沿中间喷管外围均匀布置，窑头喷管喷出射流覆盖中间喷管，中间喷管喷出射流覆盖中心喷管，中心喷管喷出射流能流过窑轴线中点位置。中间喷管和窑头喷管包括相间布置的鼓风管和吹氧管，鼓风管和吹氧管呈阶梯状管束置于高速射流低温区域，做到长距离、长时间、沿窑轴线同时喷吹补充富氧空气。锌浸出渣大型挥发回转窑回收锌铅金属可使用本发明专利技术。应用表明：使用寿命延长，劳动强度减轻，ZnO回收率高达95％，生产效率提高，渣含焦低于2％。

【技术实现步骤摘要】
锌浸出渣挥发窑用富氧喷嘴
专利技术涉及一种适用于挥发性有色金属冶炼
使用，特别是锌湿法冶炼工艺用大型挥发回转窑装置、大型底吹/侧吹/顶吹冶炼炉装置高强度还原氧化冶炼回收锌浸出渣中锌铅等挥发性有价金属，回收处理累年堆积含铅的锌浸出渣并解决铅污染隐患等场所使用。
技术介绍
传统锌冶炼工艺使用挥发回转窑(简称“挥发窑”)处理锌浸出渣来回收锌铅金属。窑壁转动使锌浸出渣与焦碳粉混合窑料上下翻滚，并从一端翻滚着流向另一端。在此过程中，窑内窑料中和气相空间接触的最外层焦粉迅速燃烧成CO，锌铅氧化物较好地接触焦粉和CO后被还原成锌蒸汽进入窑料层上空。气相空间里焦粉、锌蒸汽和CO遇氧分子燃烧，使窑温维持1000°c?1300°C水平。气相空间燃烧将热量以辐射传热方式传递给窑壁，随着窑体转动窑壁将其蓄热以直接接触导热方式传递给窑料。挥发窑运行需要消耗焦粉和压缩空气。焦粉主要作为燃料使用，同时兼作还原剂，焦粉/锌浸出渣维持在50%左右，大型回转窑因窑体加长(从20m延长到60m左右)原因使配比高达55%?60%。压缩空气用于向窑内强制鼓风，使窑头产生负压，反应带增长，并吹起翻动窑料。强制鼓风要求选择适合的鼓风管摆放位置，以便起到强化生产，稳定窑况和提闻生广效率等作用。目前国内企业采用的鼓风管/吹氧管大多为一根细长专制钢管，钢管入窑段为直喷嘴或渐缩收口后接一段直管型的喷嘴。为适应窑长的需要，钢管长达一二十米以上。压缩空气只能从钢管前端喷嘴高速喷出，对应于鼓风管中间及头部的窑内区域燃烧补氧明显不足，只能依赖于人工操作来回快速拉出伸进移动鼓风管实现。鼓风管人工送入窑内后，鼓风管前端、中间及尾端即受到1000°c?1300°C高温窑气冲刷，加上窑内氧分子作用迅速变红软化向下弯曲甚至被烧断，导致鼓风管往往是一次性使用。这种简易的单根鼓风管补充氧化剂气流方法存在许多缺陷:①压缩风对窑内衬的冲刷磨损加大；②因管径较小难于堆砌浇注料且浇注料寿命无法保证，只能通过外加隔热套管等方式短时间保护，鼓风管/吹氧管需要频繁地更换，日常消耗多；③窑前工人操作劳动强度大、技术要求高，在短短的一二十几分钟时间里需要来回快速拉出伸进鼓风管窑内反应带短，窑内O2及CO分布、还原反应吸热和氧化反应放热分布、窑温分布不均匀，明显影响到焦粉利用率和ZnO回收率，大型挥发窑因窑体长使得这一缺限极其明显；⑤反应物含氧浓度低于21 %，窑内还原氧化反应强度低，生产效率低，设备潜能没有得到充分发挥。统计表明，随窑渣排出未烧透的焦占到20%以上，以致于需要考虑窑渣残留焦回收。回转窑头吹送压缩空气或富氧空气新装置不多见。论文(卢长海.挥发窑处理含锌浸出渣挥发率及工艺节能探究[J].有色矿冶，2011，27 (2):34-37)报道了拉瓦尔型喷嘴取代传统直喷嘴或渐缩收口，有利于减少压缩空气对窑衬的冲刷。专利CN103421955 A提到用双层隔热套管式氧枪替代传统单根式喷管吹送富氧空气。这些均没有解决传统单根鼓风管存在的使用寿命短、工人劳动强度大、窑内流动传热传质明显不均匀、渣含焦高及ZnO回收率低等问题。能检索到基于传统简易的单根式专制钢制喷管吹送压缩空气/富氧空气/氧气的新方法专利技术专利，如专利CN102399995 A、专利CN103421955 A、专利CN101985695A和专利CN102321806 A等，涉及锌浸出渣挥发窑、底吹炉或侧吹炉等冶炼炉回收铅锌有价金属。近年来，由于能源价格上涨，锌冶炼企业的生产成本不断提高，集成节能新技术如富氧燃烧，提高锌铅氧化物挥发率，降低焦粉消耗，提高生产效率，增加企业的市场竞争力，已是企业急需解决的课题。开发结构简单、窑内流动传热还原氧化过程调控性好、适合于大型锌浸出渣挥发窑使用的锌浸出渣挥发窑用富氧喷嘴，具有良好的经济、节能环保和社会效益。
技术实现思路
为了克服传统简易的单根鼓风管存在的易烧损使用寿命短，工人操作强度大，窑内o2/co、还原氧化反应热交换和窑温分布及其不均匀，窑内流动传热传质明显不均匀且没有得到合理强化等缺点，专利技术公布一种具有“鼓风管和吹氧管交叉布置成阶梯状管束、管束布置在高速射流根部及轴线低温区域”等结构特征，“长距离、长时间、大速度且沿窑轴线同时喷吹富氧空气和压缩空气”等技术优势，以满足锌浸出渣大型挥发窑高强度冶炼回收锌铅挥发性有价金属需要的锌浸出渣挥发窑用富氧喷嘴。锌浸出渣挥发窑用富氧喷嘴，主要包括中心喷管，中间喷管，窑头喷管，呈圆板状的前支撑板和呈圆板状的后支撑板，后支撑板和前支撑板布置供呈细长圆管状的喷管穿过且孔径及位置相同的众多圆孔，喷管穿过后支撑板圆孔后，再穿过前支撑板相应位置圆孔，最后从窑头伸入窑内，众多喷管轴线相互平行，中心喷管轴线在通过窑轴线的竖直面上且向下倾斜与窑轴线交角0°?10°，中间喷管和窑头喷管包括相间布置的吹氧管和鼓风管，中间喷管沿中心喷管外壁面均匀布置，窑头喷管沿中间喷管外围均匀布置，窑头喷管喷口距窑头内端面Omm?50mm，窑头喷管喷出射流流过中间喷管喷口位置时速度衰减到出口速度的1/(10?20)，中心喷管为一根吹氧管，中间喷管喷出射流流过中心喷管喷口位置时速度衰减到出口速度的1/(10?20)，中心喷管喷出射流流过1/2窑长位置时速度衰减到出口速度的I/ (10?20)，前支撑板和后支撑板固定在窑外支架上并支撑固定众多喷管，前支撑板阻止环境空气从窑头渗入窑内，吹氧管输送富氧空气/氧气，鼓风管输送压缩空气。铅锌等挥发性有价金属冶炼
，尤其是锌湿法冶炼用锌浸出渣大型挥发回转窑、大型底侧顶吹冶炼炉还原氧化高强度回收冶炼锌浸出渣中锌铅等挥发性有价金属，需要回收处理累年堆积含铅的锌浸出渣并解决其铅污染隐患等场所，都可以使用本专利技术。专利技术铅锌等挥发性有价金属回收率高、经济性良好、节能环保效益显著。应用本专利技术，锌浸出渣氧化锌挥发率高达95%以上(比传统工艺提高15%以上)，余热锅炉回收的氧化锌含量高达60%以上(比传统工艺提高5-20%以上)锌铅等有价金属回收效益明显提高；挥发窑排出的渣含碳低于2% (比传统工艺降低18%左右)，混锌浸出渣用优质焦粉可以用烟煤或低热值煤替代。 【附图说明】 图1为锌浸出渣挥发窑用富氧喷嘴通过中心轴线B-B的垂直剖面图，图2为锌浸出渣挥发窑用富氧喷嘴垂直于中心轴线A-A的垂直剖面图。I为中心喷管、2为中间喷管、3为窑头喷管、4为前支撑板,5为后支撑板。 【具体实施方式】 : 下面结合附图对专利技术作进一步的说明。 如附图1和附图2所示，锌浸出渣挥发窑用富氧喷嘴，主要包括中心喷管1，中间喷管2，窑头喷管3，呈圆板状的前支撑板4和呈圆板状的后支撑板5。后支撑板5和前支撑板4布置孔径及位置相同的众多圆孔，圆孔供细长圆管状喷管穿过。后支撑板5和前支撑板4圆孔以中心圆孔为中心，分内外两圈布置，内外两圈分别呈正多边形或圆形。后支撑板5和前支撑板4中心圆孔用于固定中心圆管I,内圈圆孔用于固定中间喷管2,外圈圆孔用于固定窑头喷管3。每一根喷管穿过后支撑板5圆孔后，再穿过前支撑板4相应位置圆孔，最后从窑头伸入窑内。中心喷管I依次穿过后支撑板5中心圆孔和前支撑板4对应中心圆孔伸进挥发窑内，中间喷管2依次穿过后支撑板5内圈圆孔和前支本文档来自技高网...

【技术保护点】
锌浸出渣挥发窑用富氧喷嘴，主要包括中心喷管(1)，中间喷管(2)，窑头喷管(3)，呈圆板状的前支撑板(4)和呈圆板状的后支撑板(5)，后支撑板(5)和前支撑板(4)布置供呈细长圆管状的喷管穿过且孔径及位置相同的众多圆孔，喷管穿过后支撑板(5)圆孔后，再穿过前支撑板(4)相应位置圆孔，最后从窑头伸入窑内，众多喷管轴线相互平行，中心喷管(1)轴线在通过窑轴线的竖直面上且向下倾斜与窑轴线交角0°～10°，中间喷管(2)和窑头喷管(3)包括相间布置的吹氧管和鼓风管，中间喷管(2)沿中心喷管(1)外壁面均匀布置，窑头喷管(3)沿中间喷管(2)外围均匀布置，窑头喷管(3)喷口距窑头内端面0mm～50mm，窑头喷管(3)喷出射流流过中间喷管(2)喷口位置时速度衰减到出口速度的1/(10～20)，中心喷管(1)为一根吹氧管，中间喷管(2)喷出射流流过中心喷管(1)喷口位置时速度衰减到出口速度的1/(10～20)，中心喷管(1)喷出射流流过1/2窑长位置时速度衰减到出口速度的1/(10～20)，前支撑板(4)和后支撑板(5)固定在窑外支架上并支撑固定众多喷管，前支撑板(4)阻止环境空气从窑头渗入窑内，吹氧管输送富氧空气/氧气，鼓风管输送压缩空气。...

【技术特征摘要】
1.锌浸出渣挥发窑用富氧喷嘴，主要包括中心喷管(1)，中间喷管(2)，窑头喷管(3)，呈圆板状的前支撑板(4)和呈圆板状的后支撑板(5)，后支撑板(5)和前支撑板(4)布置供呈细长圆管状的喷管穿过且孔径及位置相同的众多圆孔，喷管穿过后支撑板(5)圆孔后，再穿过前支撑板(4)相应位置圆孔，最后从窑头伸入窑内，众多喷管轴线相互平行，中心喷管(I)轴线在通过窑轴线的竖直面上且向下倾斜与窑轴线交角0°?10°，中间喷管(2)和窑头喷管(3)包括相间布置的吹氧管和鼓风管，中间喷管(2)沿中心喷管(I)外壁面均匀布置，窑头喷管(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：许志波，许文浒，马光辉，汪洋洋，鲁志昂，艾元方，
申请(专利权)人：株洲火炬工业炉有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43