一种处理铜渣的系统及其在处理铜渣中的应用技术方案

本发明专利技术公开了一种处理铜渣的系统及其在处理铜渣中的应用，所述系统包括：原料成型装置、转底炉直接还原装置、熔分装置和制备矿棉装置。本发明专利技术进一步公开了应用所述系统处理铜渣的方法，包括：(1)将铜渣、还原剂、添加剂和粘结剂在原料成型系统制成含水生球团；(2)将生球团在转底炉直接还原装置进行还原焙烧；(3)将还原焙烧产物在熔化分离装置进行熔分，得到铁水和液态渣；(4)液态渣送入制备矿棉装置得到矿棉产品。本发明专利技术的系统处理铜渣可以实现含水的铜渣生球直接进入转底炉，在转底炉内实现球团的烘干、预热和铅锌铜的回收，再经转底炉直接还原，熔分炉熔化分离和制备矿棉等工序，实现铜渣资源的综合利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及处理铜渣的系统，进一步涉及该系统在处理铜渣中的应用，属于铜渣的再利用领域。
技术介绍
铜渣是炼铜过程中产生的废渣，主要来源于火法冶炼工艺，如反射炉熔炼、闪速炉熔炼、诺兰达法、艾萨法、电炉等。据统计火法炼铜每生产1t铜，平均要产生2～3t铜渣，2013年中国铜渣产量约达1500万t，中国铜渣堆存量累计已超过5000万t，其中相当数量的铜、铅、锌、铁等有价金属，长期堆存，不仅占用土地，而且污染环境，更造成资源的巨大浪费。若能全部资源化利用，将产生巨大的经济效益。转底炉直接还原工艺多采用物料成型(压球或者造球)—烘干—直接还原流程，成型后的球团需经烘干后才能布入转底炉，因此须单独设置烘干设备进行烘干；此外，经转底炉直接还原的还原产物，还需经过冷却后才能排出转底炉外，并通过设置在转底炉冷却段上的水冷壁进行冷却，这也造成了还原产物热量的浪费。公开号为CN1235268A的中国专利技术专利公开了一种用于回转工作台，尤其是转底炉的进料与布料装置。该装置包括物料进给机构(2,3)，物料移送机构(304)和物料重力倾倒导槽(4)，该设备包括用于差分的分配物料的静态装置，所述机构包括倾倒导槽(4)的布料前缘(214)，它具有基本上为曲线的外形，该曲线的导数是回转工作台(10)的在工作台中心和其边缘之间的部分的半径的递增线性函数。该设备无法处理未烘干的球团，需要在造球阶段加入烘干工艺，增加了工艺能耗；同时无法直接利用烟气所携带的热量，增加热损失。申请号为201510648755.7的中国专利技术专利公开了一种用于转底炉中的冷却与烘干同步的方法，具体步骤如下：首先，将转底炉红球通过第一导料槽均匀地落在进料端A2的该下层链板上，同时将该转底炉生球通过第一布料器均匀地落在进料端B1的该上层链板上；其次，通过调节该上层链板和该下层链板的转速，确保二者的转动方向相反；随后，冷空气上升并穿过位于该下层链板上的红球，对该红球进行降温，同时冷空气温度升高转变成预热空气；然后，该预热空气继续上升，再穿过该上层链板上的生球，对该生球进行烘干，预热，同时该预热空气温度下降，转变成含有一定热量的热空气；最后，该热空气被抽出，进入尘降室，再由该尘降室进入该除尘室，通过该除尘室转入转底炉中的空气预热系统中使用；该方法中转底炉还原产品红球须排出转底炉炉外才能进行冷却处理，不仅需要单独设置冷却装置，还会造成热量损耗；此外，对转底炉还原产品采用空气冷却，容易造成转底炉产品的氧化，会降低产品的金属化率，影响产品品质。中国专利申请号201320041232.2公开了一种多层式钢网传送烘干机，其包括：一种多层式钢网传送烘干机，所述烘干机包括多层钢网传送带，相邻两层钢网传送带之间的传送方向相反，上一层钢网传送带的下行端较下一层钢网传送带的上行端缩进。每一层钢网传送带均连接有独立的传动器。本专利技术提供的多层式钢网传送烘干机，可以实现对不同物料的烘干处理，同时在增加物料处理量的同时，即满足高烘干效率的要求，节约占地面积，并可达到安全生产的目的，该方法的烘干机仅能实现烘干功能，且需要单独使用。综上，在目前处理铜渣的转底炉工艺中，生球的烘干和还原产物的冷却分别采用不同的设备和工艺进行处理，占地面大，工艺流程长，热利用效率低，这不仅建设成本增大，还会造成能耗指标偏高、生产成本偏高等问题，亟待改进。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种处理铜渣的系统；本专利技术的目的之二是将所述的系统应用于处理铜渣；采用本专利技术所提供的系统处理铜渣，可以取消成型后的烘干工艺，在转底炉内实现球团的烘干、预热，同时对铅、锌进行回收，再经转底炉直接还原，熔分炉熔化分离和制备矿棉等工序，实现铜渣资源的综合利用。本专利技术的上述目的是通过以下技术方案来实现的：一种处理铜渣的系统，包括：原料成型装置、转底炉直接还原装置、熔分装置和制备矿棉装置；其中，原料成型装置的出料口与转底炉直接还原装置的给料口相通，转底炉直接还原装置的出料口与熔分装置的入料口相通，熔分装置的出料口与制备矿棉装置的入料口相通；所述转底炉直接还原装置包括布料装置干燥以及预热、转底炉预热及直接还原、转底炉冷却、转底炉出料，其结构包括环形炉体和可转动的环形炉底，该环形炉体由内周炉壁、外周炉壁和环形炉顶组成，内周炉壁与外周炉壁同轴设置，环形炉顶的内、外边分别连接在内周炉壁和外周炉壁的顶端，形成环形炉膛，所述的环形炉底对应设在该环形炉膛的下方；在该环形炉膛内沿圆周依次设置有布料区、预热区、中温区、高温区和冷却区，且冷却区和布料区相邻，布料区和预热区之间、高温区和冷却区之间用径向的挡墙分隔，该挡墙的下端与环形炉底之间留有能够至少通过一层物料的间隔；在该预热区、中温区和高温区的内、外周炉壁上装有烧嘴，在冷却区和布料区之间的炉底上设有出料装置，其中，在该布料区和冷却区之上横向设置由多层扇形网传送带组成的扇形网带布料器，扇形网带布料器横断面两端位于挡墙之间；在该扇形网带布料器上方的炉顶一侧设有给料通道；在所述的冷却区靠近环形炉底处的内、外周炉壁上设有气体喷吹装置；在扇形网传送带的中间沿圆周均匀间隔布置辐射管；在对应于该扇形网带布料器上方的炉顶设有回收装置。其中，作为一种优选的结构，设置在内、外周炉壁的气体喷吹装置的高度高于进入冷却区的物料层的高度；所述的回收装置是回收挥发性金属元素或排放烟气的装置。所述的出料装置可以是螺旋出料器。所述的扇形网带布料器由多层的上下间隔设置的扇形网传送带组成，相邻的扇形网传送带在圆周方向相互交替错开一段距离作为上一层扇形网传送带末端向下一层扇形网传送带首端落料的下料通道，在每一个下料通道对应的下面的扇形网传送带的首端设有挡料板；最上层的扇形网传送带位于给料通道的下方，最下层的扇形网传送带与相邻挡墙形成下料通道，其位于布料区的上方。优选的，每两层扇形网传送带中心之间的距离为200-800mm，若两个网带距离过短，则需要设置数量过多，增加成本；若距离过长，球团从一个网带到达下层网带的高度差过大，易造成球团的碎裂，同时球团在网带的停留时间过短，不能保证烘干效果。优选的，最下层的扇形网传送带的下料通道的宽度为100-200mm，由此可使球团落至下段扇形网带,若尺寸过小，物料下落速度过慢，影响布料效果；若尺寸过大，物料下落集中，会导致球团堆积。优选的，布料装置两端的挡墙距离转底炉炉底高度为60-150mm，用于将冷却区、布料区与其他区域隔离开，确保喷吹气体不会影响其他区域气氛，且换热后的气体可上行烘干和预热生球；此外，还不会影响各区域的物料移动。若挡墙距离炉底高度过大，不能保证隔离效果，若高度过小，会影响物料在炉内的运动。每一层所述的扇形网传送带包括支撑轴、传动链轮和扇形网带；两根支撑轴分别径向转动支撑在扇形网传送带的两端，在每一根支撑轴靠近其两端处各装有一个传动链轮，该扇形网带由若干个扇形的单体链板连接为闭合环形带，相邻的单体链板之间通过链节铰接，在该链节的两端设有与所述的传动链轮啮合的孔，该扇形网带的两边的链节围绕在两个传动链轮上组成扇形网传送带；各层扇形网传送带上面的扇形网带在运转时，被动力装置驱动由首端向末端移动。优选的，所述扇形网传送带呈水平设置。优选的，所述扇形网带布料器沿转底炉的径向方向的两端距炉体侧壁的距离为5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理铜渣的系统，其特征在于，包括：原料成型装置(S100)、转底炉直接还原装置(S200)、熔分装置(S300)和制备矿棉装置(S400)；其中，原料成型装置(S100)的出料口与转底炉直接还原装置(S200)的给料口相通，转底炉直接还原装置(S200)的出料口与熔分装置(S300)的入料口相通，熔分装置(S300)的出料口与制备矿棉装置(S400)的入料口相通；所述转底炉直接还原装置(S200)包括环形炉体和可转动的环形炉底，在转底炉的环形炉膛内沿圆周依次设置有布料区(1)、预热区(2)、中温区(3)、高温区(4)和冷却区(5)，且冷却区(5)和布料区(1)相邻，布料区(1)和预热区(2)之间、高温区(4)和冷却区(5)之间用径向的挡墙(16)分隔，在该挡墙(16)的下端与环形炉底之间留有能够至少通过一层物料的间隔；在该预热区(2)、中温区(3)和高温区(4)的内、外周炉壁上装有烧嘴，在冷却区(5)和布料区(1)之间的炉底上设有出料装置(11)；在该布料区(1)和冷却区(5)之上横向设置由多层扇形网传送带(6)组成的扇形网带布料器，该布料器横断面两端位于挡墙(16)之间，在该扇形网带布料器上方的炉顶对应于冷却区(5)的一侧设有给料通道(12)；在所述的冷却区(5)靠近环形炉底处的内、外周炉壁上设有气体喷吹装置(18)；在扇形网传送带(6)的中间沿圆周均匀间隔布置辐射管(19)；在对应于该扇形网带布料器上方的炉顶设有回收装置(17)。...

【技术特征摘要】
1.一种处理铜渣的系统，其特征在于，包括：原料成型装置(S100)、转底炉直接还原装置(S200)、熔分装置(S300)和制备矿棉装置(S400)；其中，原料成型装置(S100)的出料口与转底炉直接还原装置(S200)的给料口相通，转底炉直接还原装置(S200)的出料口与熔分装置(S300)的入料口相通，熔分装置(S300)的出料口与制备矿棉装置(S400)的入料口相通；所述转底炉直接还原装置(S200)包括环形炉体和可转动的环形炉底，在转底炉的环形炉膛内沿圆周依次设置有布料区(1)、预热区(2)、中温区(3)、高温区(4)和冷却区(5)，且冷却区(5)和布料区(1)相邻，布料区(1)和预热区(2)之间、高温区(4)和冷却区(5)之间用径向的挡墙(16)分隔，在该挡墙(16)的下端与环形炉底之间留有能够至少通过一层物料的间隔；在该预热区(2)、中温区(3)和高温区(4)的内、外周炉壁上装有烧嘴，在冷却区(5)和布料区(1)之间的炉底上设有出料装置(11)；在该布料区(1)和冷却区(5)之上横向设置由多层扇形网传送带(6)组成的扇形网带布料器，该布料器横断面两端位于挡墙(16)之间，在该扇形网带布料器上方的炉顶对应于冷却区(5)的一侧设有给料通道(12)；在所述的冷却区(5)靠近环形炉底处的内、外周炉壁上设有气体喷吹装置(18)；在扇形网传送带(6)的中间沿圆周均匀间隔布置辐射管(19)；在对应于该扇形网带布料器上方的炉顶设有回收装置(17)。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的扇形网带布料器由多层的上下间隔设置的扇形网传送带(6)组成，相邻的扇形网传送带(6)在圆周方向相互交替错开一段距离作为上一层扇形网传送带(6)末端向下一层扇形网传送带(6)首端落料的下料通道(9)，在每一该下料通道(9)对应的下面的扇形网传送带(6)的首端设有挡料板(13)；最上层的扇形网传送带位于给料通道(12)的下方，最下层的扇形网传送带与相邻挡墙形成下料通道(9)，其位于布料区(1)的上方。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：每一扇形网传送带(6)包括支承轴(10)、传动链轮(14)和扇形网带(61)；两根支承轴(10)分别径向转动支撑在扇形网传送带(6)的两端，在每一该支承轴(10)靠近其两端处各装有一个传动链轮(14)，该扇形网带(61)由若干个扇形的单体链板连接为闭合环形带，相邻的单体链板之间通过链节(15)铰接，在该链节(15)的两端设有与所述的传动链轮(14)啮合的孔，该扇形网带(61)的两边的链节(15)围绕在两个传动链轮(14)...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴道洪，陈文亮，刘占华，王欣，王岩，曹志成，薛逊，丁银贵，
申请(专利权)人：江苏省冶金设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32