悬浮熔炼电热还原炉制造技术

本实用新型专利技术公开了悬浮熔炼电热还原炉，悬浮熔炼电热还原炉包括悬浮熔炼电热还原炉本体，所述悬浮熔炼电热还原炉本体内限定出悬浮熔炼区和电热还原区，所述悬浮熔炼区和所述电热还原区之间设有隔墙，并且所述悬浮熔炼区和所述电热还原区底部连通；熔炼区上设有辅助燃烧器、物料喷嘴、含氧气体喷嘴和熔炼烟气出口，电热还原区上设有电极、还原剂喷枪、含锌蒸汽出口、排渣口和金属熔体出口。由此，采用该悬浮熔炼电热还原炉可以实现锌精矿的短流程和低能耗处理，并且铅、铁、银、铟、锗等有价金属均得到综合回收，而且锌元素具有较高的直收率，同时得到的炉渣产率低，可作为一般固废直接外售。

【技术实现步骤摘要】
悬浮熔炼电热还原炉
本技术属于冶金领域，具体涉及一种悬浮熔炼电热还原炉。
技术介绍
金属锌是工业和农业重要的原材料。随着社会的进步和人类的发展，世界对锌资源的需求快速提高，锌原料消耗巨大。目前，锌冶炼以湿法流程为主，锌精矿经焙烧或其他手段处理后进行浸出，得到硫酸锌溶液经净液、电解沉积得到阴极锌片，经锌熔铸得到Zn99.995锌锭。该流程工序较多、过程复杂、投资巨大、能耗偏高，单电积工序的吨锌直流电耗就达到3000kWh。最重要的是，湿法过程产生大量的浸出渣、铁渣等，其产出率超过50％，这些渣均属于危险废物，需进行无害化处理，又造成了大量的能源消耗并带来了新的污染。鼓风炉、竖罐和电炉是目前仅存的火法炼锌工艺，能耗普遍较高。鼓风炉、竖罐对原料成分要求较高、备料过程复杂；电炉需控制炉内气氛和温度，防止铁的大量还原；三种火法炼锌工艺锌直收率均较低，鼓风炉、电炉渣含锌高，锌总回收率低。目前，除单台鼓风炉的产能可达10万吨锌/年以上，竖罐和电炉的单系列产能仅为几千吨/年，完全无法满足现代化大工业生产的要求。
技术实现思路
本技术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，本技术的一个目的在于提出一种悬浮熔炼电热还原炉，采用该悬浮熔炼电热还原炉可以实现锌精矿的短流程和低能耗处理，并且铅、铁、银、铟、锗等有价金属均得到综合回收，而且锌元素具有较高的直收率，同时得到的炉渣产率低，可作为一般固废直接外售。在本技术的一个方面，本技术提出了一种悬浮熔炼电热还原炉。根据本技术的实施例，所述悬浮熔炼电热还原炉包括：悬浮熔炼电热还原炉本体，所述悬浮熔炼电热还原炉本体内限定出悬浮熔炼区和电热还原区，所述悬浮熔炼区和所述电热还原区之间设有隔墙，并且所述悬浮熔炼区和所述电热还原区底部连通；辅助燃烧器，所述辅助燃烧器设在所述悬浮熔炼区顶部；物料喷嘴，所述物料喷嘴设在所述悬浮熔炼区顶部；含氧气体喷嘴，所述含氧气体喷嘴设在所述悬浮熔炼区；熔炼烟气出口，所述熔炼烟气出口设在所述悬浮熔炼区上；电极，所述电极从所述电热还原区顶部伸入到所述电热还原区内；还原剂喷枪，所述还原剂喷枪设在所述电热还原区顶部；含锌蒸汽出口，所述含锌蒸汽出口设在所述电热还原区；排渣口，所述排渣口设在所述电热还原区底部；金属熔体出口，所述金属熔体出口设在所述电热还原区底部。根据本技术实施例的悬浮熔炼电热还原炉，通过在悬浮熔炼电热还原炉本体内设置隔墙，该隔墙将悬浮熔炼电热还原炉本体内间隔为悬浮熔炼区和电热还原区，并且悬浮熔炼区和电热还原区底部连通，同时在悬浮熔炼区顶部设置含氧气体喷嘴和辅助燃烧器，在电热还原区设置电极、还原剂喷枪和含锌蒸汽出口，将锌精矿与锌渣和熔剂混合后的混合料供给至悬浮熔炼电热还原炉中的悬浮熔炼区，通过含氧气体喷嘴仅向悬浮熔炼区喷吹含氧气体，使得含氧气体与锌精矿燃烧供热进行氧化熔炼，混合料发生高效氧化脱硫，得到含硫的熔炼烟气，而混合料中的SiO2参与造渣，形成的熔融高锌渣直接进入电热还原区进行还原，得到含锌蒸汽和金属熔体。由此，本申请将高效的悬浮熔炼炉与电热还原炉进行一体化设计，不仅占地面积小，减少了配置高差，降低了冶炼炉本身和厂房的建设投资，而且减少了熔体排放和加入的操作，提高了生产作业率，可减少操作人员和相应的工器具消耗；同时熔炼和还原在一个炉子内完成，电热还原区也可利用熔炼区的高温维持一定的温度，减少了单独进行还原作业时电能的消耗；另外熔池兼顾熔炼和还原作业，炉内储存熔体量相对较大，能够增加储液时间，有利于提高单炉处理能力并提高锌的回收率，还可同时回收铅、铁、铟、锗等并保证较高的回收率。具体的，本申请的单台悬浮熔炼电热还原炉的锌精矿处理能力满足1～30万吨/年等各种规模，并且得到电热还原区得到的炉渣中锌含量降至0.5～1wt％，同时得到的炉渣产率低，可作为一般固废直接外售。另外，根据本技术上述实施例的悬浮熔炼电热还原炉还可以具有如下附加的技术特征：在本技术的一些实施例中，所述悬浮熔炼区为竖式炉体。在本技术的一些实施例中，在所述悬浮熔炼区到所述电热还原区的方向上，所述悬浮熔炼区的底部和所述电热还原区的底部呈阶梯逐渐降低。由此，悬浮熔炼区得到熔融态的高锌渣可以直接自流进入电热还原区，减少了熔体排放和加入的操作，提高了生产作业率。在本技术的一些实施例中，上述悬浮熔炼电热还原炉进一步包括：碳质燃料喷枪，所述碳质燃料喷枪设在所述悬浮熔炼区。由此，可以提高悬浮熔炼区熔炼效率。在本技术的一些实施例中，上述悬浮熔炼电热还原炉进一步包括多个所述含氧气体喷嘴，多个所述含氧气体喷嘴在所述悬浮熔炼区顶部均匀布置。在本技术的一些实施例中，上述悬浮熔炼电热还原炉进一步包括多个所述电极，所述多个电极在所述电热还原区均匀分布。由此，可以保证电热还原区内温度均匀。本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。附图说明本技术的上述和/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：图1是根据本技术一个实施例的悬浮熔炼电热还原炉的纵截面结构示意图；图2是根据本技术一个实施例的悬浮熔炼电热还原炉的B-B图；图3是根据本技术一个实施例的悬浮熔炼电热还原炉的A-A图；图4是根据本技术一个实施例的悬浮熔炼电热还原炉冶炼锌精矿的方法流程示意图；图5是根据本技术再一个实施例的悬浮熔炼电热还原炉冶炼锌精矿的方法流程示意图；图6是根据本技术又一个实施例的悬浮熔炼电热还原炉冶炼锌精矿的方法流程示意图；图7是根据本技术又一个实施例的悬浮熔炼电热还原炉冶炼锌精矿的方法流程示意图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，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，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，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技术和简化描述，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技术的限制。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。在本技术的描述中，“多个”的含义是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种悬浮熔炼电热还原炉，其特征在于，包括：/n悬浮熔炼电热还原炉本体，所述悬浮熔炼电热还原炉本体内限定出悬浮熔炼区和电热还原区，所述悬浮熔炼区和所述电热还原区之间设有隔墙，并且所述悬浮熔炼区和所述电热还原区底部连通；/n辅助燃烧器，所述辅助燃烧器设在所述悬浮熔炼区顶部；/n物料喷嘴，所述物料喷嘴设在所述悬浮熔炼区顶部；/n含氧气体喷嘴，所述含氧气体喷嘴设在所述悬浮熔炼区；/n熔炼烟气出口，所述熔炼烟气出口设在所述悬浮熔炼区上；/n电极，所述电极从所述电热还原区顶部伸入到所述电热还原区内；/n还原剂喷枪，所述还原剂喷枪设在所述电热还原区顶部；/n含锌蒸汽出口，所述含锌蒸汽出口设在所述电热还原区；/n排渣口，所述排渣口设在所述电热还原区底部；/n金属熔体出口，所述金属熔体出口设在所述电热还原区底部。/n

【技术特征摘要】
1.一种悬浮熔炼电热还原炉，其特征在于，包括：
悬浮熔炼电热还原炉本体，所述悬浮熔炼电热还原炉本体内限定出悬浮熔炼区和电热还原区，所述悬浮熔炼区和所述电热还原区之间设有隔墙，并且所述悬浮熔炼区和所述电热还原区底部连通；
辅助燃烧器，所述辅助燃烧器设在所述悬浮熔炼区顶部；
物料喷嘴，所述物料喷嘴设在所述悬浮熔炼区顶部；
含氧气体喷嘴，所述含氧气体喷嘴设在所述悬浮熔炼区；
熔炼烟气出口，所述熔炼烟气出口设在所述悬浮熔炼区上；
电极，所述电极从所述电热还原区顶部伸入到所述电热还原区内；
还原剂喷枪，所述还原剂喷枪设在所述电热还原区顶部；
含锌蒸汽出口，所述含锌蒸汽出口设在所述电热还原区；
排渣口，所述排渣口设在所述电热还原区底部；
金属熔体出口，所述金属熔体出口设在所述电热还原...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东波，黎敏，邓兆磊，尉克俭，茹洪顺，曹珂菲，吴卫国，许良，宋言，苟海鹏，冯双杰，李兵，
申请(专利权)人：中国恩菲工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11