[發明專利]一種同向旋浮熔煉方法、噴嘴和冶金設備

有效

• 申請號: 201510080267.0
• 申請日: 2015-02-13
• 公開（公告）號: CN104634101A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 劉衛東;周松林
• 申請（專利權）人: 陽谷祥光銅業有限公司
• 主分類號: F27B17/00
• 分類號: F27B17/00;F27D3/18
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李海建

1.一種同向旋浮熔煉方法，其特征在于：將干燥的粉狀硫化精礦(11)和對應量的含氧氣體(7)噴射到高溫的反應塔(13)的空間中，水平面上呈“風～礦～風”的布置特征；其中：

含氧氣體(7)包括第一含氧氣體(71)和第二含氧氣體(72)：第二含氧氣體(72)以環狀旋轉的方式噴入反應塔(13)中，并在反應塔(13)內受高溫和自身旋轉擴張的作用形成水平漸擴、豎直延伸的鐘罩形旋轉風幕(74)；第一含氧氣體(71)轉化為旋轉射流(73)射入到旋轉風幕(74)的中心，且旋轉風幕(74)和旋轉射流(73)的旋轉方向相同；

經過計量控制的干燥硫化精礦(11)以偏向中心軸線的方向進入旋轉射流(73)和旋轉風幕(74)兩股氣流之間的環狀空間內；

在風幕(74)的中心，高速旋轉的旋轉射流(73)向四周的擴展運動同時卷入硫化精礦(11)和來自反應塔(13)下部的高溫氣流，形成水平方向旋轉擴張、豎直向下的氣粒兩相旋轉射流(12)；旋轉較強的兩相旋轉射流(12)向外進一步的擴張被旋轉較弱的旋轉風幕(74)限制，以阻止飛邊現象的發生，同時補償兩相旋轉射流(12)外圈的氧勢；

在運動的過程中，硫化精礦(11)被高溫煙氣和反應塔(13)內輻射的高溫點燃，與氧氣發生劇烈的燃燒反應并釋放出富含SO₂的煙氣，同時反應生成含锍(或金屬)和爐渣的混合熔融物，最終在反應塔(13)的底部，锍(或金屬)與爐渣分離，完成冶金過程。

2.根據權利要求1所述的同向旋浮熔煉方法，其特征在于：所述的第一含氧氣體(71)和第二含氧氣體(72)是同一種反應氣體，具有相同的壓力、溫度和含氧量，其所含氧量為25％～95％(wt)。

3.根據權利要求1所述的同向旋浮熔煉方法，其特征在于：所述的第一含氧氣體(71)和第二含氧氣體(72)中所含氧的和是硫化精礦(11)反應所需總量，分配比例是20％～80％(體積比)。

4.根據權利要求1所述的同向旋浮熔煉方法，其特征在于：所述的旋轉射流(73)的旋流強度≥0.5；所述的旋轉風幕(74)的旋流強度≤0.3。

5.根據權利要求1所述的同向旋浮熔煉方法，其特征在于：所述的干燥粉狀硫化精礦(11)是指含有Cu、Ni、Pb和/或Zn金屬硫化物的分選礦物。

6.一種同向旋浮熔煉噴嘴，其特征在于：所述的同向旋浮熔煉噴嘴是套裝在一起的圓筒形結構，包括：位于中心軸線上的管狀輔助燒嘴(1)；套裝在輔助燒嘴(1)外部的筒狀旋流器(2)；位于旋流器(2)和燒嘴(1)之間的導流葉片(5)；套裝在旋流器(2)外部的料管(3)；套裝在料管(3)外部的風管(4)；風管(4)上安裝有切向進風口(41)，且切向進風口(41)和導流葉片(5)的導向旋轉方向相同；其中：燒嘴(1)的外管壁與旋流器(2)的內管壁之間形成旋流通道(10)；旋流器(2)的外管壁與料管(3)的內管壁之間形成底部漸縮且導向偏向中心軸線的料腔(9)；料管(3)的外管壁與風管(4)的內壁之間形成旋流風腔(8)。

7.根據權利要求6所述的同向旋浮熔煉噴嘴，其特征在于：所述的燒嘴(1)的出口平面在旋流器(2)的出口平面內，所述的旋流器(2)的出口平面超出料管(3)出口平面，超出高度h1是30mm～100mm。

8.根據權利要求6所述的同向旋浮熔煉噴嘴，其特征在于：所述的料管(3)的出口內壁是向中心軸線方向漸縮的鈍體(32)。

9.根據權利要求6所述的同向旋浮熔煉噴嘴，其特征在于：還包括用于分配含氧氣體(7)流量比例的調節閥(6)；

旋流通道(10)和旋流風腔(8)的進口均通過管道連通于含氧氣體(7)的氣源，調節閥(6)安裝在管道上。

10.一種冶金設備，包括反應塔(13)和旋浮熔煉噴嘴，其特征在于：所述旋浮熔煉噴嘴為如權利要求6-9任意一項所述的同向旋浮熔煉噴嘴。