[其他]進行熱化學過程的方法及裝置

無效

• 申請號: 88103911
• 申請日: 1988-05-18
• 公開（公告）號: CN88103911A
• 公開（公告）日: 1988-12-14
• 發明（設計）人: 威爾海姆·斯塔得貝烏爾;埃爾文·科克;弗蘭茨·佐諾;魯道夫·里耐施;曼特·握夫岡·凡諾斯克
• 申請（專利權）人: K·H·T·專有技術及專利開發有限公司
• 主分類號: C22B4/00
• 分類號: C22B4/00;C22B5/12;C22B21/02;C21B13/12
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 吳大建

本發明涉及進行熱化學過程的方法及裝置，尤其是在高于高耐火度爐襯熔融溫度的工作溫度下，對由冶金爐塵、礦石及其他可熔融和/或可熔融還原的物質，例如SiO₂、MgO、TiO₂、Ta₂O₅或相應金屬所組成的混合物進行熔融和/或熔融還原的方法及裝置。

在高于已知高耐火度爐襯熔融溫度的溫度范圍內，用迄今可用的方法是不能進行熱化學過程的。此外，目前常用的熔融法及熔融還原法需要大量能量，并且由于爐塵夾在廢氣中排出，若不配置昂貴的輔助設備，就會嚴重損害環境。產生大量冶金爐塵的熔煉過程還遇到一些重大困難。

在DD-AS-215803中曾描述了一種試驗，在輸入電能的情況下，在通過豎爐上部頂蓋中心安裝的一個等離子燃燒器和通過豎爐底部的對應電極之間形成等離子焰，并且環繞等離子焰同心地加入爐料，在爐子內壁上固態爐料組分形成一層保護墻，而保護墻內側的爐料在等離子焰所達到的范圍內，以此在豎爐中實現快速熔融和爐料組分間的迅速反應。

然而，這種處理方法不能使等離子焰引起所形的保護墻的熔化和/或化學反應。這樣的一種豎爐不能連續工作。反應時產生的廢氣必須借助爐料來排出，從而引起該處理方法的另一些多少與廢氣組分的冷凝有關的缺點。

本發明所提出的任務是，提供一種進行熱化學過程的方法和裝置，尤其是對由冶金爐塵、礦石及其他可熔融和/或可熔融還原的物質，例如SiO₂、MgO、TiO₂、Ta₂O₅及相應金屬所組成的混合物進行熔融和/或熔融還原的方法及裝置。用這種方法和裝置，可以在大大高于已知高耐火度爐襯熔點的溫度范圍內進行熱化學過程。同時可以準確控制熱化學-物理反應，不必受工藝流程中的反應溫度限制。此外，同目前已知的方法相比，應當作為主要優點的是，顯著節約能量，而且進一步防止粉塵隨廢氣排出。

就本發明方法的方面而言，這個目的是這樣達到的，即以本文開始所提到的那種方法，將一定組分的待熔和/或待還原的混合物壓成塊狀并使其形成一定的空洞幾何形狀，安置在一個高能量密度輻射源的周圍，并且借助混合物壓塊向中心設置的輻射源的徑向移動，相應于熔融和/或熔融還原過程保持這種一定的空洞幾何形狀。

因此，在本發明的方法中，待壓成塊狀的混合物同時也是反應介質和冶金反應容器的“爐襯”。按熔化速率將塊狀物再進行擠壓，使空洞幾何形狀始終圍繞輻射源例如一個等離子焰均勻保持。此外，熔融和/或熔融還原進行時，使混合物塊在徑向范圍內朝中心設置的輻射源移動。借助適當的措施，如下面將進一步闡明的那樣，使等離子焰保持在空洞中。

為了精確向能源進給混合物塊，最好使用導向裝置。將已成塊的爐料適當干燥，而且按照裝料裝置的要求，塊狀物必須保持一定的尺寸精度和低溫抗壓強度。

在利用本發明的方法熔煉冶金粉塵時，可用下述方法順利進行，而且舉例來說，可以用下表所列的配料組分來進行。

表1

配料組分分析

FS????過濾器粉塵

KR????Krivoj-Rog（酸性礦塵）

GS????爐頂灰

KS????焦塵（過濾器粉塵）

冶金粉塵的混合比（重量百分比）：

FS????38.8

KR????25.6

GS????31.0

KS????4.6

總計????100.0%

將表1中所列的配料組分適當地與約9%（重量）的水均勻混合，壓成適當大小的塊并隨后進行干燥。在保證混合物塊精確進給的導向裝置的協同作用下，將干燥過的塊狀物徑向地圍繞一輻射源安置，并且圍繞該輻射源例如等離子焰形成有一定幾何形狀的空洞。按本發明的一個較佳結構形式，等離子焰可按AT-PS376702中所述的方法形成。在用氬氣點燃突出于一個石墨電極的等離子焰之后，利用氬氣將烴類物質和/或彌散石墨引入等離子焰。碳（石墨）由于等離子體的高溫而轉化成氣相，而且還原過程由于碳氣體的電離而加速。另外，石墨電極的燒損由于高度電離的碳氣氛而大大受到阻止。在電極間的等離子焰點燃之后，以空洞圍繞等離子焰的混合物塊開始熔化。混合物塊以同其熔融相等的程度，自外向里移動，以使空洞幾何形狀始終保持相同。在熔融期間同時發生一種直接還原的熱化學反應。