專利名稱：冶金爐渣或熔锍無水粒化工藝及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及火法冶金領(lǐng)域，特別是涉及一種冶金爐渣或熔锍的無水?；?藝及裝置。
背景技術(shù)：
在火法冶金行業(yè)，冶金爐產(chǎn)出的爐渣或熔锍為高溫熔融狀態(tài)， 一旦冷卻， 就會(huì)形成堅(jiān)硬的固溶體，給下道工序的處理帶來很大的困難，所以對(duì)高溫熔融 物料的?；统蔀榛鸱ㄒ苯鹕a(chǎn)中不可缺少的環(huán)節(jié)。
目前對(duì)高溫熔融爐渣或熔锍的傳統(tǒng)?；に?，其工藝過程的基礎(chǔ)就是用帶 壓的冷水對(duì)高溫熔融體進(jìn)行水淬，依靠水流、水壓以及高溫物體快速冷卻產(chǎn)生 爆裂而達(dá)到?；哪康?。由于工藝過程中水是唯一的粒化和冷卻介質(zhì)，水渣比
要求很高， 一般重量比達(dá)到9 20，也就是說如果渣排放量為120t/h，水淬水 量就會(huì)超過1080t/h，因此粒化后的爐渣存在于大量的水中，需要靠龐大的設(shè) 備系統(tǒng)來進(jìn)行收集、運(yùn)輸、渣水分離、?；睦鋮s循環(huán)，?；蟮臓t渣或熔 锍與水混合，在水池中沉降， 一般都采用斗提機(jī)或渣槳泵將渣水混合物運(yùn)輸?shù)?脫水系統(tǒng)進(jìn)行水渣分離，分離出來的渣再通過連續(xù)運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)送到存儲(chǔ)倉(cāng)，有 些工藝還需要經(jīng)過二次脫水，才能使其含水《10%。水淬過程中不可避免會(huì)產(chǎn) 生細(xì)目的、片狀、雪花狀的渣顆粒，這些渣顆粒在流動(dòng)的水中很難沉降分離， 懸浮于水中，磨損流程中的設(shè)備和管道，甚至在流程中不合適的地方沉積，形成堵塞。分離出來的水因吸收了渣中的熱量，必須要經(jīng)過冷卻系統(tǒng)冷卻處理， 才能夠循環(huán)利用。水淬過程中， 一旦出現(xiàn)渣量、渣溫、?；炕驙t渣未被有
效的分散，就會(huì)有爆炸的危險(xiǎn)；而且冶金爐渣中不可避免的會(huì)夾帶有害物質(zhì)， 這些有害物質(zhì)溶解并富集于循環(huán)水中，損害設(shè)備，根據(jù)發(fā)生泄漏，將會(huì)嚴(yán)重污 染環(huán)境。系統(tǒng)占地面積龐大，設(shè)備眾多，造成投資大、故障率高、運(yùn)行維護(hù)成 本高；高溫熔融爐渣與水直接接觸， 一旦爐渣未被有效的分散，就會(huì)出現(xiàn)爆炸 現(xiàn)象；粒化后的產(chǎn)品含水高，即使采用脫水措施，產(chǎn)品爐渣含水也會(huì)達(dá)到5% 10%,為達(dá)到干燥的目的，常常需要增加干燥系統(tǒng)；而且冶金爐渣中不可避免 會(huì)夾帶一些溶于水的有害物質(zhì)，造成水系統(tǒng)中水質(zhì)惡化，污染環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是解決老工藝中冶金爐渣或熔锍粒化系統(tǒng)占 地面積龐大、運(yùn)行維護(hù)成本高，同時(shí)造成水系統(tǒng)中水質(zhì)惡化，污染環(huán)境的問題。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是提供一種冶金爐渣或 熔锍無水?；に?，高溫熔融爐渣或熔锍由出渣溜槽排出至?；覂?nèi)后，先由 分散裝置向由出渣溜槽流下的熔融爐渣流噴射壓縮氣體使其在下降過程中分 散成眾多細(xì)小的液滴，同時(shí)噴出的氣體又在空中將分散后的小液滴冷卻為半熔 態(tài)或固態(tài)的渣顆粒，然后渣顆粒在空中再由冷卻裝置噴射的冷卻水霧進(jìn)行冷卻 生成沙狀爐渣并沉降于料倉(cāng)中。
上述工藝中，所述的分散裝置是分散噴頭，該分散噴頭安裝在出渣溜槽的 下方且出氣口向上傾斜朝向熔融爐渣流。
所述的冷卻裝置是霧化噴頭，該霧化噴頭安裝在分散裝置的下方和兩側(cè)，冷卻噴頭噴出的帶壓水霧對(duì)渣顆粒進(jìn)行攪動(dòng)換熱，產(chǎn)生的氣體經(jīng)收塵器除塵后 由排空煙囪或引風(fēng)機(jī)排到大氣中。
所述的壓縮氣體是飽和蒸汽或壓縮空氣，壓力為0.2MPa 3.0MPa，流量由 熱平衡所需決定且水渣比為0. 1 1. 5。
對(duì)于酸性爐渣，冷卻水中添加有用于中和該酸性爐渣的堿性物質(zhì)。
通過引風(fēng)機(jī)或排氣煙囪將?；覂?nèi)的氣體排出，使?；揖S持微負(fù)壓。
本發(fā)明還提供了一種冶金爐渣或熔锍無水?；b置，包括?；?、分散裝 置和冷卻水噴頭，所述?；业膬?nèi)腔與出渣溜槽連通，底部出渣口與料倉(cāng)相對(duì)， 所述分散裝置設(shè)置在?；覂?nèi)且位于出渣溜槽出口的下方；所述冷卻水噴頭設(shè) 置在粒化室內(nèi)且位于分散裝置的下方和兩側(cè)。
上述裝置中，所述分散裝置為分散噴頭，其出氣口向上傾斜朝向熔融爐渣 流且與水平方向呈0 60。角，所述的冷卻水噴頭是霧化噴頭。
?；覂?nèi)設(shè)有清掃裝置，該清掃裝置位于出渣溜槽的下方且在控制開關(guān)的 控制下由液壓、氣動(dòng)或電動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)沿出渣溜槽的底面滑動(dòng)。
?；业捻敳吭O(shè)有排空煙囪和引風(fēng)機(jī)。
本發(fā)明，在?；覂?nèi)采用壓縮氣體將熔融爐渣分散為眾多細(xì)小的液滴，同 時(shí)在空中預(yù)冷卻為半熔態(tài)甚至固態(tài)的小顆粒，再通過水霧將其冷卻，達(dá)到?；?的目的，?；⒗鋮s后的爐渣依靠重力沉降于料倉(cāng)中。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，操作 方便，投資少，解決了傳統(tǒng)水淬工藝存在的缺點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明冶金爐渣或熔锍無水?；b置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作出詳細(xì)的說明。
圖1為本發(fā)明冶金爐渣或熔锍無水粒化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，應(yīng)用于現(xiàn)有的 冶金爐上，如圖1所示，本發(fā)明包括?；?圖中未畫出)、分散裝置ll和冷
卻水噴頭12。
粒化室的內(nèi)腔與出渣溜槽9連通，底部出渣口與料倉(cāng)(圖中未畫出)相對(duì)， 頂部設(shè)有排空煙囪和引風(fēng)機(jī)。
分散裝置11為分散噴頭，設(shè)置在?；覂?nèi)且位于出渣溜槽9出口的下方， 其向上傾斜朝向熔融爐渣流且與水平方向呈0 60。角，最佳的角度為45。， 噴射出的壓縮氣體在將熔融渣流分散的同時(shí)，又將分散后的小液滴拋向空中， 處于懸浮和彌散狀態(tài)。分散裝置11噴射出的壓縮氣體是指不與熔融爐渣或熔 锍反應(yīng)的帶壓氣體，如氮?dú)獾榷栊詺怏w或壓縮空氣，也可以是飽和蒸汽，經(jīng)反 復(fù)多次實(shí)驗(yàn)得知，當(dāng)蒸汽或壓縮空氣的壓力是0.2MPa 3.0MPa時(shí)，分散和預(yù) 冷卻熔融爐渣的效果最好。
冷卻水噴頭12是霧化噴頭，該霧化噴頭安裝在分散裝置11的下方和兩側(cè)， 應(yīng)保證熔融爐渣在與帶壓冷水接觸前，先被帶壓蒸汽或壓縮氣體分散并預(yù)冷 卻，懸浮于空中的渣顆粒被由冷卻噴頭12產(chǎn)生的水霧再次噴射拋起，渣顆粒 與水顆粒在空中接觸換熱，渣顆粒被冷卻，水顆粒被汽化，產(chǎn)出的沙狀爐渣在 重力的影響下沉降于料倉(cāng)，分散和冷卻過程中產(chǎn)生的氣體經(jīng)收塵器(即設(shè)置在 排空路線上的帶式收塵、洗滌收塵、電收塵等)除塵后通過引風(fēng)機(jī)或排氣煙囪 將粒化室內(nèi)的氣體排出，引風(fēng)機(jī)使?；揖S持微負(fù)壓操作，吸入的冷風(fēng)同時(shí)又可以作為輔助冷卻風(fēng)。此過程中，冷卻水的壓力為0.2MPa 3.0MPa，其流量根 據(jù)渣粒溫降所需的熱平衡計(jì)算而得，但必須保證水渣比為0. 1 1. 5。對(duì)于含酸 性物的爐渣或熔锍，例如冶煉銅等金屬時(shí)，爐渣或熔锍中會(huì)含有S02等酸性物 質(zhì)，此時(shí)可以在冷卻水中添加用于中和酸性物質(zhì)的堿性物質(zhì)，如氫氧化鈉、氧 化鈣等。
生產(chǎn)一定時(shí)間后，爐渣或熔锍中會(huì)有一部分在溜槽9上冷卻凝結(jié)，在出口 處會(huì)出現(xiàn)掛胡現(xiàn)象，即在溜槽9出口處形成與冰柱類似的渣柱，在分散裝置和 熔融渣流中間形成幕墻，影響分散。為此，?；覂?nèi)還設(shè)有清掃裝置10，該清 掃裝置10位于出渣溜槽9的下方且由液壓、氣動(dòng)或電動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)沿出渣溜槽9 的底面滑動(dòng)，當(dāng)溜槽9出口處出現(xiàn)掛胡現(xiàn)象時(shí)，可啟動(dòng)清掃裝置10將掛于溜 槽9出口處的渣柱擊除，保證正常生產(chǎn)，上述清掃裝置10也可以設(shè)定為間隔 一定的時(shí)間自動(dòng)運(yùn)行。
本發(fā)明還提供了一種基于上述冶金爐渣或熔锍無水?；b置的生產(chǎn)工藝， 高溫熔融爐渣通過溜槽9導(dǎo)入到?；覂?nèi)，先由分散裝置11向由出渣溜槽9 流下的熔融爐渣流噴射壓縮氣體使其在下降過程中分散為眾多細(xì)小的液滴，同 時(shí)，上述氣體在空中將分散后的小液滴冷卻為半熔態(tài)或固態(tài)的渣顆粒，渣顆粒 在空中再由冷卻水噴頭12產(chǎn)生的冷卻水霧進(jìn)行冷處理，使渣顆粒的溫度降到 要求的溫度以內(nèi)，即使渣顆粒溫度降到20(TC以下，最后，渣顆粒在重力的作 用下沉降于?；蚁碌牧蟼}(cāng)中，根據(jù)需要通過運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)至下道工序。
通常正常生產(chǎn)的過程如下熔融爐渣或熔锍由排放口排出后，經(jīng)溜槽導(dǎo)入 ?；覂?nèi)，飽和蒸汽或壓縮氣體由第一管道提供，該管道上依次設(shè)有第一壓力表l，由第一、第二調(diào)節(jié)閥31、 37并聯(lián)組成的調(diào)壓閥組，第二壓力表41，第 三調(diào)節(jié)閥51，第一流量計(jì)61和第一手動(dòng)閥71，第一壓力表1與調(diào)壓閥組之間 設(shè)有安全閥2，飽和蒸汽或壓縮氣體經(jīng)過調(diào)壓閥組減壓到O. 2MPa 3.0MPa，如 0.2、 0.5、 1.0、 1.5、 2.0、 2.5或3.0MPa，根據(jù)爐渣流量調(diào)節(jié)飽和蒸汽或壓 縮氣體的流量，例如，當(dāng)爐渣流量是0. 3t/min 10t/min，爐渣溫度是1150°C 1750'C時(shí)，通過第三調(diào)節(jié)閥51將飽和蒸汽或壓縮氣體流量控制在200NmVh 5000Nm7h，最終由安裝在出銅溜槽底部的分散裝置ll噴出，在?；覂?nèi)將熔 融爐渣分散和預(yù)冷卻并拋向空中，冷卻水由第二管道提供并由第三管道加壓， 第二管道和第三管道上分別依次設(shè)有第二、第三流量計(jì)62、 63，第二、第三手 動(dòng)閥82、 83和第二、第三流量計(jì)42、 43，分散后的爐渣在?；覂?nèi)的空中被 由冷卻裝置產(chǎn)生的帶壓水霧攪動(dòng)換熱，水壓應(yīng)控制在0. 2MPa 2. 5MPa，如0. 2、 0.5、 1.0、 1.5、 2.0或2.5MPa，水渣比應(yīng)根據(jù)熔融爐渣的熱含、熔融爐渣的 流量、產(chǎn)品爐渣的含水要求，進(jìn)行熱平衡計(jì)算所得， 一般是水渣比為0. 1 1. 5， 如O.l、 0.5、 1.0、 1.2或1.5，分散后和產(chǎn)生的氣體經(jīng)收塵器除塵后由排空煙 囪或引風(fēng)機(jī)排到大氣中，在上述過程中，通過分散裝置U將爐渣分散，增大 了熔融爐渣的散熱表面積，延長(zhǎng)散熱時(shí)間，再通過水霧將其冷卻，由于爐渣和 冷卻的水都是以細(xì)小顆粒形態(tài)出現(xiàn)，其換熱面積巨大，換熱效果較好，而且爐 渣顆粒和水霧顆粒在?；覂?nèi)處于高度的懸浮和彌散狀態(tài)，碰撞冷卻機(jī)率很 高，在空中就使?fàn)t渣顆粒溫度降到20(TC以下，冷卻噴頭產(chǎn)生的過剩水滴，也 會(huì)沉降于料倉(cāng)內(nèi)，對(duì)爐渣進(jìn)一步冷卻，同時(shí)也會(huì)被蒸發(fā)。?；瓿珊屠鋮s后的 爐渣沉降于?；蚁碌牧蟼}(cāng)內(nèi)，根據(jù)需要，可以采用刮板機(jī)等運(yùn)輸設(shè)備或汽車 等運(yùn)輸工具將其運(yùn)送到指定地點(diǎn)。本發(fā)明的積極效果在于1、取消了傳統(tǒng)水淬工藝中龐大的水?；⒎蛛x、 循環(huán)、冷卻系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積?。?、產(chǎn)出的沙狀爐渣品質(zhì)較好，粒 度分布均勻，1 5mm的》9596;爐渣含水量可調(diào)，根據(jù)需要可控制在0. 1% 3% 間。3、系統(tǒng)設(shè)備少且小，故障率低，投資維護(hù)成本低，工藝簡(jiǎn)單，操作方便， 安全可靠。4、適合大型工業(yè)連續(xù)生產(chǎn)。
本發(fā)明不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人應(yīng)該得知在本發(fā)明的啟示下作 出的結(jié)構(gòu)變化，凡是與本發(fā)明具有相同或相近的技術(shù)方案，均落入本發(fā)明的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、冶金爐渣或熔锍無水?；に?，其特征在于高溫熔融爐渣由出渣溜槽排出至?；覂?nèi)后，先由分散裝置向由出渣溜槽流下的熔融爐渣流噴射壓縮氣體使其在下降過程中分散成眾多細(xì)小的液滴，同時(shí)噴出的氣體又在空中將分散后的小液滴冷卻為半熔態(tài)或固態(tài)的渣顆粒，然后渣顆粒在空中再由冷卻裝置噴射的冷卻水霧進(jìn)行冷卻生成沙狀爐渣并沉降于料倉(cāng)中。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶金爐渣或熔锍無水?；に嚕涮卣髟谟谒龅姆稚⒀b置是分散噴頭，該分散噴頭安裝在出渣溜槽的下方且出氣口水平或 向上傾斜朝向熔融爐渣流。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冶金爐渣或熔锍無水粒化工藝，其特征在 于所述的冷卻裝置是霧化噴頭，該霧化噴頭安裝在分散裝置的下方和兩側(cè)，冷 卻噴頭噴出的帶壓水霧對(duì)渣顆粒進(jìn)行攪動(dòng)換熱，產(chǎn)生的氣體經(jīng)收塵器除塵后由 排空煙囪或引風(fēng)機(jī)排到大氣中。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的冶金爐渣或熔锍無水粒化工藝，其特征在于所 述的壓縮氣體是飽和蒸汽或壓縮空氣，壓力為0. 2MPa 3. 0MPa，流量由熱平衡 所需決定且水渣比為0. 1 1. 5。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的冶金爐渣或熔锍無水?；に?，其特征在于對(duì) 于酸性爐渣，冷卻水中添加有用于中和該酸性爐渣的堿性物質(zhì)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的冶金爐渣或熔锍無水?；に嚕涮卣髟谟谕?過引風(fēng)機(jī)或排氣煙囪將?；覂?nèi)的氣體排出，使?；揖S持負(fù)壓。
7、 冶金爐渣或熔锍無水?；b置，包括?；?，其內(nèi)腔與出渣溜槽連通，底部出渣口與料倉(cāng)相對(duì)；其特征在于還包括分散裝置，設(shè)置在?；覂?nèi)且位于出渣溜槽出口的下方；冷卻水噴頭，設(shè)置在粒化室內(nèi)且位于分散裝置的下方和兩側(cè)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的冶金爐渣或熔锍無水?；b置，其特征在于所述分散裝置為分散噴頭，其出氣口向上傾斜朝向熔融爐渣流且與水平方向呈0 60°角，所述的冷卻水噴頭是霧化噴頭。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的冶金爐渣或熔锍無水?；b置，其特征在于?；覂?nèi)設(shè)有清掃裝置，該清掃裝置位于出渣溜槽的下方且在控制開關(guān)的控制下由液壓、氣動(dòng)或電動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)沿出渣溜槽的底面滑動(dòng)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的冶金爐渣或熔锍無水粒化裝置，其特征在于?；业捻敳吭O(shè)有排空煙囪和引風(fēng)機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及火法冶金領(lǐng)域，是一種冶金爐渣或熔锍無水?；に嚰把b置，該裝置包括?；?、分散裝置和冷卻水噴頭，?；业膬?nèi)腔與出渣溜槽連通，底部出渣口與料倉(cāng)相對(duì)，分散裝置設(shè)置在粒化室內(nèi)且位于出渣溜槽出口的下方，冷卻水噴頭設(shè)置在粒化室內(nèi)且位于分散裝置的下方和兩側(cè)。本發(fā)明在?；覂?nèi)采用壓縮氣體將熔融爐渣分散為眾多細(xì)小的液滴，同時(shí)在空中預(yù)冷卻為半熔態(tài)甚至固態(tài)的小顆粒，再通過水霧將其冷卻，達(dá)到?；哪康?，?；?、冷卻后的爐渣依靠重力沉降于料倉(cāng)中。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，操作方便，投資少，解決了傳統(tǒng)水淬工藝存在的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)C21B3/06GK101660012SQ200910177819
公開日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者劉衛(wèi)東, 周松林, 松 胡 申請(qǐng)人:陽(yáng)谷祥光銅業(yè)有限公司