專利名稱：用于處理過程氣體的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于處理在懸浮熔煉爐中的包含固體的過程氣體的方 法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
為了從含疏化物原料中回收金屬，例如銅、鎳或鉛，例如從包含 銅、鎳或鉛的礦石或精礦中回收這些金屬，通常使用懸浮熔煉方法， 其中，細(xì)粒的含硫化物原料中所包含的熱量被利用。除了含硫化物原 料之外，含氧氣體例如空氣、富氧空氣或氧氣被供給進入懸浮熔煉爐 的反應(yīng)空間。此外，例如，從懸浮熔煉爐的煙道氣中回收的并且再循 環(huán)的細(xì)粉塵，以及作為用于形成冶金熔渣的物質(zhì)的助熔劑，被供給進 入反應(yīng)空間。在懸浮熔煉爐的反應(yīng)空間中，固體和氣體的進料物質(zhì)彼 此反應(yīng)，以至于^皮開采的金屬中包含的至少兩種熔融相，即熔渣相和 礦石相，形成在懸浮熔煉爐的下部中，即下爐中。形成在懸浮熔煉爐 的下爐中的熔融相定期地從懸浮熔煉爐被去除。相反，形成在懸浮熔 煉爐的反應(yīng)空間中的包含二氧化硫的過程氣體通過下爐被引導(dǎo)到懸浮 熔煉爐的上升爐身，以及進一 步從上升爐身引導(dǎo)到連接于懸浮熔煉爐 的廢熱鍋爐，懸浮熔煉爐的煙道氣在廢熱鍋爐被冷卻。在廢熱鍋爐中， 細(xì)粉塵與二氧化硫和氧氣反應(yīng)，從而固體物質(zhì)被硫酸鹽化。硫酸鹽化 優(yōu)選在氣體到達對流空間之前發(fā)生在廢熱鍋爐的排放部分中的懸浮空 間中，其中，所述反應(yīng)可能在鍋爐管的表面上形成固體物質(zhì)的結(jié)塊， 該結(jié)塊很難被去除。通過被供給進入廢熱鍋爐的含氧氣體，硫酸鹽化 孝皮增強。
在生產(chǎn)銅金屬的懸浮熔煉過程中，例如閃速熔煉過程，通過氧化 反應(yīng)，即精礦的部分燃燒，礦石中的銅含量被控制。在熔煉爐生產(chǎn)銅金屬的時候，需要硫的存在，通過缺少氧氣來調(diào)整該過程，以便部分 精礦保持疏化物的狀態(tài)。這意味著氧化反應(yīng)消耗了從富集燃燒器供給 的富氧空氣中的全部氧氣，由此，部分硫和鐵在細(xì)粉塵中以硫化物的 狀態(tài)保持未燃燒。粉塵中的部分硫化物在泄漏的空氣的作用下能夠在 下爐中燃燒，但是當(dāng)冷空氣慢慢與熱的過程氣體混合時，疏化物的主 要部分與氣體流一起進入廢熱鍋爐。因此，與過程氣體一起行進的粉 塵是部分硫化的。在閃速熔煉爐的下爐中的粉塵的硫含量已知是從
10%至20%。當(dāng)?shù)竭_廢熱鍋爐時，在細(xì)粉塵中包含的硫化物在廢熱鍋 爐中繼續(xù)燃燒，引起問題發(fā)生。在廢熱鍋爐中，硫化物與硫酸鹽化空 氣開始燃燒，從而釋放熱量并且結(jié)塊形成在鍋爐管的表面上。隨著硫 酸鹽化空氣的部分氧氣在燃燒硫化物時被消耗，粉塵的硫酸鹽化也減 慢。主要發(fā)生如下列情況的由粉塵結(jié)塊產(chǎn)生的問題在廢熱鍋爐的對 流部分中的對流冷卻組件被堵塞，在廢熱鍋爐和連接于其上的靜電除 塵器之間的管道被堵塞，以及在靜電除塵器的發(fā)射極上形成結(jié)塊。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供改進的方法，以便在過程氣體進入廢熱鍋 爐之前，處理在懸浮熔煉爐的下爐中流動的過程氣體。具體地，本發(fā) 明的目的在于將氧化氣體供給進入在下爐中流動的過程氣體中，以使
小。本發(fā)明的基本特征通過附加的權(quán)利要求被公開。
根據(jù)本發(fā)明，將在懸浮熔煉爐中的包含固體的過程氣體從懸浮熔 煉爐的反應(yīng)爐身引入下爐，并且進一步通過上升爐身引導(dǎo)到廢熱鍋爐 以便冷卻過程氣體；從而，通過設(shè)置在下爐的頂壁上的一個或多個噴 氣管，將氧化氣體供給進入在下爐中流動的過程氣體中；從而在過程 期間調(diào)整氧化氣體的量，以使被引導(dǎo)到廢熱鍋爐的過程氣體的固體物 質(zhì)中所包含的硫化物的量最小。因此，在廢熱鍋爐中的硫酸鹽化反應(yīng) 能夠被加強并且減少結(jié)塊的產(chǎn)生。通過將與過程條件相稱的一定量的 氧化氣體供給進入在下爐中流動的過程氣體中，在過程氣體進入廢熱鍋爐之前，獲得過程氣體的優(yōu)選的成分。將氧化氣體供給進入下爐對 于懸浮熔煉爐節(jié)約能量而言也是有利的，這是因為在硫化物燃燒時產(chǎn) 生的反應(yīng)熱量在爐中被釋放而不是在廢熱鍋爐中釋放。因此，減少了 在下爐中對額外燃料的需要。


下面，參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明，其中
圖1示出本發(fā)明的優(yōu)選實施例的部分剖面示意側(cè)視圖。
圖2示出沿圖1的A向的截面圖。
具體實施例方式
根據(jù)圖1和2，在懸浮熔煉爐1的反應(yīng)空間2中熔煉形成的包含 二氧化硫的氣體經(jīng)過下爐3排到懸浮熔煉爐的上升爐身4。上升爐身4 通過開口 5連接于廢熱鍋爐6，包含二氧化硫的煙道氣在廢熱鍋爐6 被冷卻。在懸浮熔煉爐的反應(yīng)空間2中，固體和氣體的進料物質(zhì)彼此 反應(yīng)，以至于纟皮開采的金屬中包含的至少兩種熔融相，即熔渣相和礦 石相，形成在懸浮熔煉爐的下部中，即下爐3中。根據(jù)本發(fā)明，通過 設(shè)置在下爐的頂壁12上的噴氣管8，氧化氣體9以射流的形式被供給 進入在下爐中流動的過程氣體7中，以至于在進入廢熱鍋爐之前過程 氣體中的金屬硫化物氧化并且在廢熱鍋爐中并不繼續(xù)燃燒。下爐的頂 壁指的是在反應(yīng)爐身和上升爐身之間的平面。噴氣管8由耐用材料制 成，例如耐酸金屬管。在過程期間調(diào)整氧化氣體9的供給率，以便被 引導(dǎo)入廢熱鍋爐6的過程氣體的固體物質(zhì)中所包含的硫化物的量或含 量最小化。被供給的例如純氧氣的氧化氣體的量和供給速度通過過程 控制按預(yù)期被調(diào)整。
用于注入氧化氣體9的噴氣管8設(shè)置在下爐的頂壁12上，以便噴 氣管8穿過頂壁的耐火爐襯10延伸達到下爐的氣體空間中的預(yù)期高 度。噴氣管8的上部例如被爐的維修平面11支撐，從該維修平面11 可以接近并調(diào)整噴氣管。優(yōu)選地，噴氣管的注入點13(即，通過該點氧化氣體被供給)距離下爐的熔液表面的上邊緣14超過1000毫米。 在熔液表面14和注入點13之間的距離B優(yōu)選超過1000mm。根據(jù)實 例，氧化氣體9包括從六個噴氣管8供給的氧氣，這六個噴氣管8設(shè) 置在下爐的頂壁12上的靠近上升爐身4的位置。氧化氣體9通過成給 定角度C的噴氣管被供給，例如與在下爐中的過程氣體流7的方向成 45度角。在下爐3中的過程氣體沿與上升爐身4垂直的水平方向流動。 因此，氧化氣體9的流動方向以有利的角度與在下爐中流動的過程氣 體相遇，并且保證在過程氣體流中包含的全部固體物質(zhì)，即細(xì)粉塵， 在被供給的氧化氣體9的作用下被氧化。氧化氣體的量也與在下爐中 流動的全部氣體量中包含的粉塵量、硫含量以及爐的尺寸相稱。供給 進入下爐3的氣體的量是在懸浮熔煉爐的下爐中流動的過程氣體的全 部量的0.2%至5%，優(yōu)選是0.8%至2%。噴氣管8以預(yù)期的間隔i殳置 在下爐的頂壁12上；但是要使通過這些噴氣管被供給的氧化氣體在下 爐中均勻分布。噴氣管的位置也能夠相對于彼此變化，這取決于頂壁 的斜度和過程。自然地，在設(shè)置噴氣管時應(yīng)該考慮下爐3的頂壁12 的形狀。通過改變噴氣管的內(nèi)直徑，被供給的氧化氣體的速度能夠受 到影響。被供給的氧化氣體的優(yōu)選速度通過優(yōu)選為30至卯mm的內(nèi) 直徑實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，在下爐的頂壁上至少有三個噴 氣管，例如四個至六個噴氣管。
實例
通過附加的實例說明本發(fā)明。根據(jù)該實例，在懸浮熔煉爐中制造 銅金屬。氧化氣體注入懸浮熔煉爐的下爐，以便在懸浮熔煉爐排出的 過程氣體的固體物質(zhì)中所包含的硫化物的量最小。根據(jù)該實例，在下 爐中的總過程氣體流量是70000Nm3/h,并且作為懸浮物與過程氣體一 起行進的固體物質(zhì)或粉塵的硫含量是12.2%。需要1350Nm3/h的氧氣 來氧化作為懸浮物行進的粉塵的硫含量，該氧化是通過粉塵的氧化反 應(yīng)來建立的。氧氣用作氧化氣體，通過六個內(nèi)直徑為70毫米的噴氣管 被吹向下爐。這些噴氣管靠近上升爐身設(shè)置在下爐的弧形頂壁上。四個最當(dāng)中的噴氣管與過程氣體流成45度角設(shè)置并且兩個最外面的噴 氣管以與過程氣體流成30度角設(shè)置，以便它們噴射的氧化氣體在正確 的位置與在下爐中的過程氣體流相遇。利用這種尺寸，當(dāng)必要時，氧 氣能夠以每個噴氣管150至250Nm3/h的量，總共900至1500Nm3/h 的量，被注入，同時在氧氣射流不用到達熔液表面的情況下實現(xiàn)氧氣 與主氣體流的有效混合。從熔液表面到下爐頂壁的距離在下面的范圍 變化在爐中心線上在1.8至2.2m范圍內(nèi)，以及在下爐壁附近在1至 1.4m范圍內(nèi)。中心線和壁附近的上述距離之間的差別是由于下爐頂壁 的弧形造成的，而其變化是由于操作期間熔液表面的正常變化造成的。 根據(jù)所提供的該實例，在過程氣體流的細(xì)粉塵中所包含的疏的量能夠 在過程氣體進入廢熱鍋爐之前被實質(zhì)地減少。
顯然，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，本發(fā)明的各種實施例不限于 上述的實例，而是能夠在附加的權(quán)利要求的范圍內(nèi)改變。
權(quán)利要求
1.一種用于在懸浮熔煉爐(1)中處理包含固體的過程氣體(7)的方法，包括將過程氣體從懸浮熔煉爐的反應(yīng)爐身(2)引導(dǎo)到下爐(3)，以及進一步通過上升爐身(4)引導(dǎo)到廢熱鍋爐(6)以便冷卻過程氣體；其特征在于通過設(shè)置在下爐(3)的頂壁(12)上的一個或多個噴氣管(8)，將氧化氣體(9)供給進入在下爐(3)中流動的過程氣體(7)中，從而在過程期間調(diào)整氧化氣體的量，以使在被引導(dǎo)到廢熱鍋爐(6)的過程氣體的固體物質(zhì)中所包含的硫化物的量最小。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于將被供給的氧化氣 體(9)的射流以適合的角度(C)，優(yōu)選以30至60度角，從下爐的 頂壁(12)引導(dǎo)到過程氣體流(7)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于被供給進入懸 浮熔煉爐(1)的下爐(3)中的氧化氣體(9)的量是在懸浮熔煉爐的 下爐中流動的過程氣體的全部量的0.2%至5%,優(yōu)選是0.8%至2%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3中任意一個所述的方法，其特征在于 通過與過程條件相稱的合適數(shù)量的噴氣管(8)，優(yōu)選通過至少三個噴 氣管，來供給氧化氣體(9)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3或4中任意一個所述的方法，其特征在 于通過內(nèi)直徑為30至90mm的噴氣管(8)，將氧化氣體(9)供給 到下爐(3)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1、 2、 3、 4或5中任意一個所述的方法，其特 征在于將氧氣或富氧空氣作為氧化氣體(9)供給。
7. 用于在懸浮熔煉爐中處理包含固體的過程氣體(7)的設(shè)備， 其中，所述過程氣體從懸浮熔煉爐的反應(yīng)爐身(2)被引導(dǎo)到下爐(3), 以及進一步通過上升爐身(4)被引導(dǎo)到廢熱鍋爐(6)以便冷卻過程 氣體；其特征在于 一個或多個噴氣管(8)布置在下爐(3)的頂壁(12)上，用于將氧化氣體(9)供給進入在下爐(3)中流動的過程 氣體(7)中，從而在過程期間能夠調(diào)整所述氧化氣體的量，以使在被引導(dǎo)到廢熱鍋爐(6 )的所述過程氣體的固體物質(zhì)中所包含的硫化物的 量最小。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于在氧化氣體(9) 的注入點(13)和所述下爐的熔液表面(14)之間的距離(B)超過 1000mm。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的設(shè)備，其特征在于優(yōu)選存在至少 三個用于供給氧化氣體的噴氣管(8)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7或9所述的設(shè)備，其特征在于所述噴氣管 (8 )的內(nèi)直徑是30至90mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在懸浮熔煉爐(1)中處理包含固體的過程氣體(7)的方法，包括將過程氣體從懸浮熔煉爐的反應(yīng)爐身(2)引導(dǎo)到下爐(3)，以及通過上升爐身(4)引導(dǎo)到廢熱鍋爐(6)以便冷卻過程氣體；從而，通過設(shè)置在下爐的頂壁(12)上的一個或多個噴氣管(8)，將氧化氣體(9)供給進入在下爐(3)中流動的過程氣體(7)中；從而在過程期間調(diào)整氧化氣體的量，以使被引導(dǎo)到廢熱鍋爐(6)的過程氣體的固體物質(zhì)中所包含的硫化物的量最小。本發(fā)明還涉及實施該方法的設(shè)備。
文檔編號F27D17/00GK101410539SQ200780011120
公開日2009年4月15日 申請日期2007年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月4日
發(fā)明者R·薩里南 申請人:奧圖泰有限公司