用于處理含鉛鋅冶煉渣的轉(zhuǎn)底爐的制作方法
【專利摘要】本實用新型提出了一種用于處理含鉛鋅冶煉渣的轉(zhuǎn)底爐，轉(zhuǎn)底爐內(nèi)按照原料運動方向依次為進(jìn)料區(qū)、鉛還原區(qū)、鋅揮發(fā)區(qū)、鉛揮發(fā)區(qū)、鐵還原區(qū)和出料區(qū)，其中，進(jìn)料區(qū)與鉛還原區(qū)之間、鉛還原區(qū)與鋅揮發(fā)區(qū)之間、鋅揮發(fā)區(qū)之間與鉛揮發(fā)區(qū)之間、鉛揮發(fā)區(qū)與鐵還原區(qū)之間分別設(shè)置有隔墻，鋅揮發(fā)區(qū)具有第一煙氣出口、鉛揮發(fā)區(qū)具有第二煙氣出口，進(jìn)料區(qū)具有進(jìn)料口，出料區(qū)具有出料口。采用該轉(zhuǎn)底爐能夠?qū)⒑U鋅冶煉渣中的鉛、鋅、鐵進(jìn)行單獨分離。
【專利說明】
用于處理含鉛鋅冶煉渣的轉(zhuǎn)底爐
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型創(chuàng)造所屬能源與冶金領(lǐng)域，具體而言，本實用新型涉及用于處理含鉛鋅冶煉渣的轉(zhuǎn)底爐。
【背景技術(shù)】
[0002]含鉛鋅的冶煉渣(粉塵)主要包括鉛、鋅冶煉過程的廢渣和鋼鐵廠生產(chǎn)中不可避免的一種冶金粉塵。
[0003]鉛和鋅是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中不能缺少的重要金屬材料，在工業(yè)生產(chǎn)和人類中被廣泛地應(yīng)用。近些年，鉛鋅冶煉企業(yè)發(fā)展迅猛，中國已經(jīng)成為全球最重要的鉛鋅生產(chǎn)國之
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[0004]我國鉛鋅冶煉企業(yè)規(guī)模和數(shù)量逐年擴(kuò)大，鉛鋅產(chǎn)量快速增加，冶煉技術(shù)取得大進(jìn)展。但是，鉛鋅冶煉工藝流程復(fù)雜，污染物產(chǎn)生的環(huán)節(jié)較多。鉛鋅冶煉的迅猛發(fā)展，導(dǎo)致大量的廢氣、污水、廢渣(如鼓風(fēng)爐煉鉛渣、黃鉀鐵釩渣)等的產(chǎn)生，造成嚴(yán)重的環(huán)境。其中，廢渣的產(chǎn)生量較多。根據(jù)國家發(fā)展和改革委員會《大宗固體廢物利用實施方案》中的統(tǒng)計，我國在2010年產(chǎn)出的冶煉廢渣量大約是3.15億，其中僅鉛鋅冶煉渣的產(chǎn)生量就達(dá)到了 430萬噸。
[0005]由于鋼鐵生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的不同，世界各國鋼鐵廠含鋅鉛粉塵也不盡相同。國外由于電爐煉鋼在煉鋼工藝中比例的增加以及鍍鋅廢鋼配比的增加，使含鋅鉛電爐粉塵量逐年增加，國外鋼鐵廠含鋅鉛粉塵主要來自電爐，其次是轉(zhuǎn)爐和高爐及其它工序。我國南方大多數(shù)省份的鋼鐵廠使用含鋅鉛較高的鐵礦石，高爐產(chǎn)出的粉塵量大，含鋅、鉛量較高；同樣鍍鋅板材和耐磨鋼件使用的增加，電爐煉鋼廠規(guī)模和電爐煉鋼比例的擴(kuò)大，使電爐粉塵的產(chǎn)出量增加，其中的鋅、鉛含量也增加。我國含鋅鉛鋼鐵廠粉塵主要是高爐粉塵和電爐粉塵，其次是轉(zhuǎn)爐粉塵。
[0006]鉛鋅冶煉渣(粉塵)富含金屬鐵，鎵、銦、金和銀等稀貴金屬，還含有鉛、鎘、砷等有毒元素以及迀移性強的金屬。大量的鉛鋅冶煉渣采用傳統(tǒng)的任意傾倒、天堆置或簡單填埋的處理方式，占用大面積的土地，造成土地資源緊缺。隨著時間的推移，由于自然風(fēng)化和雨水沖刷的作用，鉛鋅冶煉渣中的金屬元素會侵入空氣、水體和土壤，成為重要污染源。如果不進(jìn)行合理的回收與利用，不僅危人類和動物的健康，影響植物和植被的生長，而且導(dǎo)致有價金屬資源的浪費。
[0007]目前含鋅鉛粉塵處理工藝及途徑中火法處理工藝較為成熟，更為實用。但是這些火法工藝存在的共同問題是:I)處理后的產(chǎn)品大多是含鋅、鉛氧化物的二次粉塵和含鐵廢渣，或者是低品位金屬鋅、鉛及鐵水;2)其處理主要以回收粉塵中的鐵為目的，鋅鉛二次粉塵副產(chǎn)品作為煉鋅或煉鉛的原料；3)處理后的鋅和鉛沒有得到有效分離，要利用鋅、鉛資源，必須對二次粉塵進(jìn)行再處理，使鋅和鉛分離，這就大大增加了處理工序和成本。從研究報道看，目前國內(nèi)外尚無法處理含鐵低、含鉛高的含鋅鉛粉塵，也未提出一次性分離鋅、鉛的有效處理辦法?！緦嵱眯滦蛢?nèi)容】
[0008]本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本實用新型的一個目的在于提出一種用于處理含鉛鋅冶煉渣的轉(zhuǎn)底爐，采用該轉(zhuǎn)底爐能夠?qū)⒑U鋅冶煉渣中的鉛、鋅、鐵進(jìn)行單獨分離。
[0009]根據(jù)本實用新型的一個方面，本實用新型提出了用于處理含鉛鋅冶煉渣的轉(zhuǎn)底爐。
[0010]根據(jù)本實用新型實施例的用于處理含鉛鋅冶煉渣的轉(zhuǎn)底爐內(nèi)按照原料運動方向依次為進(jìn)料區(qū)、鉛還原區(qū)、鋅揮發(fā)區(qū)、鉛揮發(fā)區(qū)、鐵還原區(qū)和出料區(qū)，
[0011]其中，所述進(jìn)料區(qū)與所述鉛還原區(qū)之間、所述鉛還原區(qū)與所述鋅揮發(fā)區(qū)之間、所述鋅揮發(fā)區(qū)之間與所述鉛揮發(fā)區(qū)之間、所述鉛揮發(fā)區(qū)與所述鐵還原區(qū)之間分別設(shè)置有隔墻，
[0012]所述鋅揮發(fā)區(qū)具有第一煙氣出口、所述鉛揮發(fā)區(qū)具有第二煙氣出口，所述進(jìn)料區(qū)具有進(jìn)料口，所述出料區(qū)具有出料口。
[0013]由此采用本實用新型上述實施例的用于處理含鉛鋅冶煉渣的轉(zhuǎn)底爐可以解決當(dāng)前含鉛鋅冶煉渣(粉塵)不能有效利用的問題，在一個設(shè)備中將鉛、鋅和鐵單獨分離，尤其是對鉛和鋅能單獨提取。通過在各個區(qū)域內(nèi)設(shè)置隔墻，能有效控制各個區(qū)域的溫度和氣氛，保證鉛和鋅的有效分離，避免在后續(xù)的流程中再進(jìn)行鉛、鋅的分離。
[0014]另外，根據(jù)本實用新型上述實施例的用于處理含鉛鋅冶煉渣的轉(zhuǎn)底爐還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0015]在本實用新型中，所述轉(zhuǎn)底爐進(jìn)一步包括:第一煙道，所述第一煙道與所述第一煙氣出口相連通，第二煙道，所述第二煙道與所述第二煙氣出口相連通。進(jìn)而可以分別得到氧化鉛和氧化鋅。
[0016]在本實用新型中，所述鐵還原區(qū)內(nèi)設(shè)置有蓄熱式燒嘴。由此可以有效提高該區(qū)域溫度。
【附圖說明】
[0017]圖1是根據(jù)本實用新型一個實施例的用于處理含鉛鋅冶煉渣的轉(zhuǎn)底爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是根據(jù)本實用新型另一個實施例的用于處理含鉛鋅冶煉渣的轉(zhuǎn)底爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面詳細(xì)描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0020]根據(jù)本實用新型的一個方面，本實用新型提出了一種用于處理含鉛鋅冶煉渣的轉(zhuǎn)底爐。下面參考圖1描述根據(jù)本實用新型實施例的用于處理含鉛鋅冶煉渣的轉(zhuǎn)底爐。
[0021]根據(jù)本實用新型實施例的用于處理含鉛鋅冶煉渣的轉(zhuǎn)底爐，所述轉(zhuǎn)底爐內(nèi)按照原料運動方向依次為進(jìn)料區(qū)10、鉛還原區(qū)20、鋅揮發(fā)區(qū)30、鉛揮發(fā)區(qū)40、鐵還原區(qū)50和出料區(qū)60。其中，所述進(jìn)料區(qū)10與所述鉛還原區(qū)20之間、所述鉛還原區(qū)20與所述鋅揮發(fā)區(qū)30之間、所述鋅揮發(fā)區(qū)30之間與所述鉛揮發(fā)區(qū)40之間、所述鉛揮發(fā)區(qū)40與所述鐵還原區(qū)50之間分別設(shè)置有隔墻70，所述鋅揮發(fā)區(qū)30具有第一煙氣出口 31、所述鉛揮發(fā)區(qū)40具有第二煙氣出口41，所述進(jìn)料區(qū)1具有進(jìn)料口 11，所述出料區(qū)60具有出料口 61。
[0022]根據(jù)本實用新型的具體實施例的用于處理含鉛鋅冶煉渣的轉(zhuǎn)底爐還可以進(jìn)一步包括:第一煙道80，所述第一煙道80與所述第一煙氣出口 31相連通，第二煙道90，所述第二煙道90與所述第二煙氣出口 41相連通。進(jìn)而使得鋅揮發(fā)區(qū)和鉛揮發(fā)區(qū)分別具有獨立的煙道，可以使得鋅蒸汽和鉛蒸汽單獨進(jìn)行收集處理，進(jìn)而分離得到氧化鋅和氧化鉛。
[0023]根據(jù)本實用新型的具體實施例，鉛還原區(qū)溫度為200°C?500°C，鋅揮發(fā)區(qū)溫度為500 °C?980 °C，鉛揮發(fā)區(qū)溫度為1000 °C?1250 °C，鐵還原區(qū)溫度為1200 °C?1350 °C。
[0024]氧化鉛在750°C就開始揮發(fā)，氧化鋅在1200°C才開始揮發(fā)，氧化鉛200°C開始還原，氧化鋅在950°C開始還原，鉛在1000°C開始揮發(fā)，鋅在700°C開始揮發(fā)。因此，需要先將氧化鉛還原成鉛，才能使鉛保留在原料中，使鋅先還原再揮發(fā)。因此在進(jìn)料區(qū)后設(shè)置鉛還原區(qū)。在鉛還原區(qū)和進(jìn)料區(qū)之間設(shè)置隔墻，保證鉛還原區(qū)的還原性氣氛。該區(qū)保證氧化鉛的充分還原。
[0025]鋅揮發(fā)區(qū)內(nèi)物料主要進(jìn)行鋅的還原和揮發(fā)，鋅在還原后揮發(fā)成鋅蒸氣，隨后進(jìn)入鋅揮發(fā)區(qū)設(shè)置的煙道內(nèi)，在煙道內(nèi)鋅被氧化成氧化鋅沉積在煙道，收集煙道氧化鋅粉塵。在鉛還原區(qū)與鋅揮發(fā)區(qū)、鋅揮發(fā)區(qū)和鉛揮發(fā)區(qū)設(shè)置隔墻，保證鋅和鉛的蒸氣單獨進(jìn)入自己的煙道。鋅揮發(fā)區(qū)溫度區(qū)間為500°C?980°C，優(yōu)選700°C?950°C之間，控制燃燒器空燃比保證該區(qū)的還原性氣氛。在鋅揮發(fā)區(qū)煙道內(nèi)可以收集到氧化鋅粉塵。
[0026]鉛揮發(fā)區(qū)內(nèi)鉛在1000Γ以上開始揮發(fā)成鉛蒸氣，隨后進(jìn)入鉛揮發(fā)區(qū)設(shè)置的煙道內(nèi)，在煙道內(nèi)鉛被氧化成氧化鉛沉積在煙道，收集煙道氧化鉛粉塵。在鉛揮發(fā)區(qū)和鐵還原區(qū)設(shè)置隔墻。鉛揮發(fā)區(qū)溫度區(qū)間為100tC?1250°C之間，控制燃燒器空燃比保證該區(qū)的還原性氣氛。在鉛揮發(fā)區(qū)煙道內(nèi)可以收集到氧化鉛粉塵。
[0027]分別脫除鋅和鉛后的含鐵原料與碳反應(yīng)，在鐵還原區(qū)內(nèi)進(jìn)行鐵氧化物還原反應(yīng)，最終得到還原后的金屬化球團(tuán)。該區(qū)域溫度區(qū)間為1200°C?1350°C。在鐵還原區(qū)域設(shè)置蓄熱式燒嘴，有效提高該區(qū)域溫度。在出料口得到金屬化球團(tuán)。
[0028]根據(jù)本實用新型的具體實施例，為了充分地將含鉛鋅冶煉渣中的鋅、鉛和鐵進(jìn)行分離，可以進(jìn)一步通過控制各區(qū)域的大小，進(jìn)而對各段的還原時間進(jìn)行調(diào)節(jié)。具體地，使得鉛還原區(qū)對應(yīng)的圓心角αI為30°，鋅揮發(fā)區(qū)對應(yīng)的圓心角α2為35°，鉛揮發(fā)區(qū)對應(yīng)的圓心角α3為35°。由此可以充分地將鋅、鉛和鐵進(jìn)行分離。
[0029]為了進(jìn)一步描述本實用新型具體實施例的用于處理含鉛鋅冶煉渣的轉(zhuǎn)底爐，下面通過對利用該用于處理含鉛鋅冶煉渣的轉(zhuǎn)底爐處理含鉛鋅冶煉渣的方法進(jìn)行描述。
[0030]具體地，利用圖1所示的轉(zhuǎn)底爐處理某含鉛鋅渣，該鉛鋅渣成分為:TFe35.22%,Pb08.25%，Zn05.55%，與還原劑和粘結(jié)劑混合進(jìn)行造塊，球團(tuán)烘干后布入轉(zhuǎn)底爐內(nèi)，首先進(jìn)入鉛還原區(qū)，溫度設(shè)定400°C±2(TC，在線氣氛檢測，保證還原性氣氛。球團(tuán)經(jīng)過鉛還原區(qū)后進(jìn)入鋅揮發(fā)區(qū)，溫度設(shè)定為940°C ±20°C，在線氣氛檢測，保證還原性氣氛。在該區(qū)域鋅還原后揮發(fā)進(jìn)入該區(qū)域設(shè)置的煙道I內(nèi)，鋅在煙道I內(nèi)被氧化成氧化鋅粉塵沉積在煙道I內(nèi)進(jìn)行回收。鋅揮發(fā)后的球團(tuán)進(jìn)入到鉛揮發(fā)區(qū)，溫度設(shè)定為1150°C±2(TC，在線氣氛檢測，保證還原性氣氛。在該區(qū)域鉛揮發(fā)進(jìn)入該區(qū)域設(shè)置的煙道2內(nèi)，鉛在煙道2內(nèi)被氧化成氧化鉛粉塵沉積在煙道2內(nèi)進(jìn)行回收。鉛鋅揮發(fā)后的球團(tuán)進(jìn)入到鐵還原區(qū)域，溫度設(shè)定為1280°C ±20°C，鐵氧化物與還原劑反應(yīng)生產(chǎn)金屬鐵，在出料區(qū)排出，得到金屬化球團(tuán)，該球團(tuán)通過磨礦磁選或者熔分過程將渣、鐵進(jìn)行分離。
[0031]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。
[0032]此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實用新型的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。
[0033]在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。
[0034]在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0035]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。
[0036]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的范圍內(nèi)可以對上述實施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。
【主權(quán)項】
1.一種用于處理含鉛鋅冶煉渣的轉(zhuǎn)底爐，其特征在于，所述轉(zhuǎn)底爐內(nèi)按照原料運動方向依次為進(jìn)料區(qū)、鉛還原區(qū)、鋅揮發(fā)區(qū)、鉛揮發(fā)區(qū)、鐵還原區(qū)和出料區(qū)， 其中，所述進(jìn)料區(qū)與所述鉛還原區(qū)之間、所述鉛還原區(qū)與所述鋅揮發(fā)區(qū)之間、所述鋅揮發(fā)區(qū)之間與所述鉛揮發(fā)區(qū)之間、所述鉛揮發(fā)區(qū)與所述鐵還原區(qū)之間分別設(shè)置有隔墻， 所述鋅揮發(fā)區(qū)具有第一煙氣出口、所述鉛揮發(fā)區(qū)具有第二煙氣出口，所述進(jìn)料區(qū)具有進(jìn)料口，所述出料區(qū)具有出料口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)底爐，其特征在于，進(jìn)一步包括: 第一煙道，所述第一煙道與所述第一煙氣出口相連通， 第二煙道，所述第二煙道與所述第二煙氣出口相連通。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)底爐，其特征在于，所述鐵還原區(qū)內(nèi)設(shè)置有蓄熱式燒嘴。
【文檔編號】C22B19/30GK205528961SQ201620241797
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月25日
【發(fā)明人】王敏, 古明遠(yuǎn), 吳佩佩, 薛遜, 曹志成, 吳道洪
【申請人】江蘇省冶金設(shè)計院有限公司