[发明专利]富氧侧吹还原熔池熔炼炉及其富锡复杂物料炼锡方法

说明书

技术领域

本发明属于有色金属冶炼技术领域，具体涉及一种工艺简便，工作稳定可靠，基于富氧侧吹还原熔池熔炼工艺的，富氧侧吹还原熔池熔炼炉及其富锡复杂物料炼锡方法。

背景技术

由烟化炉产出的含锡15~50%，其它有色金属如锌、锑、铅10~30%的烟尘，及含锡5~30%的锡铅共生矿，及从旧家用电器中回收的再生锡二次物料含锡5~60%，这类原料我们称之为富锡多金属氧化原料。现有技术的还原熔炼有传统的鼓风炉，反射炉及电炉熔炼，以及强化熔池熔炼技术的奥斯麦特熔炼方法。现有技术熔炼方法主要存在以下缺点：1、处理能力低，反射炉1~1.5T/m²·d，电炉2.5~4T/m²·d。2、烟气无组织排放严重，对环境污染大。3、电炉电能消耗高，还原气氛强，只适应处理低铁含锡物料。4、鼓风炉备料工序复杂；必需使用昂贵的冶金焦碳。

奥斯麦特熔炼方法是将喷枪由炉子顶部插入炉膛内的熔体中，喷入空气及燃料，在炉膛内形成一个翻腾的熔池，以进行还原熔炼。奥氏炉作为现代冶金强化熔炼的先进技术对锡冶炼工艺的进步起到关健作用，但其投资大，设备操作复杂；喷枪价格昂贵、损耗大，维修频繁。反射炉及鼓风炉现应用已经很少，现大部分锡冶炼企业都采用电炉。电炉利用插入物料的石墨电极加热物料进行金属的还原熔炼，产出粗锡合金，但电炉能耗高，同时还消耗大量石墨电极，处理能力低，炉床能力仅为2.5~4T/m²·d。为此，本发明人经过潜心研究，利用铜冶炼采用的富氧侧吹熔池熔炼技术，研制开发了一种适合锡冶炼，尤其富锡复杂物料的富氧侧吹熔池熔炼炉及其炼锡方法，试验证明，应用效果良好。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种工艺简便，工作稳定可靠的富氧侧吹还原熔池熔炼炉；本发明的第二目的在于提供一种基于富氧侧吹还原熔池熔炼炉利用富锡复杂物料炼锡的方法。

本发明的第一目的是这样实现的，包括炉身、炉缸、熔池、炉衬、水套，所述的炉身由钢质箱式水套构成，炉身设置于炉缸上，炉身顶部设置烟道和加料口，烟道与加料口之间设置导流墙，炉身下部设置一次风口，所述的炉缸内设置坡形炉底，炉身中部熔池部分设置铬镁砖炉衬。

本发明的第二目的是这样实现的，包括混料制粒、富氧还原熔炼、炉渣烟化处理、含锡烟尘回用工序，具体包括： 

A、混料制粒：根据富锡原料中Sn、Pb、Fe的总含量，加入重量比10~25%的还原煤，将富锡物料与溶剂、还原煤按炉渣硅酸度为0.8~1.25进行配料混合，，并由制粒机制成10~40mm球粒，送入富氧侧吹还原熔池熔炼炉； 

B、富氧还原熔炼：原料送入熔炼炉熔池后，在一次风口送入O₂浓度为25~50%的富氧空气，一次风口压力为0.08~0.16Mpa，风速150~250m/s，分进料、还原、放渣三阶段，风送入烟煤,调节氧过剩系数α值0.3~1.0，以控制炉内还原气氛，使烟煤充分燃烧，对熔体加热并保持熔体温度1050~1250℃，控制熔炼炉熔池内为还原气氛，使氧化锡还原反应45~55min，生成粗锡、炉渣和烟尘；

C、炉渣烟化处理：液态炉渣送入富氧锡烟化炉，通入O₂浓度为23~28%的富氧空气及助燃烟煤，一次风口压力为0.08~0.14Mpa，使温度达到1100~1200℃，硫化锡得以气化，并与烟气中氧反应成SnO₂烟尘；

D、含锡烟尘回用：富氧侧吹锡还原熔池熔炼炉产生的烟气经收尘装置分离为烟尘和含硫烟气，熔炼炉产生的烟尘与富氧锡烟化炉产生的烟尘一同作为富锡原料制粒回用；含硫烟气经S0₂吸收后排入大气。

本发明富氧侧吹锡还原熔池熔炼炉为竖形结构，从两侧鼓入熔融渣层的富氧空气使燃料煤充分燃烧，使炉内熔体保持高温熔融状态，并产生强烈的鼓泡搅拌效果，使液、固、气相发生极快速的反应，使炉渣中的金属凝聚长大至0.5~5mm的液滴，能迅速地下沉与炉渣分层，从而使炉子床能力大为提高，可达100T/m²·d。本发明特别适合富锡多金属氧化原料的冶炼，产出粗锡。现有技术处理以上物料产10000吨粗锡，需要1000KVA，￠2.8m电炉4台。采用本发明熔炼炉及炼锡工艺，同样物料和产量，仅要一台装机800KVA·2m²富氧侧吹还原熔池熔炼炉即可，并且可使用低价的褐煤作为燃料，节能环保，提高经济效益。整个工艺锡回收率>95%，富氧侧吹锡还原炉烟尘率控制在10~15%，富氧锡烟化炉炉渣含锡量低于0.1%。

附图说明