[发明专利]一种连续冶金装置和冶金方法

说明书

技术领域

本发明创造属于冶金领域，具体涉及一种具有连续结构的冶金装置和冶金方法，可以满足大部分金属矿物或二次原料的火法冶炼和精炼要求，对需要经过多级(次)冶炼的金属特别有效。

背景技术

传统的金属冶炼过程往往需要2个以上的冶炼工序，如炼钢过程一般需要高炉冶炼、预处理、吹炼以及精炼等工序，每一工序都相对分散。目前的冶金工艺中，在每一工序完成后，需要利用罐车、天车等运输工具将原料转运至下一工序。这种传统的分散冶金工序和转运过程具有如下弊端：(1)多次转运过程使得被转运的熔体热量被白白耗散，能耗十分巨大；(2)转运过程需要配备专门的运输工具以及人力、物力，生产效率低下、成本较大；(3)转运过程会造成气体和粉尘污染，不利于环境保护和人体健康。(4)转运过程无法彻底杜绝安全事故的发生。

发明内容

本发明创造为解决现有技术中的问题，提供了一种连续冶金装置和冶金方法，能够打破传统金属冶炼相对分散的生产工序，实现金属冶炼的连续生产，具有占地少、投资小、能耗低、污染小等优势。

本发明创造提供的一种连续冶金装置，包括顺序连接的若干冶炼室，相邻冶炼室之间通过竖直设置的闸门间隔，所述闸门能够在竖直方向运动，从而实现将位于其两侧的相邻冶炼室进行完全间隔或部分间隔；对于每一所述冶炼室，下部为熔池，熔池中设有至少一个与外界连通的排渣口，上部设有至少一个块状物料投料口以及一个烟道；第一冶炼室上还连接有具有下落空间的物料主入口，最后一个冶炼室上还连接有产品出口。其中，所述冶炼室的数量优选为3-5个。

进一步，任意相邻冶炼室之间呈平行连接或阶梯连接，优选为阶梯连接。作为进一步的优选方案，在所述阶梯连接中，相邻冶炼室中位于前面的所述冶炼室的熔池中熔体层的高度位置与位于后面的所述冶炼室的熔池中渣层的高度位置部分重合。

进一步，所述冶炼室中各自还独立地设有辅加料口、加热装置、底吹喷管、侧吹喷管、喷嘴中的一种或多种。

其中，所述辅加料口可位于其所在的冶炼室的中部顶端；所述加热装置可为环绕其所在的冶炼室的侧壁或底部的电磁感应加热线圈或位于其所在的冶炼室的中部顶端的加热电极；所述底吹喷管为设置于其所在的冶炼室底部的喷管，所述侧吹喷管为沿其所在的冶炼室的熔池平行分布的若干喷管，所述底吹喷管、侧吹喷管、喷嘴均能够向冶炼室中输入物料或气体。

其中，所述熔池用于冶金材料的熔炼。所述闸门能够根据冶炼的需要，在完全关闭时使冶炼室处于完全独立的冶炼工序状态；或在冶炼过程中处于半开启状态，在部分连续的冶炼工序中充当隔墙的作用；又或者在某一工序或冶炼室的冶炼完成后开启，使冶炼原料直接进入下一冶炼室或冶炼工序。所述第一冶炼室物料主入口主要用于粉料、燃料等粉状或液态或气态物料的加入，投入的物料一般为反应的基础原料，所述物料主入口一般位于第一冶炼室的最前方。所述块状物料投料口主要用于块状物料的加入，一般为难以进行破碎处理的物料，或各个工序中需要辅助加入的物料，因而在各个冶炼室均有设置，一般位于各个冶炼室的前方上端，靠近前方闸门的位置。所述烟道用于各个冶炼工序中废气的排放，一般位于各个冶炼室的后方上端，靠近后方闸门的位置。

需要说明的是，本发明创造中所述的“前”“后”“第一”“第二”等均是根据冶金装置在冶炼过程中的冶炼的走向方向而描述的。

本发明创造连续冶金装置一种简要的冶炼过程为：需要冶炼的矿粉(如果能制粉)与燃料(粉、液、气)、气体(如空气、富氧、纯氧或其他气体)、熔剂等，从物料主入口处喷入第一冶炼室内，利用粉料粒径小、比表面积大、在高温下与空间中气体接触面积大、反应速度快的特点，通过下落空间的高温冶金环境对物料进行首次冶金；不能制成粉料的其他物料从第一冶炼室的块状物料投料口处加入炉内(首次投料可以是粉料，也可以是块料)。物料在落入第一冶炼室的熔池后，继续通过底吹喷管、侧吹喷管、喷嘴、或块状物料投料口加入此阶段冶炼所需要的配料，例如：粉煤、氧气、热风、粉矿、熔剂、废金属、添加剂、块料等；烟气从第一冶炼室的烟道排出，熔渣从排渣口排出。可以选择性在熔池顶部加入电极、或选择环炉身或位于炉底的电磁感应加热。冶炼过程中，根据冶炼需要关闭、或半开启(如使闸门底端位于第一冶炼室的渣层或熔体层)第一冶炼室和第二冶炼室之间的闸门。