[发明专利]改进的等离子体诱导烟化炉

说明书

公开了一种用于从冶金装料中烟化可蒸发金属或金属化合物的单室炉，该单室炉包括用于容纳多至确定水平的熔化装料的浴炉，所述炉装备有用于产生等离子体的非转移等离子体炬和用于将等离子体在所确定水平以下注入的第一浸没式注入器，所述炉还包括用于形成至少一种可蒸发金属或金属化合物的氧化形式的补燃区，以及用于从在补燃区中形成的气体中回收氧化形式的回收区，其中所述炉还装备有用于将额外气体在所确定水平以下注入炉中的第二浸没式注入器。进一步公开了该炉的用途和用于从冶金装料中烟化可蒸发金属或金属化合物的方法。

技术领域

本发明涉及从一次和/或二次原料(也称为可回收利用材料)或从其组合中，火法冶金回收有色金属(例如铜、铅、锡和锌)的领域。更具体地说，本发明涉及通过通常称为烟化的工艺步骤，从熔化渣和/或金属浴中，回收挥发性金属，如锌和铅。

背景技术

有色金属如铜、镍、铅、锡和锌的生产工艺，通常包括至少一个且通常是多个火法冶金工艺步骤，在该步骤中，金属和金属氧化物都以液态熔化状态出现，并且其中金属氧化物可以通过重力作为单独的较低密度液态渣相与较高密度熔化金属相分离。如果渣相中含有稀薄的有价金属，渣相通常作为单独的物流从工艺中取出，这种分离可能导致产生渣，作为金属生产的副产物，这种副产物也可以称为“最终渣”或“最后渣”。

WO 2013/133748 A1和US 2015/0040722 A1公开了用于从含氧化铁原料生产铁水的两阶段熔炼还原工艺。原料首先通过熔化反应器处理，随后通过熔炼还原反应器处理。两个反应器中的气氛保持严格分开，从而在熔炼还原反应器中可以保持强的还原条件，以提高还原成液态铁水的产率，而在熔化反应器中可以保持更中性条件，以更好地利用来自含碳物质燃烧的燃烧能量。熔炼还原反应器由浸没式等离子体发生器加热，并且还原气氛通过加入还原剂如煤或石油焦炭获得。反应产生包含CO和/或H₂的可燃气体混合物，而且通常也包含低含量的CO₂和H₂O。该气体混合物在除去杂质后，主要包括CO和/或H₂，并部分回收利用到等离子体发生器，以加热熔炼还原反应器。气体混合物的剩余部分用于通过借助另一浸没式等离子体发生器进一步燃烧和/或通过将含氧气的气体和可燃气体混合物注入熔化炉内容物表面下面的风口中来加热熔化反应器。含铁原料中的任何硫将通常在熔化反应器中被除去，要么进入反应器气体中，要么作为冰铜相的一部分。存在于原料中的铜将通常在熔化反应器的底部以金属铜和/或冰铜的形式被除去。该工艺可能具有比传统的高炉工艺低得多的CO₂排放。WO 2013/133748 A1和US 2015/0040722 A1没有提及对可蒸发金属或金属化合物的任何汽提或烟化，并且所描述的设备不是被提供用于将其作为单独产物物回收。因此，所描述的炉不适于从冶金装料烟化可蒸发金属或金属化合物。