铜自热熔炼炉是用来处理含镍铜精矿的。含镍铜精矿是高镍锍经缓冷和磨浮分选后得到的铜精矿,其成分为:Ni3.5%、Cu67%-69%、Fe3%~4%、S2O%~22%。这种铜精矿含镍高、含铁低、含硫低,不含脉石,不同于天然矿石选出的铜精矿。因此也对耐火砖的使用有着严苛的要求。
自热炉生产的工艺特性与技术性能
氧气顶吹自热炉属于熔池熔炼的高效冶炼设备,氧枪为非浸没式氧枪,由炉顶集烟罩上的氧枪口伸入炉膛,将高压工业氧气吹入熔渣层内,使熔体搅动、翻腾。重油经氧枪内特设的导管从枪口喷出,以补充反应热量的不足。炉料不断从集烟罩上的炉料孔加入,炉料进入翻腾的熔池后很快熔化并进行各种物理化学变化。硫化铜因其密度较大而沉入底层,炉渣则浮于上面。
由于鼓入炉内的是氧气,因此烟气二氧化硫浓度高,且连续稳定,经净化后即送往硫酸厂制酸。
自热炉熔炼技术与其他相关技术相比具有以下优点:
(1)熔炼过程中物理化学反应速度快,炉床生产能力高,产量大。
(2)利用工业氧气吹炼,烟气量小,烟气带走的热量少,炉子热损失小,由于实现自燃(补充部分重油),充分利用放热反应的热量,热利用率高,节约大量能源。
(3)烟气中二氧化硫浓度高且连续稳定,有利于制酸。提高了资源综合利用水平,且保护了生态环境。
(4)炉子体积小,结构简单,工程投资小。
(5)对物料要求不严格,可以处理不同粒度和含一定水分的物料。
(6)操作简单、灵活,可连续作业,且能有效地控制产品质量。
因此,自热炉熔炼是一种高效、节能、可连续作业、投资少、烟气可以回收制酸避免环境污染的冶金工艺,是当前世界上处理含镍铜精矿的一项先进技术。
自热炉的结构
自热炉是竖式圆柱形炉型,外形直径为4m,高为7.5m,炉体由炉基、炉底、炉墙、炉顶、放出口组成。主要附属设备有氧气枪、烟气冷却器等。自热炉炉体结构如图5-15所示。
A炉基和炉底
炉基是整个炉子的基础,由钢筋混凝土浇灌而成。自热炉正常作业时炉底温度在250℃以上,需要有良好的通风冷却,所以炉基上设有通风道,全部外包耐火砖,其上方架设有工字钢梁,钢梁上铺设有厚度为40mm的钢板,厚钢板上再铺设小型工字钢和钢板。在钢板上砌筑炉底,炉底由镁铬砖砌成,总厚度为1200mm。
B炉墙
炉墙外壳用20mm钢板围成,.炉墙外层砌粘土砖,内层砌铬镁砖。炉墙与外壳之间充填10mm的石棉板和厚约50mm的镁砂。为了延长炉衬的使用周期,在反应高温区炉墙内设置有水冷铜水套。
C炉顶
炉顶呈斜锥形,钢质外壳内用铬镁砖砌筑,并附设有氧枪口、加料口,烟气从炉顶排烟口引出,直接与烟气汽化冷却器的进口连接。
D放出口
自热炉设有放铜口、放渣口、事故放空口,三个放出口作用不同。放铜口距炉底650mm,用于正常生产时放铜;放渣口距炉底1250mm,正常生产时排渣;距炉底的事故放空口,用于发生事故或需要检修时,将炉内溶体放干净。
E氧枪机
氧枪机主要由氧枪、氧枪机架、左右行走机构和传动机构组成。为了保证生产的顺利进行,氧枪机架上安装有两只氧枪,一只使用,一只备用。为了延长氧枪的使用周期,氧枪采用强制水冷却。
F烟气汽化冷却器
在炉顶烟气出口直接安装了烟气汽化冷却器,它实质上是一种小型的烟道余热利用设备。一方面以蒸汽的形式回收利用自热炉烟气的余热,降低烟气温度,以利于电收尘的工作;另一方面烟气冷却器可沉降一部分烟尘并加以回收。
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