專利名稱：一種重金屬低溫熔鹽動態清潔冶金的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種重金屬低溫熔鹽動態清潔冶金的裝置，屬于有色金屬冶煉領域。
背景技術：
我國現行的錫、銻、鉍等重金屬冶煉工藝屬于一個采用反射爐或鼓風爐在1200°C 以上的高溫下進行的火法冶煉過程，在此高溫下進行火法冶煉會導致煤耗大、爐壽短、生產成本高、CO2排放量大、低濃度SA煙氣因無法制酸而排空污染大氣，以及鉛、砷、鎘、鈹等有毒元素污染環境等嚴重問題。此外，傳統錫、銻、鉍冶煉工藝較長，配套設備多，基建投資居高不下。“能耗高、污染重、排放量大”是現行錫、銻、鉍等重金屬冶煉急需解決的問題。對傳統錫冶煉而言，高品位錫精礦常用兩次反射爐或短窯熔煉、兩次電爐熔煉、三次反射爐熔煉、三次電爐熔煉等；中品味錫精礦為解決錫鐵分離問題常用的流程為反射爐一次熔煉——煙化爐硫化揮發、短窯一次熔煉——煙化爐硫化揮發、煉前處理——電爐熔煉——煙化爐硫化揮發等；而低品位的錫精礦更是包括煉前燒結——鼓風爐熔煉——煙化爐處理等長工藝流程。對傳統銻冶煉而言，現行冶煉工藝是“鼓風爐揮發熔煉——反射爐還原熔煉”工藝。該工藝先將硫化銻精礦經壓團或制粒后，與焦炭和熔劑一起加入鼓風爐，在低料柱、薄料層、高焦率、熱爐頂的作業制度下進行揮發熔煉，使硫化銻揮發氧化，從而與脈石和其它雜質分離，生成的氧化銻與煙氣一道進入冷凝除塵系統收集，再經反射爐還原熔煉產出粗鋪。對鉍冶煉而言，現行冶煉工藝即反射爐熔煉工藝將鉍精礦與還原劑粉煤、鐵屑、 熔劑(純堿、螢石、黃鐵礦)等配料混合后，加入放射爐或回轉窯中，在1200°C 1350°C溫度下進行熔煉，分別產出爐渣、煙塵與粗鉍。由于熔煉溫度高，導致煙塵量大，除塵系統繁
ο現行錫、銻、鉍等重金屬冶煉，均采用靜態的反射爐或鼓風爐進行冶煉，導致粗金屬、爐渣分層所需時間較長，爐內保溫時間也較長，導致能耗加大。另一方面，在我國有色金屬的生產中，硫化礦冶煉過程產生的低濃度二氧化硫煙氣一直是我國酸雨的重要來源之一。盡管近年來銅、鉛、鋅等硫化礦的冶煉由于采用富氧強化熔煉技術，已基本解決了低濃度二氧化硫污染問題。但銻、鉍硫化礦的冶煉因為其生產規模較小且原料在高溫下易揮發、 分解等原因，無法采用富氧強化熔煉工藝，產出的低濃度二氧化硫煙氣無法制酸只能直接排空，嚴重污染周邊環境；而對錫冶煉而言，國內除云錫集團及華錫集團已引入奧斯麥特工藝進行富氧強化煉錫外，在我國的云南、廣西、湖南、江西等地還有超過70家尚還采用傳統的反射爐熔煉工藝的中小型錫冶煉企業，這些企業的錫冶煉原料中也常含有不少的硫，在采用氧化焙燒及后續的“還原熔煉-硫化揮發法”或“硫化揮發-還原熔煉法”冶煉錫時， 同樣放出大量的低濃度二氧化硫。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提出一種重金屬低溫熔鹽動態清潔冶金的裝置，該重金屬低溫熔鹽動態清潔冶金的裝置能夠實現冶煉過程的清潔生產，而且可簡化錫、 銻、鉍等傳統重金屬冶金工藝流程，減少試劑消耗。本實用新型的技術解決方案如下一種重金屬低溫熔鹽動態清潔冶金的裝置，包括熔鹽動態清潔冶金反應系統和熔鹽過濾回用系統；熔鹽動態清潔冶金反應系統包括爐體、螺旋進料機構、天然氣噴嘴以及用于驅動爐體轉動的傳動機構，在爐體上開有爐口、用于天然氣進入的燃燒口、進料口和出料口 ；熔鹽過濾回用系統設置在出料口下方；熔鹽過濾回用系統包括坩堝、絲濾網、電加熱及保溫裝置和用于盛放從出料口放出的熔煉產物的容器，容器放置于電加熱及保溫裝置內，坩堝和絲濾網均設置在該容器內， 絲濾網置于坩堝的下方；容器底部設有溶劑放出口。2.根據權利要求1所述的重金屬低溫熔鹽動態清潔冶金的裝置，其特征在于，還包括煙氣處理系統，煙氣處理系統結構為冷卻套、冷卻管道和布袋除塵機構依次連接而成，布袋除塵機構與引風機相連，冷卻套接爐體的爐口。所述的冷卻管道為Z字形冷卻管道。所述的重金屬低溫熔鹽動態清潔冶金的裝置還包括混合裝置，混合裝置為雙圓錐混料筒體。熔鹽過濾回用系統整體上為推車式結構，熔鹽過濾回用系統的底部設有滾輪。電加熱及保溫裝置為一個纏繞有電阻絲的加熱凹槽，內襯耐火磚。冷卻套接爐體的爐口，使得煙氣一出爐口便開始冷卻降溫。混料均勻后，從雙圓錐混料筒的底部將物料放入料斗中，料斗中的物料通過人工或機械加料的方法由螺旋進料機構將物料加入到低溫熔鹽動態清潔冶金爐中。有益效果與傳統錫、銻、鉍等重金屬反射爐或鼓風爐冶煉工藝相比，本實用新型的重金屬動態低溫熔煉設備取消了許多傳統冶煉工藝必須的諸如焙燒爐、鼓風爐、焦炭預熱爐、煙化爐等繁雜設備，錫、銻、鉍等重金屬物料可在此動態低溫清潔冶金爐體中直接熔煉，一步熔煉得到粗錫/粗銻/粗鉍產品，大大簡化了工藝流程，降低了能耗、從而節省基建投資，進一步降低生產成本。采用本實用新型所公布的重金屬動態低溫熔煉設備進行錫、銻、鉍等重金屬動態低溫熔鹽冶煉，在較短的時間內便可結束熔煉過程及粗金屬、熔劑和爐渣的分層。本實用新型公布的熔煉產物過濾系統能實現熔鹽趁熱過濾，過濾后的惰性熔劑能實現回用，進一步節能及降低生產成本；而由于本實用新型所述的錫、銻、鉍等重金屬動態冶煉屬于低溫過程，熔煉結束后原料中的硫被固硫劑固定，幾乎不產二氧化硫煙氣。即使有少量揚塵產生，經過本實用新型中提及的煙氣處理系統處理后，也能完全達標排放。綜上所述，根據本實用新型實施例的重金屬低溫熔鹽動態清潔冶煉設備，不僅能夠實現清潔生產，而且簡化了工藝流程，從而降低基建投資和生產成本，尤其可實現大幅度節能減排。
圖1為混合裝置的結構示意圖；圖2為采用重金屬低溫熔鹽動態清潔冶金的裝置整體結構圖；圖3為Z字形冷卻管的結構示意圖(從圖2的A方向看)；圖4為電加熱及保溫裝置的結構示意圖。標號說明1-雙圓錐混料筒體，2-機架，3-布袋除塵機構，4-Z字形冷卻管道， 5-螺旋進料機構，6-冷卻套，7-爐體，8-出料口，9-天然氣噴嘴，10-熔煉產物過濾系統， 11-引風機，12"不銹鋼坩堝，13-不銹鋼絲濾網，14-電加熱裝置，15-保溫裝置，16-熔劑放出口。
具體實施方式
以下將結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步詳細說明實施例1 如圖1，錫/銻/鉍等重金屬精礦及惰性熔劑、固硫劑等首先按一定配比后在雙圓錐混合器混合，得到合格的爐料。如圖2，由混料器得到的合格爐料先通過螺旋進料機構送入到低溫熔鹽反應爐體中，通過天然氣噴嘴向爐體內噴射天然氣并燃燒，維持反應所需熱量和弱還原氣氛。爐體內的溫度由在線檢測系統監測并通過自動調整天然氣流量控制爐體內溫度。爐體外部由于設有滾圈，可以維持一定的轉動速度。爐體的轉動可以起到對爐內物料進行攪拌的作用，使得熱量分別均勻，有利于還原后金屬的凝結、合并及沉降，也有利于熔劑、液態金屬及固態產物的分層。在爐體內反應中產生的煙塵煙氣處理系統進行處理，其中煙氣處理系統的末端設有引風機，有利于保持爐體內產生的煙塵呈微負壓而向外移動；煙塵首先經過冷卻套通過與水套內的水進行熱交換，然后進入Z字形彎管進一步冷卻沉降，在煙氣管路均設置有換熱器及冷卻水套，可使煙氣降到200 250°C ；在煙氣管末端設有布袋除塵機構，煙塵進入布袋除塵機構進一步除塵之后，進入噴淋塔處理后達標排放。低溫熔鹽熔煉反應結束后，調整低溫熔鹽反應爐體7中的出料口 8朝下，爐內保溫 IOmin 60min后開始從出料口 7出料，出料口處設有閥門，熔煉時閥門關閉；熔煉結束出料時，閥門開啟。從出料口放出的首先是熔煉后沉在爐體底部的錫、銻、鉍等粗金屬，用渣包接完從出料口放出的粗金屬后，將渣包推開。然后將熔煉產物過濾系統推到出料口下方接住放出的熔鹽，并開始進行熔煉產物過濾。熔煉產物過濾系統為可移動系統，底部為滑動軌道。采用本實用新型公布的設備進行錫、銻、鉍等重金屬的動態低溫熔鹽冶煉，爐料中的惰性熔劑不參與反應，只是提供一種惰性反應媒介，反應結束后熔劑性質不變；而錫、銻、 鉍等重金屬精礦中的脈石、鈣鎂碳酸鹽、Al2O3等組分在低溫條件下也不參與造渣，能基本保持固體不變。此外，爐料中的固硫劑在固硫后能形成穩定的金屬硫化物固體，而這就是本系統可避免排放二氧化硫氣體的根本原因。因此，當這些從出料口放出的熔煉產物經過過濾系統10之后，液態的惰性熔劑穿過不銹鋼絲濾網，而脈石成分、鈣鎂碳酸鹽及生成的金屬硫化物等固體則不能通過不銹鋼濾網從而實現惰性熔劑和固體爐渣的分離。[0037]圖4中的電加熱裝置和保溫裝置(組合起來即為電加熱及保溫裝置)能保持過濾后的惰性熔劑為液態，經過200目的不銹鋼絲濾網過濾后，液態熔鹽富集在不銹鋼坩堝的底部，不銹鋼坩堝底部與熔劑放出口相連，待過濾結束后，可趁熱將這部分熔劑倒出返回熔煉，或直接倒入渣包中冷卻待用。而上部的濾渣則通過電葫蘆吊裝至渣包冷卻。值得指出的是，盡管已標示出和描述了本實用新型示例性的冶煉過程，本領域的普通技術人員可以理解在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由權利要求及其等同物限定。
權利要求1.一種重金屬低溫熔鹽動態清潔冶金的裝置，其特征在于，包括熔鹽動態清潔冶金反應系統和熔鹽過濾回用系統；熔鹽動態清潔冶金反應系統包括爐體、螺旋進料機構、天然氣噴嘴以及用于驅動爐體轉動的傳動機構，在爐體上開有爐口、用于天然氣進入的燃燒口、進料口和出料口 ；熔鹽過濾回用系統設置在出料口下方；熔鹽過濾回用系統包括坩堝、絲濾網、電加熱及保溫裝置和用于盛放從出料口放出的熔煉產物的容器，容器放置于電加熱及保溫裝置內，坩堝和絲濾網均設置在該容器內，絲濾網置于坩堝的下方；容器底部設有溶劑放出口。
2.根據權利要求1所述的重金屬低溫熔鹽動態清潔冶金的裝置，其特征在于，還包括煙氣處理系統，煙氣處理系統結構為冷卻套、冷卻管道和布袋除塵機構依次連接而成，布袋除塵機構與引風機相連，冷卻套接爐體的爐口。
3.根據權利要求2所述的重金屬低溫熔鹽動態清潔冶金的裝置，其特征在于，所述的冷卻管道為Z字形冷卻管道。
4.根據權利要求1所述的重金屬低溫熔鹽動態清潔冶金的裝置，其特征在于，還包括混合裝置，混合裝置為雙圓錐混料筒體。
5.根據權利要求1-4任一項所述的重金屬低溫熔鹽動態清潔冶金的裝置，其特征在于，熔鹽過濾回用系統整體上為推車式結構，熔鹽過濾回用系統的底部設有滾輪；電加熱及保溫裝置為一個纏繞有電阻絲的加熱凹槽，內襯耐火磚。
專利摘要本實用新型公開了一種重金屬低溫熔鹽動態清潔冶金的裝置，該裝置由三維動態混料器、低溫熔鹽動態清潔冶金爐體、熔鹽過濾回用系統、煙氣處理系統組成。該動態清潔冶金成套裝備主要應用于錫、銻、鉍等重金屬低溫清潔冶金。本實用新型公開的低溫動態清潔冶金設備，不僅能夠實現冶煉過程的清潔生產，而且可簡化錫、銻、鉍等傳統重金屬冶金工藝流程，減少試劑消耗，從而降低基建投資和生產成本，尤其可實現大幅度節能減排。
文檔編號C22B9/02GK202144508SQ20112018751
公開日2012年2月15日 申請日期2011年6月3日 優先權日2011年6月3日
發明者何靜, 唐朝波, 唐謨堂, 楊聲海, 楊建廣, 陳永明 申請人:中南大學