[发明专利]无噪音环保冰铜粒化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及冶金行业熔融物料的粒化处理，特别适用于高温熔融冰铜和冶金炉渣的粒化工艺。

背景技术

“双闪”(闪速熔炼+闪速吹炼)炼铜技术是环保、高效的铜冶炼工艺，随着这种工艺的运用、发展和完善，对高温熔融冰铜和吹炼渣的粒化将成为铜冶炼生产中不可缺少的环节。目前所采用的冰铜粒化方法，其工艺过程的基础是用带压的冷水对高温熔融冰铜直接进行水淬，由于高温熔融冰铜与水直接接触，在急速汽化膨胀的同时，还会发生化学反应，水淬的过程中会出现爆炸现象(习惯叫做冰铜放炮)。冰铜放炮会带来许多负面的影响：一是严重威胁作业安全；二是造成噪音污染；三是化学反应产物中的SO₂或H₂S会使水淬水质恶化，对设备腐蚀严重；四是造成细目冰铜过多，一部分在水系统循环磨损设备，甚至会有一部分随排空的蒸汽漂浮损失且污染环境。

发明内容

本发明的目的是，提供一种无噪音环保冰铜粒化工艺，它可克服水淬过程中的爆炸现象，阻止水淬过程中的化学反应，降低噪音污染，并且，具有工艺简单、操作方便的优点，可解决冰铜水淬过程中存在的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：无噪音环保冰铜粒化工艺，熔融冰铜由溜槽流出，先由喷气装置向熔融冰铜喷气，喷出的气体将由溜槽流下的熔融冰铜流分散为众多细小的液滴，同时上述气体在空中将分散后的小液滴冷却为半熔态或固态的铜颗粒，铜颗粒在后续下落过程中再经带压冷水进行水淬处理，最后，铜颗粒与带压冷水进入冷水池内进一步冷却，产出的沙状冰铜由脱水运输系统运至下道工序。

为了进一步实现本发明的目的，还可以采用以下技术方案：所述的喷气装置是分散喷头，分散喷头安装于溜槽下部；熔融冰铜经溜槽先导入粒化器，气体通过喷头在粒化器内将熔融冰铜分散，分散后的冰铜经带压冷水水淬后在冷却池内冷却，产出的沙状冰铜由脱水运输系统运到下道工序。冷却池内安装搅动喷头，搅动喷头喷带压的冷水进行搅动换热，产生的蒸汽由排空烟囱排到大气中。所述的气体是不与熔融冰铜反应的带压气体，带压气体是低压饱和蒸汽。气体压力是0.2MPa-3.0MPa。溜槽底部安装的清扫装置，清扫装置是液压缸，清扫装置还可以是气动装置或电动装置。

上述工艺的原理如下：目前所采用的冰铜粒化方法是将由出铜溜槽排出的高温熔融冰铜用带压的冷水对进行水淬，由于工业冰铜的主要成份是Cu₂S和FeS，在高温熔融状态下与水直接接触会发生下列反应：

1.Cu₂S+2H₂O＝Cu+SO_2(g)+2H_2(g)     ΔG＝354343-315.06T，J

2.FeS+H₂O＝FeO+H₂S_(g)            ΔG＝91211.2-123.6T，J

3.3FeS+4H₂O＝Fe₃O₄+3H₂S_(g)+H_2(g)  ΔG＝247777-454.1T，J

生成的可燃气体H₂S和H₂还会和空气中的氧气发生反应：

4.2H₂+O₂＝2H₂O         ΔG＝-503921+117.36T，J

5.H₂S+O₂＝2H₂O+SO_2(g)   ΔG＝1125161.3+389.5T，J

以上为放热、增容反应，在高温状况下反应速度极快，由于反应剧烈，释放热能的速度极快，体系不能在有效的时间内将热量散发出去，就会产生剧烈的局部升温；同时，高温熔体与水接触，会造成水急速汽化膨胀。汽化膨胀和反应中瞬间产生的高压气体来不及扩散，在压缩的过程中就会产生巨大的压力，当这种压力使气体以极快的速度扩散时，就会产生高温高压气流在瞬间释放能量的现象—爆炸。爆炸使作业现场附近的噪音超过110分贝，随着冰铜温度的升高，噪音污染越发严重；产生的冲击波对熔融冰铜和已经冷却固化的砂状冰铜都有分散和破碎的作用，使之形成细目的颗粒，造成收集困难，细目的冰铜甚至还会被强气流走，造成物料流失和环境污染；反应产物中的SO₂或H₂S会使系统水质酸化，严重腐蚀设备，需要补充大量的碱来保证水质。