[实用新型]旋涡柱喷嘴和旋涡柱熔炼设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及有色冶金，具体而言，本实用新型涉及的旋涡柱喷嘴、旋涡柱熔炼设备，特别是用于熔炼硫化铅精矿。

背景技术

铅是一种重要的基础工业原材料，传统的铅冶炼工艺被称为“烧结-鼓风炉法”，硫化铅精矿需要在单独的烧结车间中进行，同时为了获得合适的烧结块，需要大量的返料，降低了铅冶炼的生产效率。进一步地，在脱硫形成烧结块的烧结过程中，烧结烟气的SO₂浓度较低，硫的回收利用存在难度，且鼓风炉熔炼需要较昂贵的冶金焦炭，这就增加了生产粗铅的成本。因此，传统的烧结-鼓风炉法对环境造成严重污染并消耗巨大的能量。

为改进传统的烧结-鼓风炉法所存在的缺点，德国鲁奇公司于七十年代开发直接炼铅的新工艺氧气底吹法(QSL)法，现有德国Stolberg冶炼厂和韩国Onsan冶炼厂的QSL炉采用该方法进行铅的生产。QSL法的特点在于，所需要的设备体积小、可直接得到粗铅，但是，烟尘率较高，通常达到20％左右。且进一步地，经过QSL法处理的炉渣中的铅含量较高。由此，QSL法的生产效果不甚理想。

前苏联全苏有色金属研究院于80年代开发了一种直接炼铅工艺“基夫赛特法”(Kivcet method)。该方法已有多个厂家实现了工业化生产，是一种各项指标先进、技术成熟可靠的炼铅新工艺。但是基夫赛特法的缺点在于，反应炉呈四方型，炉体本身体积巨大，制造成本很高。进一步地，反应炉中还需要设置用于进行还原反应的电极，该电极消耗了巨大的电能。进一步地，基夫赛特法单位产品投资大。

此外，在现有的铅熔炼技术中，为了得到足够高的铅回收率，通常需要对炉中反应产生的炉渣进行二次炉渣净化。这就需要增加额外的处理设备，从而增加了处理成本并增加了工艺复杂性。

实用新型内容

基于上述，本实用新型需要提供一种铅的熔炼设备，所述设备和方法能够降低生产成本、提高粗铅的生产率，同时能够极大地降低设备维护费用。

进一步地，本实用新型需要提供一种铅的熔炼设备，所述铅的熔炼设备和方法可以降低生产能耗。

进一步地，本实用新型需要提供一种铅的熔炼设备，所述铅的熔炼设备和方法可以减少对环境的污染、对环境友好。

进一步地，本实用新型需要提供一种铅的熔炼设备，所述铅的熔炼设备和方法可以在同一熔炼设备中完成对炉渣中的铅的回收，提高铅的回收率，降低生产成本和简化生产工艺。

此外，本实用新型需要提供一种旋涡柱喷嘴，从而铅精矿和氧气的混合物等可以通过所述喷嘴以旋涡的方式送入到所述熔炼设备，并使得铅精矿和氧气可以更加充分地混合，从而提高熔炼的生产效率。

为实现上述实用新型目的，本实用新型提供了一种旋涡柱喷嘴，所述旋涡柱喷嘴包括：喷嘴主体，所述喷嘴主体的内部限定有气室和位于所述气室下部的喷口部；加料管，所述加料管穿过所述气室并延伸至所述喷口部，用于供给精矿；设置在所述喷嘴主体上的供氧部，用于将氧气供给到所述气室中；其中所述喷口部内形成有旋涡导向部，用于使氧气和精矿的混合物以旋涡柱的形式向下运动。

根据本实用新型的一方面，所述旋涡导向部为形成在喷口部内壁上的导向肋，所述导向肋与所述喷口部的内壁形成预定的倾斜角度。

根据本实用新型的一方面，所述导向肋的高度、长度以及相对于所述喷口部内壁的倾斜角度可调节。所述导向肋的横截面的倾斜边可以为直线型或者曲线型。所述曲线型可以为弧线形、螺旋线形或者渐开线形。

在上述的技术方案中，由于根据本实用新型的旋涡柱喷嘴使得铅精矿和氧气的混合物呈旋涡状的轨迹向下运动，化学反应行程及时间得到显著延长。

根据本实用新型的一方面，所述喷口部可单独地形成。

由此，由于所述喷口部可单独形成，从而在使用的过程中，如果发生喷口部损坏或导向肋的设计需要调整，可以直接替换掉所述喷口部，而不用替换整个喷嘴，从而降低了制造成本，方便维护。

根据本实用新型的另外一方面，提供了一种旋涡柱熔炼设备，包括：反应塔；如上所述的旋涡柱喷嘴，所述旋涡柱喷嘴设置在所述反应塔的顶部；沉淀池，所述沉淀池设置在反应塔的下部，用于容纳从反应塔中反应后落下的熔体；以及烟道，所述烟道与所述反应塔、沉淀池连通，用于排出反应塔中所产生的烟气。

在上述的技术方案中，由于根据本实用新型的旋涡柱熔炼设备使得铅精矿和氧气的混合物呈旋涡状的轨迹向下运动，显著延长了化学反应行程及时间，从而使得为反应所必需的反应塔高度得以降低，并减少了散热损失和降低了工厂的初始投资。