本发明公开了一种密闭富氧负压高效熔炼炉定向熔炼清洁生产工艺。采用高效熔炼炉；将低硫复杂冶炼渣料和熔剂配料从进料口送入；采用煤气或天然气和焦煤作为还原熔炼的供热燃料，在高效熔炼炉底侧部将氧气喷入炉内；经高效熔炼炉进行还原熔炼最终实现铅、铜、锌、锡、锑、铋、金、银、铟等有价金属在烟尘、炉渣、铁锍、粗金属等产物中的定向分离和富集。本发明实现了真正意义上的高效清洁生产；生产工艺流程短，节省工程投资。
1.一种密闭富氧负压高效熔炼炉定向熔炼清洁生产工艺，其特征在于：采用具有全密闭传输送料系统、富氧送风、全封闭持续负压系统、DCS控制系统和湿式脱硫系统的高效熔炼炉；将低硫复杂冶炼渣料和熔剂配料压团后通过皮带输送，从高效熔炼炉进料口送入；采用煤气或天然气和焦煤作为还原熔炼的供热燃料，从底侧部通入后发生燃烧反应，保持炉内温度在1050～1400℃；煤气或天然气和焦煤同时作为还原剂，与所述的低硫复杂冶炼渣料进行选择性定向熔炼；还原熔炼过程中连续将熔炼所需的富氧气体从设在高效熔炼炉底侧部的氧气喷入口喷入炉内；经高效熔炼炉进行还原熔炼得到粗铅、铅铋合金、铁锍、锑铅、含铟烟灰和高品位冰铜，还原后液态渣自流到烟化炉进行烟化处理，含铟烟灰进入收尘装置，进一步综合回收其中的有价金属；收尘后尾气通过湿式脱硫系统进行处理经烟囱外排; 所述全封闭持续负压是所有进、出料口，出烟口，岗位收尘和工艺收尘为密闭持续负压：岗位收尘负压为0.35～0.55kPa、工艺收尘微负压为0.05～0.15kPa。
2.根据权利要求1所述的一种密闭富氧负压高效熔炼炉定向熔炼清洁生产工艺，其特征在于：所述选择性定向熔炼是炉料中铅、铋、锑、锡、金、银进入金属相；锌、镉、砷进入炉渣；铜则进入冰铜；实现铅、铜、锌、锡、锑、铋、金、银和铟有价金属分别在烟尘、炉渣、铁锍、粗金属产物中的定向分离和富集，以及砷、铬、镉有毒元素在高温熔渣中的无害化固定。
3.根据权利要求1所述的一种密闭富氧负压高效熔炼炉定向熔炼清洁生产工艺，其特征在于：所述富氧送风是使用浓度90～98%的氧气，富氧鼓风量为6000～8000Nm3/h。
4.根据权利要求1所述的一种密闭富氧负压高效熔炼炉定向熔炼清洁生产工艺，其特征在于：所述的全密闭传输送料系统是在高效熔炼炉的加料系统采用密闭皮带自动化输送，进料过程与外界完全隔离。
5.根据权利要求1所述的一种密闭富氧负压高效熔炼炉定向熔炼清洁生产工艺，其特征在于：在高效熔炼炉底侧部设有富氧喷入口，左端下部设有虹吸出铅口。
6.根据权利要求1所述的一种密闭富氧负压高效熔炼炉定向熔炼清洁生产工艺，其特征在于：所述的DCS控制系统由现场控制站、数据通讯系统、人机接口单元、机柜、电源组成；
系统提供供热燃料量、炉料配比、富氧鼓风量、反应时间、低硫复杂冶炼渣料在高效熔炼炉中熔炼反应炉温、粗金属产物温度、炉渣温度、铁锍温度和布袋收尘器的烟气温度数据接口。
7.根据权利要求1所述的一种密闭富氧负压高效熔炼炉定向熔炼清洁生产工艺，其特征在于：在所述高效熔炼炉的上部空前部分通入适量氧气和未反应完全的还原气体燃烧，以保证系统进一步供热。
一种密闭富氧负压高效熔炼炉定向熔炼清洁生产工艺
技术领域
[0001] 本发明涉及低硫复杂冶炼渣料资源综合回收的工艺，具体涉及一种密闭富氧负压高效熔炼炉定向熔炼清洁生产工艺。
背景技术
[0002] 我国是有色金属工业大国，2012年国十种有色金属产量达到3691万吨，同比增长9.3%。其中，精炼铜、原铝、铅、锌产量分别为606万吨、1988万吨、465万吨、485万吨，均居世界首位。但随着我国有色金属工业的迅猛发展，矿产资源的储量增长赶不上生产和消费的增长。无论是大宗短缺矿产还是优势矿产，其静态保证年限呈逐年下降的态势，如铜矿从74年降至32年，铅矿从34年降至16年，锌矿从37年降至19年，锑矿从15年降至9年，镍矿从139年降至56年。从工业废料和再生资源中回收有色金属能耗低，投资少，还可避免固体危废物堆存排放对生态环境的污染，实现有色金属废渣的减量化、资源化和无害化，有利于环境保护，增加社会效益。在此背景下，在我国大力发展循环经济、加强资源综合利用具有重大的战略意义。
[0003] 目前用于有色金属冶炼废渣综合回收的生产工艺装备有竖炉、熔池熔炼炉、塔式熔炼炉、转炉及电炉，主要常用鼓风炉还原熔炼生产工艺和熔池熔炼炉生产工艺。熔池熔炼炉生产工艺按鼓入氧气的方式不同分底吹炉、侧吹炉和顶吹炉，虽然熔池熔炼炉存在生产流程短、冶炼强度大、污染控制效果好、炉子生产率高、烟气中二氧化硫含量得到提高等优点，但是熔池熔炼炉存在投资大、生产成本高、操作人员不易掌控、对进炉原料要求高、不适合处理低硫的有色金属冶炼二次冷渣（常温下）等问题。而且目前国内已建成氧气侧吹炉（瓦纽柯夫炉）在处理低硫复杂冶炼渣料均不理想，多次不正常的开停炉造成更大的二次环境污染和生产运行成本。传统的鼓风炉熔炼生产工艺具有投资少、热效率高、炉床能力大、生产工艺成熟稳定易于操作、对进炉渣料适应广，但存在熔炼过程需要消耗冶金焦炭，30％左右的焦炭不完全燃烧，能耗较高、散排较严重等不足。因此根据目前有色金属废渣综合回收现状，在综合考虑以上生产工艺装备优缺点的基础，结合有色冶炼企业的实际生产情况和工艺操作水平，对传统的鼓风炉进行改良升级和自主创新，开发一种密闭富氧负压高效熔炼炉定向熔炼清洁生产工艺，可有效解决目前低硫复杂冶炼渣料冶炼回收率低和二次环境污染问题。
发明内容
[0004] 针对现有冶炼生产装备技术中存在的：烟气回收效果差对环境的污染，实施成本高，废渣还原熔炼反应热焓的利用不高，操作环境差和能耗较高等问题；本发明所要解决的技术问题是提供一种密闭富氧负压高效熔炼炉定向熔炼清洁生产工艺，可以选择性富集和回收其中的有价金属，砷、铬、镉等有毒元素在高温熔渣中的无害化固定，从而实现了真正意义上的高效清洁生产；生产工艺流程短，节省工程投资。
[0005] 本发明的技术方案如下：
[0006] 一种密闭富氧负压高效熔炼炉定向熔炼清洁生产工艺，其特征在于：采用具有全密闭传输送料系统、富氧送风、全封闭持续负压系统、DCS控制系统和和湿式脱硫系统的高效熔炼炉；将低硫复杂冶炼渣料和熔剂配料压团后通过皮带输送，从高效熔炼炉进料口送入；采用煤气或天然气和焦煤作为还原熔炼的供热燃料，从底侧部通入后发生燃烧反应，保持炉内温度在1050～1400℃；煤气或天然气和焦煤同时作为还原剂，与所述的低硫复杂冶炼渣料进行选择性定向熔炼；还原熔炼过程中连续将熔炼所需的富氧气体从设在高效熔炼炉底侧部的氧气喷入口喷入炉内；经高效熔炼炉进行还原熔炼得到粗铅、铅铋合金、铁锍、锑铅、含铟烟灰和高品位冰铜，还原后液态渣自流到烟化炉进行烟化处理，含铟烟灰进入收尘装置，进一步综合回收其中的有价金属；收尘后尾气通过湿式脱硫系统进行处理经烟囱外排。
[0007] 本发明对低硫复杂冶炼渣料通过炉料配比、熔炼渣型选定、温度梯度分布、还原气氛控制和炉渣-冰铜-金属多相平衡机制优化手段，有效调控目标元素反应行为、目标元素走向和分配系数，熔炼过程根据炉渣-铁锍-粗金属多相平衡机制，确定有价金属在各相分配行为和调控机制。与现有技术比较，本发明具有如下优点：
[0008] （1）环境保护好
[0009] 本发明中的反应熔炼过程是在密闭的炉子中进行，而且进出料口，出烟口、岗位收尘和工艺收尘为密闭负压，有效地防止了SO2烟气和粉尘的无组织散排逸出，所有烟气经密闭负压进入脉冲布袋收尘后，再经湿式脱硫设施处理，尾气排放完全符合国家环保要求，彻底解决传统鼓风炉存在环保方面的不足，同时改善了岗位操作环境；
[0010] （2）可实现稳定高效生产
[0011] 本发明中通过密闭富氧负压高效熔炼炉底侧部喷入氧气，增加反应气氛和熔炼效果，采用DCS系统控制炉内物料熔炼反应的炉温、烟气进布袋收尘器的烟气温度及炉料配比、反应时间等条件对低硫复杂冶炼渣料中有价金属定向分离效果，熔炼炉的加料系统采用密闭皮带自动化输送，减少人工操作强度，操控性好，确保实现稳定高效生产，有效解决了氧气侧吹炉断续生产的弊端；
[0012] （3）能耗低
[0013] 本发明中密闭富氧负压高效熔炼炉对鼓风炉进行改良和自主创新，采用煤气或天然气还原熔炼，煤气或天然气和焦煤作为供热剂和还原剂，通入适量氧气和未反应完全的还原气体燃烧以保证系统连续供热，相对传统鼓风炉节能效果显著；
[0014] （4）生产成本低
[0015] 本发明中密闭富氧负压高效熔炼炉生产装备充分汲取了富氧熔池熔炼炉和传统鼓风炉的优点，摒弃各自的不足，通过选择性定向熔炼，高效分离提取低硫复杂冶炼渣料中各有价金属，所以相对富氧熔池熔炼炉和传统鼓风炉来说，生产成本相对更低；
[0016] （5）投资省
[0017] 与国内外较先进的有色金属冶炼废渣资源综合回收生产装备相比，本发明可大大节省工程投资，设备和工艺可操作性强、实用性强。
附图说明
[0018] 图1为本发明的定向熔炼工艺流程图。
具体实施方式
[0019] 应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，但并不用于限定本发明。
[0020] 一种密闭富氧负压高效熔炼炉定向熔炼清洁生产工艺，采用具有全密闭传输送料系统、富氧送风、全封闭持续负压系统、DCS控制系统和和湿式脱硫系统的高效熔炼炉；将低硫复杂冶炼渣料、炉渣、焦炭和造渣剂配料压团后通过皮带输送，从高效熔炼炉进料口送入；采用煤气或天然气和焦煤作为还原熔炼的供热燃料，从底侧部通入后发生燃烧反应，控制保持炉内温度在1050～1400℃；煤气或天然气和焦煤同时作为还原剂，与所述的低硫复杂冶炼渣料进行选择性定向熔炼；还原熔炼过程中连续将熔炼所需的富氧气体从设在高效熔炼炉底侧部的氧气喷入口喷入炉内；经高效熔炼炉进行还原熔炼得到炉渣、粗铅、铅铋合金、铁锍、锑铅、烟尘和高品位冰铜；还原后液态渣、锑铅返回配料；所述的烟尘进入收尘室、布袋收尘装置，进一步综合回收其中的含铟烟灰对外销售；收尘后烟气通过湿式脱硫塔进行处理经烟囱外排；所述的粗铅作为电铅原料；所述的铁锍作为炼铁原料；所述的铅铋合金作为提铋原料；所述的高品位冰铜作为炼铜原料。
[0021] 进一步地，上述选择性定向熔炼是炉料中铅、铋、锑、锡、金、银进入金属相；锌、镉、砷进入炉渣；铜则进入冰铜；实现铅、铜、锌、锡、锑、铋、金、银和铟有价金属分别在烟尘、炉渣、铁锍、粗金属产物中的定向分离和富集，以及砷、铬、镉有毒元素在高温熔渣中的无害化固定；为后续有价金属资源化以及重金属冶炼渣减量化和无害化处理创造有利条件。
[0022] 进一步地，上述富氧送风是使用浓度90～98%的氧气，富氧鼓风量为6000～8000Nm3/h；富氧的作用是：增强还原气氛、强化熔炼效果和提高回收率。
[0023] 进一步地，上述全封闭持续负压是所有进、出料口，出烟口，岗位收尘和工艺收尘为密闭持续负压：岗位收尘负压为0.35～0.55kPa、工艺收尘微负压为0.05～0.15kPa；密闭持续负压的作用是： 、有效减少无组织排放，防止冶炼烟气对周边环境的污染； 、将熔炼炉内产生的非参与反应的气体及时抽走，提高炉内渣料的熔炼效率。
[0024] 进一步地，上述的全密闭传输送料系统是在高效熔炼炉的加料系统采用密闭皮带自动化输送，进料过程与外界完全隔离，防止粉尘对外排放、减少操作强度和提高生产效率。
[0025] 进一步地，上述高效熔炼炉底侧部设有富氧喷入口，左端下部设有虹吸出铅口。
[0026] 进一步地，上述的DCS控制系统要有现场控制站（I/O站）、数据通讯系统、人机接口单元（操作员站OPS、工程师站ENS）、机柜、电源组成；系统提供供热燃料量、炉料配比、富氧鼓风量、反应时间、低硫复杂冶炼渣料在高效熔炼炉中熔炼反应炉温、粗金属产物温度、炉渣温度、铁锍温度和布袋收尘器的烟气温度数据接口。
[0027] 进一步地，上述高效熔炼炉的上部空前部分通入适量氧气和未反应完全的还原气体燃烧，以保证系统进一步供热。
