ПРОЦЕСС ЦИКЛОННОЙ ПЛАВКИ МЕДИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИКЛОННОЙ ПЛАВКИ МЕДИ Российский патент 2019 года по МПК C22B15/00 C22B5/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Настоящее изобретение относится к технической области плавления сульфида металла, и в частности к способу циклонной плавки меди (плавки в вихревом потоке), а также к устройству для циклонной плавки меди, которое может использоваться для способа циклонной плавки меди.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] В настоящее время концентрат сульфида металла обычно плавится с использованием пирометаллургии, то есть процесса, в котором сера и железо, присутствующие в концентрате сульфида металла, удаляются с помощью их реакции с кислородом для того, чтобы наконец получить металлы, в частности для пирометаллургии такие металлы, как медь и никель.

[0003] Пирометаллургический процесс в широком смысле классифицируется на две категории: плавление в осадительном резервуаре и пространственное плавление, из которых пространственная суспензионная плавка по сути относится к тому, что реакция окисления завершается мгновенно (в пределах 2-3 с) за счет использования огромной площади поверхности высушенных порошкообразных сульфидных минералов для того, чтобы обеспечить достаточное связывание частиц материала (который является высушенными порошкообразными сульфидными минералами) с кислородом. Главным процессом, используемым в пространственной суспензионной плавке, является методика струи прямого потока, которая использует совместное действие дутья в центральном распределении и дутья в вертикальном процессе для того, чтобы достичь реакции контакта газа и твердого материала; однако благодаря влиянию свойств прямого потока в вышеупомянутом процессе во время производства могут возникать опасные ситуации, такие как низкая доступность кислорода, высокая скорость возгона, серьезная эрозионная коррозия футеровки печи, накопление непрореагировавших сырых концентратов внутри печи и т.д.

[0004] Для того, чтобы решить вышеупомянутые проблемы, в последние годы развивается технология вихревого впрыска, в которой газ течет по спирали для того, чтобы достичь контактной реакции с частицами материала; однако ее рабочая эффективность все еще не идеальна и не может соответствовать тенденции развития методов плавки: высокая подача питания, высокая нагрузка, высокая концентрация кислорода и высокая рабочая скорость (иногда для краткости обозначаемые как «Four High» или «4В»).

[0005] Следовательно, вопрос о том, как дополнительно улучшить эффект плавки на сульфиде меди, является проблемой, которая в настоящее время и срочно должна быть решена для специалистов в данной области техники.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] Принимая это во внимание, настоящее изобретение предлагает процесс циклонной плавки меди, который способен дополнительно улучшить плавильный эффект сульфида меди, а также дополнительно предлагает устройство для циклонной плавки меди, которое может применяться в вышеупомянутом процессе циклонной плавки меди.

[0007] Для достижения вышеупомянутых целей настоящее изобретение предлагает следующие технические решения.

[0008] Процесс циклонной плавки меди, содержащий стадии:

[0009] смешивание одного из высушенных порошков медного концентрата и порошков купферштейна с флюсом и/или возгоном в определенной пропорции для формирования смешанного материала, входящего в канал для подачи материала сопла и далее поступающий в реакционную башню внутри плавильной печи через канал для подачи материала;

[0010] формирование под действием завихрителя сопла завихренного потока реакционного газа, входящего в канал для завихренного газа сопла, проходящего через канал Вентури сопла и направляемого каналом для завихренного газа, и наконец входящего в реакционную башню;

[0011] подвергание этого завихренного потока, который был подвергнут высокоскоростному расширению с помощью канала Вентури, контактной реакции со смешанным материалом внутри реакционной башни;

[0012] разделение образовавшегося в результате контактной реакции расплава, который выпадает в осадительный резервуар плавильной печи, на слой осадка и слой продукта, причем в том случае, когда смешанный материал содержит порошки медного концентрата, слой продукта представляет собой слой купферштейна, а когда смешанный материал содержит порошки купферштейна, слой продукта представляет собой слой черновой меди.

[0013] Предпочтительно описанный выше процесс циклонной плавки меди дополнительно содержит стадии:

[0014] пополнения реакционного газа и/или топлива в реакционной башне через вспомогательный кислородный канал и вспомогательный топливный канал сопла.

[0015] Предпочтительно в описанном выше процессе циклонной плавки меди подача смешанного материала к соплу дополнительно содержит:

[0016] подачу смешанного материала в сопло с использованием трубопровода, причем смешанный материал сначала поступает в питающее устройство псевдоожижения сопла для его псевдоожижения, а затем поступает в канал для подачи материала.

[0017] Предпочтительно в описанном выше процессе циклонной плавки меди концентрация кислорода в реакционном газе составляет 40 об.% - 90 об.%, а скорость вихревого потока, входящего в плавильную печь, составляет 220 м/с - 300 м/с.

[0018] Предпочтительно в описанном выше процессе циклонной плавки меди расход потока реакционного газа, вводимого вспомогательным кислородным каналом, составляет 10 Нм³/час - 200 Нм³/час, а расход потока топлива, вводимого вспомогательным топливным каналом, составляет 10 Нм³/час - 100 Нм³/час.

[0019] Устройство для циклонной плавки меди, содержащее трубопровод, плавильную печь и сопло, соединяющее трубопровод с плавильной печью, и может применяться в способе циклонной плавки меди в соответствии с любым из вышеперечисленных пунктов, в котором сопло содержит:

[0020] канал для завихренного газа для направления реакционного газа, снабженный завихрителем на отверстии для входа канала для завихренного газа;

[0021] канал Вентури, который предусматривается внутри канала для завихренного газа;

[0022] канал для подачи материала, который расположен как кожух снаружи канала для завихренного газа и соединен с трубопроводом.

[0023] Предпочтительно в описанном выше устройстве для циклонной плавки меди минимальный внутренний диаметр d канала Вентури не превышает внутреннего диаметра D канала для завихренного газа и составляет больше чем D/2.

[0024] Предпочтительно в описанном выше устройстве для циклонной плавки меди завихритель формируется путем соединения трубы подвода газа перпендикулярно с каналом для завихренного газа, и труба подвода газа сообщается с каналом для завихренного газа так, чтобы образовывать отверстие для входа газа, которое содержит сужающееся отверстие около трубы подвода газа и расположенное по касательной отверстие около каналом для завихренного газа.

[0025] Предпочтительно в описанном выше устройстве для циклонной плавки меди имеется питающее устройство псевдоожижения, предусмотренное в том месте, где канал для подачи материала сообщается с трубопроводом, и трубопровод предусматривается так, чтобы он был наклонен относительно канала для подачи материала и имел угол наклона 10-40 градусов относительно горизонтальной плоскости.

[0026] Предпочтительно описанное выше устройство для циклонной плавки меди дополнительно содержит:

[0027] вспомогательный кислородный канал, который предусматривается внутри канала для завихренного газа;

[0028] вспомогательный топливный канал, отходящий от вспомогательного кислородного канала и расположенный внутри канала для завихренного газа.

[0029] Предпочтительно описанное выше устройство для циклонной плавки меди дополнительно содержит регулировочный конус, который отходит от внешней стенки вспомогательного топливного канала и способен двигаться вперед и назад в осевом направлении вдоль вспомогательного топливного канала, а также контроллер, который предусматривается снаружи верхней стенки канала для завихренного газа для того, чтобы управлять перемещением регулировочного конуса.

[0030] Предпочтительно в описанном выше устройстве для циклонной плавки меди канал для завихренного газа, канал Вентури, канал для подачи материала, вспомогательный кислородный канал и вспомогательный топливный канал располагаются коаксиально, и верхняя стенка канала для завихренного газа является дугообразной стенкой.

[0031] Предпочтительно в описанном выше устройстве для циклонной плавки меди выпуск газа из вспомогательного топливного канала, выпуск газа из вспомогательного кислородного канала и выпуск газа из канала для завихренного газа находятся на одном уровне.

[0032] Способ циклонной плавки меди по настоящему изобретению выполняется следующим образом. Смешанный материал, сформированный из высушенных порошков медного концентрата или порошков купферштейна и высушенного порошкообразного флюса и т.д., равномерно подается в канал для подачи материала сопла и входит в реакционную башню внутри плавильной печи через канал для подачи материала под действием силы тяжести; реакционный газ входит в завихритель сопла для того, чтобы сформировать завихренный поток, который входит в канал для завихренного газа в касательном направлении для того, чтобы сформировать завихренный поток, и этот завихренный поток перемещается внутри канала для завихренного газа к реакционной башне, проходя через канал Вентури, а затем подается в реакционную башню в форме завихренного потока с высокоскоростным расширением, формируя вихревую струю газа; вихревая струя газа быстро контактирует со смешанным материалом, который входит в реакционную башню под действием высокоскоростного расширения, и увлекает смешанный материал в вихревую струю газа под действием вихревого потока, причем поскольку температура непрерывно увеличивается, смешанный материал непрерывно сталкивается с реакционным газом, обеспечивая быструю реакцию, а затем входит в осадительный резервуар (который является составной частью плавильной печи) под плавильной печью для того, чтобы сформировать слой купферштейна или слой черновой меди (причем когда смешанный материал содержит порошки медного концентрата, образуется слой купферштейна, а когда смешанный материал содержит порошки купферштейна, образуется слой черновой меди), а также слой осадка. Высокотемпературный газ, образующийся при реакции, содержит большое количество диоксида серы, и входит в котел-утилизатор тепла отходящих газов через выпускной клапан плавильной печи.

[0033] За счет контактной реакции между реакционным газом в форме вихревого потока с высокоскоростным расширением и смешанным материалом процесс циклонной плавки меди по настоящему изобретению позволяет достичь более удовлетворительной плавильной реакции, улучшить доступность кислорода, уменьшить содержание меди в остатках, а также снизить количество возгона. В то же время этот процесс может не только использовать реакционный газ с высокой концентрацией кислорода, улучшая содержание диоксида серы в отходящем газе и уменьшая количество тепла, уносимого отходящим газом, но также может удовлетворять требованиям количества питания, колеблющегося в широких пределах, и значительно улучшать производительность.

[0034] Устройство для циклонной плавки меди по настоящему изобретению содержит главным образом трубопровод, плавильную печь и сопло, соединяющее трубопровод с плавильной печью, причем это сопло содержит канал для завихренного газа, завихритель, канал Вентури и канал для подачи материала. Завихритель предусматривается на входном отверстии канала для завихренного газа и служит для того, чтобы позволять реакционному газу, который входит в канал для завихренного газа, формировать завихренный поток, причем после того, как завихренный поток будет сформирован из реакционного газа, он будет двигаться дальше по каналу для завихренного газа вдоль его осевого направления. Поскольку канал Вентури неподвижно закреплен на внутренней стенке канала для завихренного газа, вихревой поток входит в канал Вентури, под действием которого завихренный поток входит в плавильную печь (конкретно в реакционную башню плавильной печи) в состоянии высокоскоростного расширения. В то же время порошкообразный смешанный материал проходит через трубопровод в канал для подачи материала, отходящий от канала для завихренного газа, и входит в плавильную печь вместе с реакционным газом, который сформировал завихренный поток, позволяя порошкам медного концентрата и порошкам купферштейна уноситься завихренным потоком в высокотемпературную атмосферу и непрерывно сталкиваться с реакционным газом для быстрой реакции. После этого полученный материал поступает в осадительный резервуар под плавильной печью для того, чтобы сформировать слой купферштейна или слой черновой меди, а также слой осадка. Высокотемпературный газ, образующийся при реакции, содержит большое количество диоксида серы, и входит в котел-утилизатор тепла отходящих газов через выпускной клапан плавильной печи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0035] Для того чтобы более четко проиллюстрировать варианты осуществления настоящего изобретения или технические решения в предшествующем уровне техники, в дальнейшем будут использоваться чертежи, которые необходимы для описания вариантов осуществления или предшествующего уровня техники. Очевидно, что описанные ниже чертежи, являются всего лишь вариантами осуществления настоящего изобретения, и специалист в данной области техники может легко получить другие чертежи на их основе без какой-либо творческой работы.

[0036] Фиг. 1 представляет собой структурную схему устройства для циклонной плавки меди, предложенного в одном варианте осуществления настоящего изобретения;

[0037] Фиг. 2 представляет собой структурную схему сопла;

[0038] Фиг. 3 представляет собой структурную схему другого сопла;

[0039] Фиг. 4 представляет собой схему работы завихрителя.

[0040] На Фиг. 1-4 использованы следующие обозначения:

[0041] 1 - сопло, 2 - питающее устройство псевдоожижения, 3 - трубопровод, 4 - плавильная печь;

[0042] 101 - канал для завихренного газа, 102 - завихритель, 103 - канал Вентури, 104 – канал для подачи материала, 105 - верхняя стенка, 106 - вспомогательный кислородный канал, 107 - вспомогательный топливный канал, 108 - регулировочный конус, 109 - контроллер;

[0043] 1021 - труба подвода газа, 1022 - сужающееся отверстие, 1023 - касательное отверстие.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0044] Настоящее изобретение предлагает устройство для циклонной плавки меди, которое способно дополнительно улучшить эффект плавления сульфида меди.

[0045] Далее технические решения в вариантах осуществления настоящего изобретения будут ясно и полностью описаны вместе с сопроводительными чертежами, и должно быть очевидно, что описанные варианты осуществления представляют собой лишь часть вариантов осуществления настоящего изобретения, а не все его варианты осуществления. На основе вариантов осуществления в настоящем изобретении все другие варианты осуществления, которые могут быть получены специалистом в данной области техники без какой-либо творческой работы, входят в сферу защиты настоящего изобретения.

[0046] Как показано на Фиг. 1-4, устройство для циклонной плавки меди в одном варианте осуществления настоящего изобретения содержит главным образом трубопровод 3, плавильную печь 4 и сопло 1, соединяющее трубопровод 3 с плавильной печью 4. Настоящая заявка в основном улучшает сопло 1, и в частности это улучшенное сопло 1 содержит: канал 101 для завихренного газа для направления реакционного газа, снабженный завихрителем 102, позволяющим реакционному газу формировать завихренный поток на входе газа в канал 101 для завихренного газа; канал Вентури 103, который располагается коаксиально внутри канала 101 для завихренного газа и соединяется с внутренней стенкой канала 101 для завихренного газа, где реакционный газ, который сформировал завихренный поток, проходит через канал Вентури 103 и направляется в реакционную башню плавильной печи 4 в форме канала для завихренного газа с высокоскоростным расширением, формируя завихренную струю газа; канал 104 для подачи материала, который отходит от канала 101 для завихренного газа и сообщается с трубопроводом 3, который служит для транспортировки смешанного материала, образованного путем смешивания одного из высушенных порошков медного концентрата и порошков купферштейна с флюсом и/или возгоном в заданной пропорции.

[0047] Во время работы описанного выше устройства для циклонной плавки меди смешанный материал, подаваемый трубопроводом 3, входит в реакционную башню плавильной печи 4 через канал 104 для подачи материала; и в то же самое время реакционный газ входит в канал 101 для завихренного газа, причем реакционный газ сначала входит в завихритель 102 для формирования завихренного потока, а затем движется в осевом направлении канала 101 для завихренного газа, входит в канал Вентури 103, под действием которого завихренный поток входит в реакционную башню в состоянии высокоскоростного расширения для того, чтобы сформировать вихревую струю газа. Эта вихревая струя газа быстро контактирует со смешанным материалом внутри реакционной башни под действием высокоскоростного расширения и увлекает смешанный материал в вихревую струю газа под действием вихревого потока, причем поскольку температура непрерывно увеличивается, смешанный материал непрерывно сталкивается с реакционным газом, обеспечивая быструю реакцию, а затем входит в осадительный резервуар под плавильной печью для того, чтобы сформировать слой купферштейна или слой черновой меди (причем когда смешанный материал содержит порошки медного концентрата, образуется слой купферштейна, а когда смешанный материал содержит порошки купферштейна, образуется слой черновой меди), а также слой осадка. Высокотемпературный газ, образующийся при реакции, содержит большое количество диоксида серы, и входит в котел-утилизатор тепла отходящих газов через выпускной клапан плавильной печи 4.

[0048] Устройство для циклонной плавки меди в настоящем варианте осуществления обеспечивает более удовлетворительный газо-жидкостный контакт за счет конфигурирования сопла как вышеупомянутой структуры, что обеспечивает удовлетворительное протекание реакции плавки, улучшая доступность кислорода, уменьшая содержание меди в остатках, а также снижая количество возгона. В то же время может использоваться реакционный газ с высокой концентрацией кислорода, что снижает содержание диоксида серы в отходящем газе и уменьшает количество тепла, уносимого отходящим газом, и устройство может удовлетворять требованиям количества питания, колеблющегося в широких пределах, значительно улучшать производительность и обеспечивать низкое потребление энергии и низкие капитальные затраты.

[0049] В дополнение к этому, поскольку вышеупомянутая структура имеет небольшое реакционное пространство и реакционный газ течет в виде вихревого потока, в реакционном пространстве отсутствуют мертвые зоны, в которых не протекает реакция, а также осуществляется небольшая промывка огнеупорного тела печи; кроме того, улучшенное сопло 1 имеет простую структуру, а операции, связанные с его управлением, эксплуатацией, обслуживанием и т.п., являются более удобными и надежными, что позволяет в достаточной степени использовать потенциальную энергию текучей среды и обеспечивает низкие эксплуатационные затраты.

[0050] Для того, чтобы дополнительно оптимизировать это техническое решение, при циклонной плавке меди в настоящем варианте осуществления с минимальным внутренним диаметром d канала Вентури 103 и внутренним диаметром D канала 101 для завихренного газа предпочтительно, чтобы выполнялось условие D/2<d≤D, и, как показано на Фиг. 2 и 3, при радиусе R дуги канала Вентури 103 предпочтительно, чтобы выполнялось условие d<R<D. Описанный выше численный диапазон является более выгодным для высокоскоростного расширения реакционного газа, и таким образом выбирается как предпочтительный. Кроме того, предпочтительно, чтобы самый нижний конец канала Вентури 103 находился на пересечении между дугой канала Вентури 103 и вертикальной стенкой канала 101 для завихренного газа, что позволяет дополнительно облегчить ускоряющее расширение реакционного газа, а также позволяет реакционному газу соответствовать требованию скорости вихревого потока 220 м/с - 300 м/с после входа в реакционную башню и обеспечивает быстрое расширение потока газа для увлечения смешанного материала вокруг вихревого потока, в результате чего образующаяся газожидкостная завихренная текучая среда имеет больше энергии и таким образом обеспечивает лучшие условия реакции для облегчения множественных реакций столкновения между газом и твердым веществом, а также между твердым веществом и твердым веществом.

[0051] В дополнение к этому, канал Вентури 103 в настоящем варианте осуществления может также содержать только сужающийся сегмент и круглый сегмент горловины, при этом отверстие круглого сегмента горловины находится на одном уровне с выходным отверстием канала 101 для завихренного газа, как показано на Фиг. 3. Такая компоновка также способствует высокоскоростному расширению реакционного газа, и таким образом рассматривается как предпочтительная структура.

[0052] В настоящем варианте осуществления завихритель 102 содержит: образующую завихрение трубу; трубу 1021 подвода газа, тангенциально соединяющуюся с образующей завихрение трубой, причем входное отверстие для газа, образуемое трубой 1021 подвода газа, соединяющейся с образующей завихрение трубой, содержит сужающееся отверстие 1022 около трубы 1021 подвода газа и касательное отверстие 1023 около образующей завихрение трубы, как показано на Фиг. 4. Для того, чтобы сделать структуру проще, в настоящем варианте осуществления предпочтительно, чтобы одна сторона сужающегося отверстия 1022 являлась внешней стенкой образующей завихрение трубы, а другая его сторона формировала сужающееся отверстие 1022.

[0053] Предпочтительно предусматривать питающее устройство 2 псевдоожижения в том месте, где канал 104 для подачи материала сообщается с трубопроводом 3. В настоящем варианте осуществления добавляется питающее устройство 2 псевдоожижения для того, чтобы заставить смешанный материал более однородно входить в канал 104 для подачи материала и тем самым более однородно входить в реакционную башню, предотвращая таким образом явление сегрегации в максимальной степени и дополнительно усиливая эффект реакции.

[0054] Кроме того, трубопровод 3 предусматривается так, чтобы он был наклонен относительно канала 104 для подачи материала и имел угол наклона 10-40 градусов относительно горизонтальной плоскости. В настоящем варианте осуществления трубопровод 3 предусматривается наклонным относительно сопла 1, которое располагается в целом в вертикальном направлении для того, чтобы максимально уменьшить силу удара материала, непосредственно входящего в сопло 1, избегая таким образом повреждений структуры внутри сопла 1 из-за большой силы удара; кроме того, трубопровод 3 предпочтительно имеет угол наклона 10-40 градусов относительно горизонтальной плоскости для того, чтобы позволить смешанному материалу течь в питающее устройство 2 под небольшим уклоном, позволяя таким образом смешанному материалу более однородно входить в сопло 1 и обеспечивая лучшие условия для реакции внутри реакционной башни.

[0055] Более предпочтительно устройство для циклонной плавки меди, предложенное в настоящем варианте осуществления, дополнительно содержит вспомогательный кислородный канал 106, который предусматривается внутри канала 101 для завихренного газа и служит для пополнения кислорода или реакционного газа в реакционной башне плавильной печи 4, а также вспомогательный топливный канал 107, который отходит от вспомогательного кислородного канала 106 и располагается внутри канала 101 для завихренного газа, и который служит для впрыска топлива в реакционную башню для пополнения тепла, необходимого для реакции, как показано на Фиг. 2 и 3. В настоящем варианте осуществления вспомогательный кислородный канал 106 подает реакционный газ в реакционную башню, и вспомогательный топливный канал 107 подает топливо в реакционную башню для пополнения реакционного газа и/или тепла; и в то же время оба они также служат для ускорения расширения вихревой струи газа, выходящего из сопла 1, позволяя тем самым реакции протекать более удовлетворительно и более эффективно.

[0056] В настоящем варианте осуществления устройство для циклонной плавки меди дополнительно содержит регулировочный конус 108, который отходит от внешней стенки вспомогательного топливного канала 107 и выполнен с возможностью движения вперед-назад вдоль оси вспомогательного топливного канала 107, а также контроллер 109, который располагается снаружи верхней стенки 105 канала 101 для завихренного газа для того, чтобы управлять перемещением регулировочного конуса 108. В настоящем варианте осуществления предпочтительно, чтобы трубчатый вспомогательный топливный канал 107 снабжался на его внешней стенке винтовой резьбой, с помощью которой регулировочный конус 108 соединяется со вспомогательным топливным каналом 107, причем когда контроллер 109 на верхней стенке 105 управляет вращением вспомогательного топливного канала 107, может быть достигнуто перемещение регулировочного конуса 108 вверх и вниз (аналогично механизму регулировочной гайки). Дополнительно в настоящем варианте осуществления предпочтительно, чтобы нижний предел перемещения регулировочного конуса 108 находился в положении с минимальным внутренним диаметром канала Вентури 103. Конфигурация вышеописанной структуры может удовлетворять требованиям к количеству дутья, скорости дутья при различных условиях работы, а также позволяет реакционному газу быстро расширять вихревой поток после входа в реакционную башню, гарантируя таким образом удовлетворительное протекание реакции.

[0057] Как показано на Фиг. 2 и 3, предпочтительно, чтобы канал 101 для завихренного газа, канал Вентури 103, канал 104 для подачи материала, вспомогательный кислородный канал 106 и вспомогательный топливный канал 107 располагались коаксиально. В настоящем варианте осуществления предпочтительно, чтобы все вышеупомянутые части располагались коаксиально, позволяя соплу 1 иметь более компактное и приемлемое структурное распределение и относительно высокую надежность работы, а также обеспечивая более однородное контактирование и смешивание реакционного газа и смешанного материала. Следовательно, это является предпочтительным вариантом осуществления.

[0058] Кроме того, дополнительно предпочтительно, чтобы верхняя стенка 105 канала 101 для завихренного газа являлась дугообразной стенкой, то есть арочным сводом, как показано на Фиг. 2 и 3. Такая структура является выгодной для быстрого перемещения вниз вихревого потока, сформированного из реакционного газа, и по сравнению с плоской структурой крыши в предшествующем уровне техники оказывает меньшее влияние на эффект спирального течения вихревого потока и может способствовать более быстрому перемещению вниз вихревого потока (то есть, чтобы он находился около реакционной башни).

[0059] В настоящем варианте осуществления предпочтительно, чтобы выпуск газа из вспомогательного топливного канала 107, выпуск газа из вспомогательного кислородного канала 106 и входное отверстие канала 101 для завихренного газа находились на одном уровне. Такая компоновка также облегчает достаточное смешивание смешанного материала с реакционным газом в реакционной башне.

[0060] Настоящий вариант осуществления дополнительно предлагает процесс циклонной плавки меди, который может быть выполнен в вышеупомянутом устройстве для циклонной плавки меди, содержащий следующие стадии.

[0061] Сначала одно из порошков медного концентрата и порошков купферштейна смешивается с флюсом и/или возгоном в заданной пропорции для того, чтобы сформировать смешанный материал; этот смешанный материал входит в канал 104 для подачи материала через трубопровод 3 и далее входит в реакционную башню внутри плавильной печи 4, которая сообщается с каналом 104 для подачи материала.

[0062] В то же самое время реакционный газ входит в сопло 1, при этом реакционный газ сначала входит в завихритель сопла 1, чтобы сформировать вихревой поток под действием завихрителя; этот вихревой поток входит в канал 101 для завихренного газа, а затем проходит через канал Вентури 103, расположенный внутри канала 101 для завихренного газа, позволяющий вихревому потоку входить в реакционную башню с высокоскоростным расширением в состоянии спирального потока.

[0063] В дополнение к этому, реакционный газ и/или топливо пополняются в реакционной башне через вспомогательный кислородный канал 106 и вспомогательный топливный канал 107 для того, чтобы обеспечить достаточное количество материалов и требуемое тепло для реакции, обеспечивая таким образом более удовлетворительную реакцию между реакционным газом и смешанным материалом.

[0064] После этого вихревой поток, который был подвергнут высокоскоростному расширению через канал Вентури 103, входит в реакционную башню и непрерывно сталкивается со смешанным материалом для того, чтобы достичь быстрой реакции внутри реакционной башни.

[0065] Наконец расплав, образовавшийся в результате реакции, падает в осадительный резервуар под реакционной башней для того, чтобы сформировать слой осадка и слой продукта, причем в том случае, когда смешанный материал содержит порошки медного концентрата, слой продукта представляет собой слой купферштейна, а когда смешанный материал содержит порошки купферштейна, слой продукта представляет собой слой черновой меди.

[0066] Необходимо отметить, что каждая из вышеупомянутых стадий не ограничивается описанной выше последовательностью, и при условии соблюдения требований процесса вышеупомянутые стадии могут выполняться в обратной последовательности или одновременно, например реакционный газ и смешанный материал могут одновременно входить в сопло 1.

[0067] В частности, в процессе циклонной плавки меди предпочтительно, чтобы концентрация кислорода в реакционном газе составляла 40 об.% - 90 об.%; скорость завихренного потока на входе в плавильную печь 4 составляла 220 м/с - 300 м/с; расход потока реакционного газа, подаваемого вспомогательным кислородным каналом, составлял 10 Нм³/час - 200 Нм³/час; и расход потока топлива, подаваемого вспомогательным топливным каналом 107, составлял 10 Нм³/час - 100 Нм³/час. Такие численные диапазоны обеспечивают удовлетворительное протекание реакции, дополнительно улучшая таким образом плавильный эффект. Конечно же, при условии, что гарантируется нормальная плавильная реакция, вышеупомянутые параметры могут иметь другие числовые значения, и поэтому не определяются в настоящем варианте осуществления.

[0068] Структура каждой части описывается в настоящем описании прогрессивным способом, и при этом акцент делается на иллюстрации ее отличия от существующей структуры. Целые и частичные структуры устройства для циклонной плавки меди могут быть получены путем комбинирования структур нескольких частей, как описано выше.

[0069] Вышеприведенное описание раскрытых вариантов осуществления позволяет специалистам в данной области техники понять или использовать настоящее изобретение. Различные модификации этих вариантов осуществления будут очевидны для специалистов в данной области техники, и общие принципы, определенные в настоящем документе, могут быть воплощены в других вариантах осуществления без отхода от сущности или объема настоящего изобретения. Следовательно, настоящее изобретение не ограничивается этими вариантами осуществления, показанными в настоящем документе, но должно обладать самой широкой областью охвата, согласующейся с принципами и новыми признаками, раскрытыми в настоящем документе.

Изобретение относится к способу циклонной плавки меди. Флюс смешивают с высушенным порошком медного концентрата с последующей подачей в сопло и в реакционную башню внутри плавильной печи через канал для подачи материала. Завихренный поток реакционного газа, который был подвергнут высокоскоростному расширению с помощью канала Вентури, вступает в контактную реакцию со смешанным материалом внутри реакционной башни. При этом происходит разделение образовавшегося расплава на слой осадка, который выпадает в осадительный резервуар плавильной печи, и слой продукта, представляющего собой купферштейн. Концентрация кислорода в реакционном газе составляет от 40 до 90 об.%, а скорость завихренного потока реакционного газа, входящего в плавильную печь, составляет 220-300 м/с. Реакционный газ и/или топливо в реакционной башне пополняют через вспомогательный кислородный канал и вспомогательный топливный канал сопла. Расход потока реакционного газа составляет 10-200 Нм³/час, а расход потока топлива составляет 10-100 Нм³/час. Способ улучшает плавильный эффект сульфида меди. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ циклонной плавки меди, содержащий смешивание высушенных порошков медного концентрата с флюсом в определенной пропорции для формирования смешанного материала, входящего в канал для подачи материала сопла и далее поступающего в реакционную башню внутри плавильной печи через канал для подачи материала, формирование под действием завихрителя сопла завихренного потока реакционного газа, входящего в канал для завихренного газа сопла, проходящего через канал Вентури сопла с направлением каналом для завихренного газа, и наконец входящего в реакционную башню, подвергание этого завихренного потока реакционного газа, который был подвергнут высокоскоростному расширению с помощью канала Вентури, контактной реакции со смешанным материалом внутри реакционной башни, разделение образовавшегося в результате контактной реакции расплава, который выпадает в осадительный резервуар плавильной печи, на слой осадка и слой продукта, причем слой продукта представляет собой слой купферштейна, причем концентрация кислорода в реакционном газе составляет от 40 до 90 об.%, а скорость завихренного потока реакционного газа, входящего в плавильную печь, составляет 220-300 м/с, и осуществляют пополнение реакционного газа и/или топлива в реакционной башне через вспомогательный кислородный канал и вспомогательный топливный канал сопла, при этом расход потока реакционного газа, вводимого вспомогательным кислородным каналом, составляет 10-200 Нм³/ч, а расход потока топлива, вводимого вспомогательным топливным каналом, составляет 10-100 Нм³/ч.

2. Способ по п. 1, в котором транспортировка смешанного материала к соплу дополнительно содержит подачу смешанного материала в сопло с использованием трубопровода, причем смешанный материал сначала поступает в питающее устройство псевдоожижения сопла для его псевдоожижения, а затем поступает в канал для подачи материала.

3. Способ циклонной плавки меди, включающий смешивание порошков купферштейна с флюсом в определенной пропорции для формирования смешанного материала, входящего в канал для подачи материала сопла, и далее поступающий в реакционную башню внутри плавильной печи через канал для подачи материала, формирование под действием завихрителя сопла завихренного потока реакционного газа, входящего в канал для завихренного газа сопла, проходящего через канал Вентури сопла с направлением каналом для завихренного газа, и наконец входящего в реакционную башню, подвергание этого завихренного потока реакционного газа, который был подвергнут высокоскоростному расширению с помощью канала Вентури, контактной реакции со смешанным материалом внутри реакционной башни, разделение образовавшегося в результате контактной реакции расплава, который выпадает в осадительный резервуар плавильной печи, на слой осадка и слой продукта, причем слой продукта представляет собой слой черновой меди, причем концентрация кислорода в реакционном газе составляет от 40 до 90 об.%, а скорость завихренного потока реакционного газа, входящего в плавильную печь, составляет 220-300 м/с, и осуществляют пополнение реакционного газа и/или топлива в реакционной башне через вспомогательный кислородный канал и вспомогательный топливный канал сопла, при этом расход потока реакционного газа, вводимого вспомогательным кислородным каналом, составляет 10-200 Нм³/ч, а расход потока топлива, вводимого вспомогательным топливным каналом, составляет 10-100 Нм³/ч.

4. Способ по п. 3, в котором транспортировка смешанного материала к соплу дополнительно содержит подачу смешанного материала в сопло с использованием трубопровода, причем смешанный материал сначала поступает в питающее устройство псевдоожижения сопла для его псевдоожижения, а затем поступает в канал для подачи материала.