CN104870668A - 用于在悬浮熔炼炉中制备锍或粗金属的方法和悬浮熔炼炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于在悬浮熔炼炉例如闪速熔炼炉或闪速吹炼炉中制备锍例如铜锍或镍锍或者粗金属例如泡铜的方法。本发明还涉及悬浮熔炼炉例如闪速熔炼炉或闪速吹炼炉。该悬浮熔炼炉包含反应塔(5)、与反应塔(5)的下端连通的沉降器(8)和上风道(13)。沉降器(8)从沉降器(8)中反应塔(5)下方用于氧化悬浮物(6)的沉淀区(7)在两个相对方向上延伸，使得沉降器(8)包含沉淀区(7)的第一侧上的第一沉降器部分(18)和沉淀区(7)的相对的第二侧上的第二沉降器部分。
Description
发明领域
本发明涉及如在独立权利要求1的前序部分中限定的用于在悬浮熔炼炉例如闪速熔炼炉或闪速吹炼炉中制备锍例如铜锍或镍锍或者粗金属例如泡铜的方法，其中该方法包括如下步骤：通过精矿燃烧器将含有金属的硫化物原料、造渣剂和含氧反应气体供给到悬浮熔炼炉的反应塔中以在反应塔中形成氧化悬浮物射流，在与反应塔的下端连通的沉降器的沉淀区中接收该氧化悬浮物射流，其中该沉降器具有内部空间，在该沉降器的内部空间中形成锍或粗金属层和在该锍或粗金属层上的炉渣层，经由上风道从悬浮熔炼炉导出工艺气体，其中该上风道具有与沉降器连通的下端，经过第一排放口从沉降器中的炉渣层排出炉渣，并且经过第二排放口从沉降器中的锍或粗金属层排出锍或粗金属，其中第一排放口布置在高于第二排放口的水平面的竖直方向上。
本发明还涉及如独立权利要求20的前序部分中限定的悬浮熔炼炉例如闪速熔炼炉或闪速吹炼炉，其中该悬浮熔炼炉包含反应塔，该反应塔装有精矿燃烧器，用于将含有金属的硫化物材料、造渣剂和含氧反应气体供给到反应塔中以在反应塔中形成氧化悬浮物射流；与该反应塔下端连通的沉降器，其中该沉降器包含内部空间并且其中在反应塔的下端下方沉降器的内部空间中形成用于氧化悬浮物射流的沉淀区并且其中配置该沉降器来在沉淀区接收来自反应塔的氧化悬浮物并且在沉降器的内部空间中形成锍或粗金属层和在该锍或粗金属层上的炉渣层；用于经由上风道从悬浮熔炼炉导出工艺气体的上风道，其中上风道具有与沉降器连通的下端；用于从沉降器的内部空间中的炉渣层排出炉渣的第一排放口，和用于从沉降器的内部空间中的锍或粗金属层排出锍或粗金属的第二排放口，其中第一排放口布置在高于第二排放口的水平面的竖直方向上。
在该上下文中锍意指例如铜锍或镍锍。
在该上下文中粗金属意指例如泡铜。
在该上下文中悬浮熔炼炉意指例如用于制备锍例如铜锍或镍锍的闪速熔炼炉，或用于加工铜锍以制备泡铜的闪速吹炼炉。
悬浮熔炼炉中已知的一个问题是在炉渣层中形成磁铁矿(Fe3O4)，这增加了炉渣的粘度。通过沉降到炉渣层以下的锍或粗金属层中，这种增加的粘度减缓了含有在悬浮熔炼工艺中待回收的金属并且包含在炉渣层中的颗粒的分离。例如在用于熔炼硫化物铜精矿的悬浮熔炼工艺中，铜将在沉降器中形成的炉渣层中，以氧化铜(Cu2O)形式与氧结合并且以二硫化铜(Cu2S)形式与硫结合。出于工艺经济原因，需要从炉渣层排出的炉渣中的铜含量尽可能低。这特别关注氧化铜，因为在悬浮熔炼工艺后的炉渣浮选工艺中氧化铜的回收不好。
在各种出版物中呈现了对于这个已知问题的不同解决方案。
US 5,662,730呈现了一种解决方案，在铜的闪速熔炼方法中，其中将含碳材料装到闪速熔炼炉的反应塔中，该含碳材料的晶粒尺寸低于100um并且处于65％或更多的比例，并且该含碳材料的晶粒尺寸为从44到100μm并且处于25％或更多的比例，并且该含碳材料具有80％或更多的固定碳含量。可以防止Fe3O4在炉渣中的过量形成和过量还原。
US 5,912,401呈现了铜的火法冶金熔炼方法，经过矿石-精矿燃烧器将铜矿石和辅助燃料例如含碳材料吹到反应塔中。在改进的铜的火法冶金熔炼中，使用含碳材料来还原炉渣中包含的Fe3O4。本发明提供了改进的方法，该方法用于甚至在要减少辅助燃料的降低量的情况下还原Fe3O4。将含碳材料吹入其中氧分压低的反应塔的下部中。
WO 00/70104涉及一种方法，由此通过将尺寸为从1－25mm的冶金焦炭装入炉中来降低在悬浮熔炼炉中有色金属例如铜或镍的制备中产生的炉渣的有色金属含量。隔板可位于从炉的顶部向下，通过该隔板防止含有铜和镍的小颗粒移动到炉的后部并且与炉渣一起被排出。该隔板迫使小颗粒沉降在炉的还原区中。
US 6,436,169呈现了操作铜熔炼炉的方法，其中向含有氧化－还原数为3+的Fe的铜熔炼炉渣和中间层中的Fe3O4添加含有大于80wt.％的比重为3.0－8.0并且颗粒直径为0.3－15mm的金属铁的含铁物质，由此使Fe3O4脱氧成FeO，该方法减少了炉渣层内的Fe3O4和炉渣层与锍层之间的中间层中产生的Fe3O4。从而降低了它们的粘度并且增加了分离速率，因此增加了有用金属的产率，并且消除了起源于中间层的问题。
发明目的
本发明的一个目的是提供用于在悬浮熔炼炉中例如在闪速熔炼炉中或在闪速吹炼炉中制备锍或粗金属的方法，该方法提供通过该方法待回收的金属在炉渣层中的降低含量。
本发明的另一个目的是提供悬浮熔炼炉例如闪速熔炼炉或闪速吹炼炉，该悬浮熔炼炉提供待回收的金属在炉渣层中的降低含量。
发明简述
本发明的用于在悬浮熔炼炉中例如在闪速熔炼炉中或在闪速吹炼炉中制备锍或粗金属的方法以独立权利要求1的限定为特征。
在从属权利要求2－19中限定了该方法的优选实施方案。
本发明的悬浮熔炼炉例如闪速熔炼炉或闪速吹炼炉相应地以独立权利要求20的限定为特征。
在从属权利要求21－38中限定了悬浮熔炼炉的优选实施方案。
该方法基于使用具有沉降器的悬浮熔炼炉，该沉降器从反应塔下方用于氧化悬浮物射流的沉淀区在两个方向上延伸，使得该沉降器包含1)沉降器中的第一沉降器部分，其中氧含量和温度低于沉降器的另一部分和2)通过沉降器的所述另一个部分形成的第二沉降器部分。
相应地，悬浮熔炼炉具有沉降器，该沉降器从反应塔下方用于氧化悬浮物射流的沉淀区在两个方向上延伸，使得该沉降器包含1)沉降器中的第一沉降器部分，其中氧含量和温度低于沉降器的另一部分，和2)通过沉降器的所述另一个部分形成的第二沉降器部分。
由于在第二沉降器部分中从反应塔流向上风道的工艺气体流，氧含量在第一沉降器部分中比在第二沉降器部分中低。这种工艺气体流包含氧，该氧源自例如通过精矿燃烧器供给到反应塔中的反应气体和源自悬浮熔炼炉的沉降器的结构中的空气泄露。这种氧例如氧化工艺气体中的颗粒和粉尘并且氧化颗粒将落在沉降器中的熔体上并且增加至少炉渣层的氧化水平。另外，粘附于上风道内壁的氧化粉尘和粉尘将时常从上风道的内壁脱离并且下落到熔体表面上并且增加至少炉渣层的氧化水平。在反应塔中细颗粒将比大颗粒更多被氧化。这些细颗粒将进一步沉降在沉淀区与上风道之间的炉渣区。这种现象将增加接近上风道的炉渣中的氧含量。
另外，由于在第二沉降器部分中从反应塔流向上风道的热工艺气体流，温度在第一沉降器部分中比在第二沉降器部分中低。第一沉降器部分中的这种较低温度将导致第一沉降器部分中氧化铜(Cu2O)和硫化铜(Cu2S)较少的量。
可认为第一沉降器部分形成沉降器的还原分区并且可认为第二沉降器部分形成沉降器的氧化分区。
因为氧含量在第一沉降器部分中比在第二沉降器部分中低，所以与在第二沉降器部分中的炉渣中相比,在低温下更少的磁铁矿(Fe3O4)将在第一沉降器部分中的炉渣中形成。在第一沉降器部分中的炉渣层部分中的较少磁铁矿意味着在第一沉降器部分中的炉渣层部分的粘度将是低的并且意味着锍或粗金属液滴因此可较容易地在第一沉降器部分中的炉渣层部分中向下流动至该炉渣层下方的锍或粗金属层。
第一沉降器部分将具有与炉渣相平衡的较低硫化铜(Cu2S)和氧化铜(Cu2O)和较低粘度，这将导致炉渣中较少的铜。第二沉降器部分具有较高的氧势，这增加锍级别。出于这些原因，从悬浮熔炼炉的第一沉降器部分排放炉渣，并且从悬浮熔炼炉的第二沉降器部分排放锍。
在传统的悬浮熔炼炉中，例如在芬兰专利22694中公开的悬浮熔炼炉中，较接近反应塔的沉降器壁的端部磨损很多，这是由于靠近反应塔是沉降器最热的部分。在根据本发明的悬浮熔炼炉中，沉降器的端壁位于离沉降器的这个最热部分一定距离并且因此磨损将不是问题。
在本发明的实施方案中，用于从沉降器排出锍的第二排放口位于第二沉降器端部中的上风道端。这个实施方案具有的优点在于该第二排放口将位于这样的区域，在该区域中氧化性的或氧化的材料落到炉渣层上，并且因而锍级别将变得更高。这个实施方案具有的另一个优点在于与沿着沉降器壁排放相比锍级别浮动将更小。这个实施方案具有的又一个优点在于沉降器底部的锍积累将较少。
在本发明的一个实施方案中，反应塔与上风道之间的距离小于10m，优选小于4m。这样的布置的一个优点在于沉降器的上风道端中即第二沉降器部分中的积累趋势较小，因为热反应塔气体将不会如同传统悬浮熔炼炉中(例如在芬兰专利22694中公开的悬浮熔炼炉中)那样在长的沉降器中冷却。
附图说明
下面将通过参考附图更详细地描述本发明，其中
图1是根据第一实施方案的悬浮熔炼炉的图示。
图2是根据第二实施方案的悬浮熔炼炉的图示。
图3是根据第三实施方案的悬浮熔炼炉的图示。
图4是根据第四实施方案的悬浮熔炼炉的图示。
图5是根据第五实施方案的悬浮熔炼炉的图示。
图6是根据第六实施方案的悬浮熔炼炉的图示。
图7是根据第七实施方案的悬浮熔炼炉的图示。
图8是根据第八实施方案的悬浮熔炼炉的图示。
图9是根据第九实施方案的悬浮熔炼炉的图示。
图10是根据第十实施方案的悬浮熔炼炉的图示。
发明详述
附图显示了适合用于实施该方法的各种实施方案和悬浮熔炼炉的各种实施方案的各种悬浮熔炼炉的实例。
首先将更详细地描述用于在悬浮熔炼炉例如闪速熔炼炉或闪速吹炼炉中制备锍或粗金属的方法和该方法的优选实施方案以及该方法的变体。
该方法包括通过精矿燃烧器4将含有金属的硫化物原料1、造渣剂2和含氧反应气体3供给到悬浮熔炼炉的反应塔5中以在反应塔5中形成氧化悬浮物射流6。
在悬浮熔炼炉是闪速熔炼炉的情况下，含有金属的硫化物原料1例如可为硫化物有色金属精矿例如硫化物铜精矿或硫化物镍精矿。
在悬浮熔炼炉是闪速吹炼炉的情况下，含有金属的硫化物原料1例如可为由在闪速熔炼炉中进行的闪速熔炼工艺获得的铜锍。
造渣剂可包含二氧化硅和/或含钙材料，例如石灰或石灰石。
含氧反应气体3例如可为空气或富氧空气。
该方法还包含在与反应塔5的下端(没有用附图标记标出)连通的沉降器8的沉淀区7中接收氧化悬浮物射流6的步骤。沉降器8具有由壁结构(没有用附图标记标出)、底部结构(没有用附图标记标出)和顶部结构(没有用附图标记标出)限制的内部空间9。沉降器8具有在沉降器8一端的第一端壁结构27和在沉降器8的相对端的第二端壁结构28。
该方法还包括在沉降器8中形成锍或粗金属层10和该锍或粗金属层10上的炉渣层11的步骤。在悬浮熔炼炉是闪速熔炼炉的情况下，在沉降器8中形成锍层10，并且在悬浮熔炼炉是闪速吹炼炉的情况下，在沉降器8中形成粗金属层10。
该方法还包括经由上风道13从悬浮熔炼炉导出在悬浮熔炼炉中的悬浮熔炼工艺中产生的工艺气体12的步骤，其中上风道13具有与沉降器8连通的下端。
该方法还包括经过第一排放口15从沉降器8中的炉渣层11排出炉渣14的第一排出步骤。
该方法还包括经过第二排放口17从沉降器8中的锍或粗金属层10排出锍或粗金属16的第二排出步骤，其中第一排放口15布置在高于第二排放口17的水平面的竖直方向上。
该方法包括向该方法提供悬浮熔炼炉，该悬浮熔炼炉具有从沉降器8中反应塔5下方用于氧化悬浮物射流6的沉淀区7在两个相对方向上延伸的沉降器8，使得沉降器8包含沉淀区7的第一侧上的第一沉降器部分18和沉淀区7的相对的第二侧上的第二沉降器部分19，并且使得上风道13的下端经由第二沉降器部分19与沉降器8的内部空间9连通。
通过经过布置在第一沉降器部分18中的第一排放口15从沉降器8中的炉渣层11排出炉渣14，来进行从沉降器8中的炉渣层11排出炉渣14的第一排出步骤。
通过经过在第二沉降器部分19中布置的第二排放口17从锍或粗金属层11排出锍或粗金属16，来进行从沉降器8中的锍或粗金属层10排出锍或粗金属16的第二排出步骤。
该方法可包含用于给第一沉降器部分18装备分隔板20的装备步骤，该分隔板20用于防止在悬浮熔炼炉中产生的氧化粉尘进入第一沉降器部分18的至少一个分区，使得分隔板20从第一沉降器部分18的顶部向下延伸进入第一沉降器部分18中。图2至5和7和8显示了悬浮熔炼炉，其中第一沉降器部分18装有这样的分隔板20。如图2至5和7和8所示，这样的分隔板20的位置可如图3、5和7所示靠近反应塔5，或者如图2、4和8所示更靠近第一沉降器部分18的中部。如果该方法包括这样的装备步骤，那么该方法还包括通过分隔板20迫使来自炉渣层11的炉渣在第一沉降器部分18中向下。
该方法可包含给第一沉降器部分18装备还原剂供给装置21的装备步骤，该还原剂供给装置21用于将还原剂供给到锍或粗金属层10和炉渣层11中的至少一层中。图4至8显示了悬浮熔炼炉，其中第一沉降器部分18装有这样的还原剂供给装置21。如果该方法包括这样的装备步骤，那么该方法还包括通过还原剂供给装置21以固体和/或气体(例如天然气)的形式将还原剂供给到锍或粗金属层10和炉渣层11中的至少一层中。
该方法可包括给第一沉降器部分18装备燃烧器22的装备步骤，该燃烧器22用于在第一沉降器部分18的至少一个分区中产生还原性气氛。图7和8显示了悬浮熔炼炉，其中第一沉降器部分18装有这样的燃烧器22。如果该方法包括这样的装备步骤，那么该方法还包括例如通过在用燃烧器22进行的燃烧工艺中消耗第一沉降器部分18中存在的氧来使用燃烧器22用于在第一沉降器部分18的至少一个分区中产生还原性气氛。
该方法优选但不必要包括如图所示在沉降器8的整个内部空间9上方形成在水平维度上延伸的通过精矿燃烧器4供给的含有金属的硫化物原料1、造渣剂2和含氧反应气体3中的至少一种的锍或粗金属层10，和在沉降器8的整个内部空间9上方形成在水平维度上延伸的通过精矿燃烧器4供给的含有金属的硫化物原料1、造渣剂2和含氧反应气体3中的至少一种的炉渣层11。
该方法优选但不必包括向该方法提供悬浮熔炼炉，该悬浮熔炼炉具有在反应塔5与上风道13之间小于10m、优选小于4m的距离。如果反应塔5和上风道13以彼此相对靠近的这种方式布位，那么附着于上风道13的内壁的粉尘将从靠近反应塔5的上风道13下落并且这样的优点在于因为靠近反应塔5熔体的温度高，粉尘将较好地混合到熔体中。
该方法优选但不必包括向该方法提供悬浮熔炼炉，其中沉降器8的内部空间9与反应塔5的下端在沉降器8的一个位置处连通，与沉降器8的端部之一相比沉降器8的该位置更靠近沉降器8的中部。这提供大的第一沉降器部分18和大的第二沉降器部分19两者。附图显示了悬浮熔炼炉，其中反应塔5位于沉降器8的中部。
该方法优选但不必包括向该方法提供具有沉降器8的悬浮熔炼炉，该沉降器8具有狭长构造，如图所示。
该方法优选但不必如图所示包括向该方法提供悬浮熔炼炉，该悬浮熔炼炉具有第一沉降器部分18，该第一沉降器部分18具有在沉淀区7的第一近端(没有用附图标记标出)和在第一沉降器部分18的相对端的第一远端(没有用附图标记标出)，该第一远端也是沉降器8的第一端壁结构27，并且具有布置在第一沉降器部分18的第一远端的用于从沉降器8排出炉渣14的第一排放口15。
该方法优选但不必如图所示包括向该方法提供悬浮熔炼炉，第二沉降器部分19具有在沉淀区7的第二近端(没有用附图标记标出)和在第二沉降器部分19的相对端的第二远端(没有用附图标记标出)，该第二远端也是沉降器8的第二端壁结构28，并且具有布置在第二沉降器部分19的第二远端的用于从沉降器8排出粗金属锍的第二排放口17。
如图9所示，该方法可包括提供步骤，用于向该方法提供悬浮熔炼炉，该悬浮熔炼炉装有另外的反应塔23，该另外的反应塔23具有与第一沉降器部分18的第一内部空间(没有用附图标记标出)连通的下端，其中该另外的反应塔装有另外的精矿燃烧器24，用于将含有金属的硫化物原料1、造渣剂2和含氧反应气体3供给到该另外的反应塔23中以在该另外的反应塔23中形成另外的氧化悬浮物射流25。如果该方法包括这样的提供步骤，那么该方法包括通过该另外的精矿燃烧器24而不是用精矿燃烧器4供给含有金属的硫化物原料1、造渣剂2和含氧反应气体3的进料，因而所述进料包含的氧系数(进料的总氧含量)比通过精矿燃烧器4供给到反应塔5中的相应进料的氧系数小。进入该另外的反应塔23中的这样的进料将降低第一沉降器部分18的第一内部空间中炉渣的温度，导致较低的锍级别并且因此降低炉渣中的氧势，这意味着与炉渣相平衡的较低Cu2S和Cu2O。炉渣的较低磁铁矿含量将降低炉渣粘度。锍或粗金属的液滴因此可较容易地在第一沉降器部分18的第一内部空间中的炉渣层部分中向下流动到该炉渣层下方的锍或粗金属层。
如图10所示，该方法可包括提供步骤，用于向该方法提供悬浮熔炼炉，该悬浮熔炼炉具有反应塔5，该反应塔5除了精矿燃烧器4以外还装有另外的精矿燃烧器24，用于将含有金属的硫化物材料1、造渣剂2和含氧反应气体3供给到反应塔5中以在反应塔5中形成另外的氧化悬浮物射流25。如果该方法包括这样的提供步骤，那么该方法包括通过该另外的精矿燃烧器24而不是用精矿燃烧器4供给含有金属的硫化物原料1、造渣剂2和含氧反应气体3的进料，因而所述进料包含的氧系数(进料的总氧含量)比通过精矿燃烧器4供给到反应塔5中的相应进料的氧系数小。如果该方法包括这样的提供步骤，那么该方法优选但不必在与反应塔5连通的沉降器8的内部空间9的另外的沉淀区26中接收该另外的氧化悬浮物射流25，与第二沉降器部分19相比，更靠近第一沉降器部分18形成该另外的沉淀区。进入反应塔5中的这样的进料将降低流动到第一沉降器部分18的第一内部空间中的炉渣的温度，导致较低的锍级别并且因此降低炉渣中的氧势，这意味着与炉渣相平衡的较低Cu2S和Cu2O。炉渣的较低磁铁矿含量还将降低炉渣粘度。锍或粗金属的液滴因此可较容易地在第一沉降器部分18的第一内部空间中的炉渣层部分中向下流动到该炉渣层下方的锍或粗金属层。
该方法优选但不必包括通过抽吸经由上风道13从悬浮熔炼炉导出工艺气体12。
该方法可包括向该方法提供悬浮熔炼炉，该悬浮熔炼炉具有布置在沉降器8的第一端壁结构27中的第一排放口15。
该方法可包括向该方法提供悬浮熔炼炉，该悬浮熔炼炉具有布置在沉降器8的第二端壁结构28中的第二排放口17。
该方法可包括向该方法提供悬浮熔炼炉，该悬浮熔炼炉具有沉降器8，沉降器8装有底部结构29，底部结构29例如以倾斜和/或弯曲的方式朝向第二排放口16向下倾斜。
该方法可包括向该方法提供悬浮熔炼炉，该悬浮熔炼炉具有沉降器8，沉降器8装有底部结构29，底部结构29在沉降器8的第一端壁结构27与沉降器8的第二端壁结构28之间例如以倾斜和/或弯曲的方式朝向第二排放口16向下倾斜。
该方法可包括向该方法提供悬浮熔炼炉，该悬浮熔炼炉具有沉降器8，沉降器8装有底部结构29，底部结构29从沉降器8的第一壁结构27到沉降器8的第二端壁结构28例如以倾斜和/或弯曲的方式朝向第二排放口(16)向下倾斜。
接下来将更详细地描述悬浮熔炼炉例如闪速熔炼炉或闪速吹炼炉和该悬浮熔炼炉的优选实施方案以及该悬浮熔炼炉的变体。
该悬浮熔炼炉包含反应塔5，该反应塔5装有精矿燃烧器4，用于将含有金属的硫化物原料1、造渣剂2和含氧反应气体3供给到反应塔5中以在反应塔5中形成氧化悬浮物射流6。
在悬浮熔炼炉是闪速熔炼炉的情况下，含有金属的硫化物原料1例如可为硫化物有色金属精矿例如硫化物铜精矿。
在悬浮熔炼炉是闪速吹炼炉的情况下，含有金属的硫化物原料1例如可为由在闪速熔炼炉中进行的闪速熔炼工艺获得的铜锍。
造渣剂可包含二氧化硅和/或含钙材料，例如石灰或石灰石。
含氧反应气体3例如可为空气或富氧空气。
该悬浮熔炼炉还包含与反应塔5的下端连通的沉降器8。该沉降器8包含内部空间9和在沉降器8一端的第一端壁结构27和在沉降器8的相对端的第二端壁结构28。在反应塔5的下端下方的沉降器8的内部空间9中形成用于氧化悬浮物射流6的沉淀区7。配置沉降器8来在沉淀区7接收来自反应塔5的氧化悬浮物6并且在沉降器8的内部空间9中形成锍或粗金属层10和该锍或粗金属层10上的炉渣层11。
该悬浮熔炼炉还包含用于经由上风道13从悬浮熔炼炉导出工艺气体12的上风道13。上风道13具有与沉降器8连通的下端。
该悬浮熔炼炉还包含用于从沉降器8的内部空间9中的炉渣层11排出炉渣14的第一排放口15。
该悬浮熔炼炉还包含用于从沉降器8的内部空间9中的锍或粗金属层10排出锍或粗金属16的第二排放口17。
用于从沉降器8的内部空间9中的炉渣层11排出炉渣14的第一排放口15布置在高于用于从沉降器8的内部空间9中的锍或粗金属层10排出锍或粗金属16的第二排放口17的水平面的竖直方向上。
沉降器8从沉降器8中反应塔5下方用于氧化悬浮物射流6的沉淀区7在两个相对方向上延伸，使得沉降器8包含沉淀区7的第一侧上的第一沉降区部分18和沉淀区7的相对第二侧上的第二沉降器部分19。
用于从沉降器8中的炉渣层11排出炉渣14的第一排放口15布置在第一沉降器部分18中。
用于从沉降器8中的锍或粗金属层10排出锍或粗金属16的第二排放口17布置在第二沉降器部分19中。
上风道13的下端经由第二沉降器部分19与沉降器8的内部空间9连通。
如图2至5和7和8所示，第一沉降器部分18可装有用于防止氧化粉尘进入第一沉降器部分18的至少一个分区的分隔板20。该分隔板20从第一沉降器部分18的顶部向下延伸到第一沉降器部分18中，通过分隔板20迫使来自炉渣层11的炉渣在沉降器8中向下。
如图4至8所示，该第一沉降器部分18可装有还原剂供给装置21，用于将还原剂供给到锍或粗金属层10和炉渣层11中的至少一层中。
如图7和8所示，该第一沉降器部分18可装有燃烧器22，用于在第一沉降器部分18的至少一个分区中产生还原性气氛。燃烧器22的目的是通过在用燃烧器22进行的燃烧工艺中消耗第一沉降器部分18中存在的氧来在第一沉降器部分18的至少一个分区中产生还原性气氛。
在悬浮熔炼炉中，优选但不必将由通过精矿燃烧器4供给的含有金属的硫化物原料1、造渣剂2和含氧反应气体3中的至少一种形成的锍或粗金属层10配置成在沉降器8的整个内部空间9上方的水平维度上延伸，并且优选但不必将由通过精矿燃烧器4供给的含有金属的硫化物原料1、造渣剂2和含氧反应气体3中的至少一种形成的炉渣层11配置成在沉降器8的整个内部空间9上方的水平维度上延伸。
在悬浮熔炼炉中，反应塔5与上风道13之间的距离优选但不必小于10m，优选小于5m。
在悬浮熔炼炉中，沉降器8的内部空间9优选但不必与反应塔5的下端在沉降器8的一个位置处连通，与沉降器8的端部之一相比沉降器8的该位置更靠近沉降器8的中部。
悬浮熔炼炉的沉降器8优选但不必具有狭长构造。
第一沉降器部分18优选但不必具有在沉淀区7的第一近端和在第一沉降器部分18的相对端的第一远端，该第一远端还是沉降器8的第一端壁结构27，并且用于从沉降器8排出炉渣14的第一排放口15优选但不必布置在第一沉降器部分18的这样的第一远端。
第二沉降器部分19优选但不必具有沉淀区7的第二近端和第二沉降器部分19的相对端的第二远端，该第二远端还是沉降器8的第二端壁结构28，并且用于从沉降器8排出粗金属锍的第二排放口17优选但不必布置在第二沉降器部分19的第二远端。
如图9所示，该悬浮熔炼炉可具有与第一沉降器部分18连通的下端的另外的反应塔23。该另外的反应塔23装有另外的精矿燃烧器24，用于将含有金属的硫化物原料1、造渣剂2和含氧反应气体3供给到该另外的反应塔23中以在该另外的反应塔23中形成另外的氧化悬浮物射流25。
如图10所示，该悬浮熔炼炉的反应塔5除了精矿燃烧器以外还装有另外的精矿燃烧器24，用于将含有金属的硫化物材料1、造渣剂2和含氧反应气体3供给到反应塔5中以在反应塔5中形成另外的氧化悬浮物射流25。如果该悬浮熔炼炉的反应塔5装有这样的另外的精矿燃烧器24，那么沉降器8优选但不必包含用于该另外的氧化悬浮物射流25的另外的沉淀区，使得与第二沉降器部分19相比，更靠近第一沉降器部分18形成该另外的沉淀区。
该悬浮熔炼炉优选但不必装有通过抽吸从悬浮熔炼炉导出工艺气体12的抽吸装置。
第一排放口15可布置在沉降器8的第一端壁结构27中。
第二排放口17可布置在沉降器8的第二端壁结构28中。
沉降器8可装有底部结构29，该底部结构29例如以倾斜和/或弯曲的方式朝向第二排放口16向下倾斜。
沉降器8可装有底部结构29，该底部结构29在沉降器8的第一端壁结构27和沉降器8的第二端壁结构28之间例如以倾斜和/或弯曲的方式朝向第二排放口16向下倾斜。
沉降器8可装有底部结构29，该底部结构29从沉降器8的第一壁结构27到沉降器8的第二端壁结构28例如以倾斜和/或弯曲的方式朝向第二排放口16向下倾斜。
本领域技术人员清楚，随着技术进步，可以以各种方式实施本发明的基本思想。本发明及其实施方案因此不限于上述实施例，而它们可在权利要求的范围内变化。
Claims (38)
1.用于在悬浮熔炼炉例如闪速熔炼炉或闪速吹炼炉中制备锍例如铜锍或镍锍或者粗金属例如泡铜的方法，该方法包括如下步骤：
通过精矿燃烧器(4)将含有金属的硫化物原料(1)、造渣剂(2)和含氧反应气体(3)供给到悬浮熔炼炉的反应塔(5)中以在反应塔(5)中形成氧化悬浮物射流(6)，
在与反应塔(5)的下端连通的沉降器(8)的沉淀区(7)中接收该氧化悬浮物射流(6)，其中该沉降器(8)具有内部空间(9)和在沉降器(8)一端的第一端壁结构(27)和在沉降器(8)的相对端的第二端壁结构(28)，
在该沉降器(8)的内部空间(9)中形成锍或粗金属层(10)和该锍或粗金属层(10)上的炉渣层(11)，
经由上风道(13)从悬浮熔炼炉导出工艺气体(12)，其中该上风道(13)具有与沉降器(8)连通的下端，
经过第一排放口(15)从沉降器(8)中的炉渣层(11)排出炉渣(14)，并且
经过第二排放口(17)从沉降器(8)中的锍或粗金属层(10)排出锍或粗金属(16)，其中第一排放口(15)布置在高于第二排放口(17)的水平面的竖直方向上，
其特征在于：
向该方法提供悬浮熔炼炉，该悬浮熔炼炉具有从沉降器(8)中反应塔(5)下方的用于氧化悬浮物射流(6)的沉淀区(7)在两个相对方向上延伸的沉降器(8)，使得该沉降器(8)包含沉淀区(7)的第一侧上的第一沉降器部分(18)和沉淀区(7)相对的第二侧上的第二沉降器部分，并且上风道(13)的下端经由第二沉降器部分与沉降器(8)连通，
经过布置在第一沉降器部分(18)中的第一排放口(15)从沉降器(8)中的炉渣层(11)排出炉渣(14)，
经过布置在第二沉降器部分中的第二排放口(17)从沉降器(8)中的锍或粗金属层(10)排出锍或粗金属(16)。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于：
给第一沉降器部分(18)装备分隔板(20)，用于防止在悬浮熔炼炉中产生的氧化粉尘进入第一沉降器部分(18)的至少一个分区中，使得分隔板(20)从第一沉降器部分(18)的顶部向下延伸到第一沉降器部分(18)中，并且
通过分隔板(20)迫使来自炉渣层(11)的炉渣在第一沉降器部分(18)中向下。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于：
给第一沉降器部分(18)装备还原剂供给装置(21)，用于将还原剂供给到锍或粗金属层(10)和炉渣层(11)中的至少一层中，并且
通过还原剂供给装置(21)将还原剂供给到锍或粗金属层(10)和炉渣层(11)中的至少一层中。
4.根据权利要求1至3中任一项的方法，其特征在于：
给第一沉降器部分(18)装备燃烧器(22)，用于在第一沉降器部分(18)的至少一个分区中产生还原性气氛，并且
使用燃烧器(22)用于在第一沉降器部分(18)的至少一个分区中产生还原性气氛。
5.根据权利要求1至4中任一项的方法，其特征在于：
在沉降器(8)的整个内部空间(9)上方形成在水平维度上延伸的通过精矿燃烧器(4)供给的含有金属的硫化物原料(1)、造渣剂(2)和含氧反应气体(3)中的至少一种的锍或粗金属层(10)，并且
在沉降器(8)的整个内部空间(9)上方形成在水平维度上延伸的通过精矿燃烧器(4)供给的含有金属的硫化物原料(1)、造渣剂(2)和含氧反应气体(3)中的至少一种的炉渣层(11)。
6.根据权利要求1至5中任一项的方法，其特征在于：向该方法提供悬浮熔炼炉，该悬浮熔炼炉具有在反应塔(5)与上风道(13)之间小于10m、优选小于4m的距离。
7.根据权利要求1至6中任一项的方法，其特征在于：向该方法提供悬浮熔炼炉，其中沉降器(8)的内部空间(9)与反应塔(5)的下端在沉降器(8)的一个位置处连通，与沉降器(8)的端部之一相比沉降器(8)的该位置更靠近沉降器(8)的中部。
8.根据权利要求1至7中任一项的方法，其特征在于：向该方法提供具有沉降器(8)的悬浮熔炼炉，该沉降器(8)具有狭长构造。
9.根据权利要求1至8中任一项的方法，其特征在于：
向该方法提供悬浮熔炼炉，该悬浮熔炼炉具有第一沉降器部分(18)，该第一沉降器部分(18)具有在沉淀区(7)的第一近端和在第一沉降器部分(18)相对端的第一远端，该第一远端也是沉降器(8)的第一端壁结构(27)，并且具有布置在第一沉降器部分(18)的第一远端的用于从沉降器(8)排出炉渣(14)的第一排放口(15)。
10.根据权利要求1至9中任一项的方法，其特征在于：
向该方法提供悬浮熔炼炉，第二沉降器部分具有在沉淀区(7)的第二近端和在第二沉降器部分(18)相对端的第二远端，该第二远端也是沉降器(8)的第二端壁结构(28)，并且具有布置在第二沉降器部分的第二远端的用于从沉降器(8)排出粗金属锍的第二排放口(17)。
11.根据权利要求1至10中任一项的方法，其特征在于：
向该方法提供悬浮熔炼炉，该悬浮熔炼炉装有另外的反应塔(23)，该另外的反应塔(23)具有与第一沉降器部分(18)的第一内部空间连通的下端，其中该另外的反应塔(23)装有另外的精矿燃烧器(24)，用于将含有金属的硫化物原料(1)、造渣剂(2)和含氧反应气体(3)供给到该另外的反应塔(23)中以在该另外的反应塔(23)中形成另外的氧化悬浮物射流(25)，并且
通过该另外的精矿燃烧器(24)将含有金属的硫化物原料(1)、造渣剂(2)和含氧反应气体(3)的进料供给到该另外的反应塔(23)中，该进料包含的氧系数比通过精矿燃烧器(4)供给到反应塔(5)中的相应进料的氧系数小。
12.根据权利要求1至11中任一项的方法，其特征在于：
向该方法提供悬浮熔炼炉，该悬浮熔炼炉具有反应塔(5)，该反应塔(5)除了精矿燃烧器(4)以外还装有另外的精矿燃烧器(24)，用于将含有金属的硫化物原料(1)、造渣剂(2)和含氧反应气体(3)供给到反应塔(5)中以在反应塔(5)中形成另外的氧化悬浮物射流(25)，并且
通过该另外的精矿燃烧器(24)将含有金属的硫化物原料(1)、造渣剂(2)和含氧反应气体(3)的进料供给到反应塔(5)中，该进料包含的氧系数比通过精矿燃烧器(4)供给到反应塔(5)中的相应进料的氧系数小。
13.根据权利要求12的方法，其特征在于：
在与反应塔(5)连通的沉降器(8)的内部空间(9)的另外的沉淀区中接收该另外的氧化悬浮物射流(25)，与第二沉降器部分相比，更靠近第一沉降器部分(18)形成该另外的沉淀区。
14.根据权利要求1至13中任一项的方法，其特征在于：
通过抽吸经由上风道(13)从悬浮熔炼炉导出工艺气体(12)。
15.根据权利要求1至14中任一项的方法，其特征在于：向该方法提供悬浮熔炼炉，该悬浮熔炼炉具有布置在沉降器(8)的第一端壁结构(27)中的第一排放口(15)。
16.根据权利要求1至15中任一项的方法，其特征在于：向该方法提供悬浮熔炼炉，该悬浮熔炼炉具有布置在沉降器(8)的第二端壁结构(28)中的第二排放口(17)。
17.根据权利要求1至16中任一项的方法，其特征在于：向该方法提供具有沉降器(8)的悬浮熔炼炉，该沉降器(8)装有底部结构(29)，该底部结构(29)朝向第二排放口(16)向下倾斜。
18.根据权利要求1至17中任一项的方法，其特征在于：向该方法提供具有沉降器(8)的悬浮熔炼炉，该沉降器(8)装有底部结构(29)，该底部结构(29)在沉降器(8)的第一端壁结构(27)和沉降器(8)的第二端壁结构(28)之间朝向第二排放口(16)向下倾斜。
19.根据权利要求1至18中任一项的方法，其特征在于：向该方法提供具有沉降器(8)的悬浮熔炼炉，该沉降器(8)装有底部结构(29)，该底部结构(29)从沉降器(8)的第一壁结构(27)到沉降器(8)的第二端壁结构(28)朝向第二排放口(16)向下倾斜。
20.悬浮熔炼炉例如闪速熔炼炉或闪速吹炼炉，包含：
装有精矿燃烧器(4)的反应塔(5)，该精矿燃烧器(4)用于将含有金属的硫化物原料(1)、造渣剂(2)和含氧反应气体(3)供给到反应塔(5)中以在反应塔(5)中形成氧化悬浮物射流(6)，
与反应塔(5)的下端连通的沉降器(8)，
其中沉降器(8)包含内部空间(9)和在沉降器(8)一端的第一端壁结构(27)和在沉降器(8)相对端的第二端壁结构(28)，并且其中在反应塔(5)的下端下方的沉降器(8)的内部空间(9)中形成用于氧化悬浮物射流(6)的沉淀区(7)且其中配置沉降器(8)来在沉淀区(7)接收来自反应塔(5)的氧化悬浮物(6)和在沉降器(8)的内部空间(9)中形成锍或粗金属层(10)和该锍或粗金属层(10)上的炉渣层(11)，
用于经由上风道(13)从悬浮熔炼炉导出工艺气体(12)的上风道(13)，其中上风道(13)具有与沉降器(8)连通的下端，
用于从沉降器(8)的内部空间(9)中的炉渣层(11)排出炉渣(14)的第一排放口(15)，和
用于从沉降器(8)的内部空间(9)中的锍或粗金属层(10)排出锍或粗金属(16)的第二排放口(17)，其中第一排放口(15)布置在高于第二排放口(17)的水平面的竖直方向上，
其特征在于：
沉降器(8)从沉降器(8)中反应塔(5)下方用于氧化悬浮物射流(6)的沉淀区(7)在两个相对方向上延伸，使得沉降器(8)包含沉淀区(7)的第一侧上的第一沉降器部分(18)和沉淀区(7)相对的第二侧上的第二沉降器部分，
用于从沉降器(8)中的炉渣层(11)排出炉渣(14)的第一排放口(15)布置在第一沉降器部分(18)中，
用于从沉降器(8)中的锍或粗金属层(10)排出锍或粗金属(16)的第二排放口(17)布置在第二沉降器部分中，并且
上风道(13)的下端经由第二沉降器部分与沉降器(8)连通。
21.根据权利要求20的悬浮熔炼炉，其特征在于：第一沉降器部分(18)装有分隔板(20)，用于防止氧化粉尘进入第一沉降器部分(18)的至少一个分区中，其中分隔板(20)从第一沉降器部分(18)的顶部向下延伸到第一沉降器部分(18)中。
22.根据权利要求20或21的悬浮熔炼炉，其特征在于：第一沉降器部分(18)装有还原剂供给装置(21)，用于将还原剂供给到锍或粗金属层(10)和炉渣层(11)中的至少一层中。
23.根据权利要求20至22中任一项的悬浮熔炼炉，其特征在于：第一沉降器部分(18)装有燃烧器(22)，用于在第一沉降器部分(18)的至少一个分区中产生还原性气氛。
24.根据权利要求20至23中任一项的悬浮熔炼炉，其特征在于：
在沉降器(8)的整个内部空间(9)上方在水平维度上延伸的由通过精矿燃烧器(4)供给的含有金属的硫化物原料(1)、造渣剂(2)和含氧反应气体(3)中的至少一种形成的锍或粗金属层(10)，和
在沉降器(8)的整个内部空间(9)上方在水平维度上延伸的由通过精矿燃烧器(4)供给的含有金属的硫化物原料(1)、造渣剂(2)和含氧反应气体(3)中的至少一种形成的炉渣层(11)。
25.根据权利要求20至24中任一项的悬浮熔炼炉，其特征在于：在反应塔(5)与上风道(13)之间的距离小于10m、优选小于4m。
26.根据权利要求20至25中任一项的悬浮熔炼炉，其特征在于：沉降器(8)的内部空间(9)与反应塔(5)的下端在沉降器(8)一个位置处连通，与沉降器(8)的端部之一相比沉降器(8)的该位置更靠近沉降器(8)的中部。
27.根据权利要求20至26中任一项的悬浮熔炼炉，其特征在于：沉降器(8)具有狭长构造。
28.根据权利要求20至27中任一项的悬浮熔炼炉，其特征在于：该第一沉降器部分(18)具有在沉淀区(7)的第一近端和在第一沉降器部分(18)相对端的第一远端，该第一远端也是沉降器(8)的第一端壁结构(27)，并且
用于从沉降器(8)排出炉渣(14)的第一排放口(15)布置在第一沉降器部分(18)的第一远端。
29.根据权利要求20至28中任一项的悬浮熔炼炉，其特征在于：该第二沉降器部分(19)具有在沉淀区(7)的第二近端和在第二沉降器部分(19)相对端的第二远端，该第二远端也是沉降器(8)的第二端壁结构(28)，并且
用于从沉降器(8)排出粗金属锍的第二排放口(17)布置在第二沉降器部分的第二远端。
30.根据权利要求20至29中任一项的悬浮熔炼炉，其特征在于：
另外的反应塔(23)具有与第一沉降器部分(18)连通的下端，并且
该另外的反应塔(23)装有另外的精矿燃烧器(24)，用于将含有金属的硫化物原料(1)、造渣剂(2)和含氧反应气体(3)供给到该另外的反应塔(23)中以在该另外的反应塔(23)中形成另外的氧化悬浮物射流(25)。
31.根据权利要求20至30中任一项的悬浮熔炼炉，其特征在于：
该反应塔(5)除了精矿燃烧器(4)以外还装有另外的精矿燃烧器(24)，用于将含有金属的硫化物原料(1)、造渣剂(2)和含氧反应气体(3)供给到反应塔(5)中以在反应塔(5)中形成另外的氧化悬浮物射流(25)。
32.根据权利要求31的悬浮熔炼炉，其特征在于：
沉降器(8)包含用于另外的氧化悬浮物射流(25)的另外的沉淀区，并且
与第二沉降器部分相比，更靠近第一沉降器部分(18)形成该另外的沉淀区。
33.根据权利要求20至32中任一项的悬浮熔炼炉，其特征在于：通过抽吸从悬浮熔炼炉导出工艺气体(12)的抽吸装置。
34.根据权利要求20至33中任一项的悬浮熔炼炉，其特征在于：第一排放口(15)布置在沉降器(8)的第一端壁结构(27)中。
35.根据权利要求20至34中任一项的悬浮熔炼炉，其特征在于：第二排放口(17)布置在沉降器(8)的第二端壁结构(28)中。
36.根据权利要求20至35中任一项的悬浮熔炼炉，其特征在于：该沉降器(8)装有底部结构(29)，该底部结构(29)朝向第二排放口(16)向下倾斜。
37.根据权利要求20至36中任一项的悬浮熔炼炉，其特征在于：该沉降器(8)装有底部结构(29)，该底部结构(29)在沉降器(8)的第一端壁结构(27)和沉降器(8)的第二端壁结构(28)之间朝向第二排放口(16)向下倾斜。
38.根据权利要求20至37中任一项的悬浮熔炼炉，其特征在于：该沉降器(8)装有底部结构(29)，该底部结构(29)从沉降器(8)的第一壁结构(27)到沉降器(8)的第二端壁结构(28)朝向第二排放口(16)向下倾斜。
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