CN204052915U - 冰铜或高冰镍的水淬装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种冰铜或高冰镍的水淬装置，该水淬装置包括：水淬池(1)；溜槽(2)，设置在水淬池(1)的侧壁上，用于向水淬池(1)中输送冰铜或高冰镍熔体；中间包(3)，设置在溜槽(2)的出口处，用于分散溜槽(2)中的冰铜或高冰镍熔体；冲制箱(4)，设置在中间包(3)的出口处，利用喷射出的高速水流将从中间包(3)流出的冰铜或高冰镍熔体击碎，击碎后形成的冰铜或高冰镍熔体颗粒落入到水淬池(1)中。本实用新型的冰铜或高冰镍的水淬装置自动化程度高，安全环保，极大地缩短了传统生产工序，且防护措施得当，可有效降低极端情况发生***时的危害。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种水淬装置，尤其涉及一种有色行业铜冶炼中冰铜水淬、镍铁冶炼中高冰镍水淬的工艺装置。
背景技术
目前，世界上铜冶炼技术主要有闪速熔炼、诺兰达、艾萨、奥斯麦特法等工艺。其中，闪速熔炼法由于充分利用粉状精矿的巨大表面积，大大降低了能耗，提高了硫的利用率，得到了迅速发展。闪速熔炼法的具体工艺过程可分为熔炼和吹炼两个阶段，其中都需要利用物料的巨大表面积。由此，为了达到闪速吹炼入炉物料粒度要求(70％≤0.047mm)，一般需要将闪速熔炼产出的熔融冰铜转化为固态砂状冰铜，再细磨成冰铜粉。
此外，近年来高冰镍的精炼逐渐采用湿法精炼工艺。湿法精炼工艺具有镍钴浸出率高、产出溶液纯净、净化除杂质负荷小、试剂循环使用消耗小、流程短、金属回收率高、成本低、环境保护好等诸多优点。而湿法精炼工艺也要求将高冰镍磨得很细(325目以上)，由此发展了高冰镍熔体直接水淬成细粒供粉磨工艺。
国内外陆续有不同方法的水淬生产线出现，以将冰铜、高冰镍直接水淬成细粒再供后期粉磨，但在冰铜、高冰镍的水淬过程中极易发生***事故。究其原因，主要是熔融冰铜、高冰镍的热焓大，导热快，水淬时熔体大量热迅速进入水中，使水急剧蒸发产生大量水蒸汽，并分解成可燃性气体氢和氧。同时，熔体中的铜的金属硫化物在高温熔融状态下与水反应(Cu2S+2H2O＝2Cu+2H2+SO2)亦生成大量的氢气和二氧化硫气体，而铁、镍、钴的金属硫化物则生成大量的硫化氢气体(MeS+H2O＝MeO+H2S)。这些易燃易爆的混合气体达到***极限时，遇到明火或一定的引爆能量就会立即发生***。
此外，水淬时产生的SO2、H2S等有害气体直接排放，对环境及人员的安全健康也都构成威胁。因此，传统的水淬工艺具有巨大的安全隐患。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种安全、高效，且自动化水平较高的冰铜或高冰镍的水淬装置。
为实现上述目的，本实用新型的一种冰铜或高冰镍的水淬装置的具体技术方案为：
一种冰铜或高冰镍的水淬装置，包括：水淬池；溜槽，设置在水淬池的侧壁上，用于向水淬池中输送冰铜或高冰镍熔体；中间包，设置在溜槽的出口处，用于分散溜槽中的冰铜或高冰镍熔体；冲制箱，设置在中间包的出口处，利用喷射出的高速水流将从中间包流出的冰铜或高冰镍熔体击碎，击碎后形成的冰铜或高冰镍熔体颗粒落入到水淬池中。
进一步，溜槽的出口处设置有用于减缓冰铜或高冰镍熔体流速的导流块，导流块的截面形状为三角形，且导流块的一个尖角朝向溜槽的入口。
进一步，中间包的上部入口腔室呈矩形，下部出口腔室呈锥形，且下部出口腔室的底部设置有分散板，分散板上形成有多个用于分散溜槽中的冰铜或高冰镍熔体的分散孔。
进一步，冲制箱通过循环水***与水淬池相连通，循环利用水淬池中的水。
进一步，水淬池的上部设置有用于收集水淬池中产生的气体的烟气收集装置，烟气收集装置与烟气处理装置相连。
进一步，水淬池的上部设置有可燃气体检测器，烟气收集装置上设置有轴流风机，可燃气体检测器与轴流风机联动控制，当水淬池中产生的可燃气体达到预设浓度后，启动轴流风机以降低可燃气体浓度。
进一步，水淬池中设置有斗式提升机，斗式提升机的一端位于水淬池的底部，另一端与中间料仓相连，用于将水淬池中的冰铜或高冰镍颗粒输送到中间料仓中。
进一步，中间料仓通过皮带运输机与干燥机相连，皮带运输机将中间料仓中的冰铜或高冰镍颗粒输送到干燥机中。
进一步，干燥机与分级机相连，分级机将干燥后的冰铜或高冰镍颗粒分级处理。
进一步，干燥机下部设置有集水槽，集水槽通过回水管与水淬池相连通，干燥机中产生的水通过集水槽、回水管流回水淬池。
本实用新型的冰铜或高冰镍的水淬装置的优点在于：
1)由于控制熔融金属流下形状、喷射水量、水压等参数合理，可有效水淬粒化冰铜、高冰镍至较小粒度；
2)由于水淬空间大，且采用轴流风机与可燃气体报警器的联锁控制，控制***自动化程度高，防护措施得当，可有效降低极端情况下发生***时产生的危害；
3)烟气治理选用较为成熟的烟气湿法处理装置，环保高效；
4)***可高效运行，自动化水平高，环保，寿命长。
附图说明
图1为本实用新型的冰铜或高冰镍的水淬装置的整体布置图；
图2为本实用新型的冰铜或高冰镍的水淬装置中的溜槽及中间包的结构示意图。
具体实施方式
为了更好的了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型的一种冰铜或高冰镍的水淬装置做进一步详细的描述。
如图1和图2所示，本实用新型的冰铜或高冰镍的水淬装置包括水淬池1，水淬池1的侧壁上设置有溜槽2，溜槽2用于向水淬池1中输送冰铜或高冰镍熔体。其中，溜槽2的出口处设置有中间包3，中间包3用于分散溜槽2中的冰铜或高冰镍熔体。此外，中间包3的出口处设置有冲制箱4，利用冲制箱4喷射出的高速水流可将从中间包3流出的冰铜或高冰镍熔体击碎，击碎后形成的冰铜或高冰镍熔体颗粒落入到水淬池1中。
进一步，水淬池1相比现有的水淬池深度更深，且水淬池1的上部具有一定的空间，以使气体有释放空间。此外，水淬池1的池壁可铺设有钢板，以有效抑制***的危害，同时也能够将极端情况下的大***变为小***。
进一步，溜槽2具有一定坡度，且溜槽2的出口处设置有导流块21。其中，如图2所示，导流块21的截面形状为三角形，且导流块21的一个尖角朝向溜槽2的入口，由此，通过在溜槽2中设置导流块21可有效减缓冰铜或高冰镍熔体的流速。
进一步，中间包3的上部入口腔室呈矩形，下部出口腔室呈锥形，且下部出口腔室的底部设置有分散板31。其中，如图2所示，分散板31上形成有多个用于分散溜槽2中的冰铜或高冰镍熔体的分散孔。由此，通过在溜槽2的出口处设置中间包3，一方面可以盛装溜槽2中的冰铜或高冰镍熔体，以控制水淬进度；另一方面还可以将溜槽2中的整股冰铜或高冰镍熔体分散为数股细小的冰铜或高冰镍熔体，不仅有助于提高水淬粒化效率，同时还可避免整股冰铜或高冰镍熔体直接涌入水淬池1中造成***。
进一步，冲制箱4设置在中间包3的下方，可通过喷射出的高速水流瞬时将从中间包3流出的数股细小的冰铜或高冰镍熔体冲击破碎。其中，冲制箱4的水流比(冲制箱4喷射出的水量与从中间包3流出的冰铜或高冰镍熔体的流量的比值)应在20以上，且水压应保证在0.4-0.7Mpa左右。此外，如图1所示，冲制箱4还可通过循环水***5与水淬池1相连通，以循环利用水淬池1中的水。
进一步，水淬池1的上部还设置有烟气收集装置6，烟气收集装置6可用于收集水淬池1中产生的气体。此外，烟气收集装置6还与烟气处理装置7相连，本实施例中，烟气处理装置7可选用烟气湿法处理装置，并根据实际情况选取石膏法、双碱法、氨酸法、钠盐循环法等。
进一步，水淬池1的上部还设置有可燃气体检测器8，可燃气体检测器8可以实时检测水淬池1中产生的可燃气体的浓度。此外，烟气收集装置6上设置有轴流风机9，轴流风机9与可燃气体检测器8联动控制，如当水淬池1中产生的可燃气体达到预设浓度后，轴流风机9便会自动启动，以降低可燃气体浓度。
进一步，水淬池1中设置有斗式提升机10，斗式提升机10的一端位于水淬池1的底部，另一端与中间料仓11相连，用于将水淬池1中的冰铜或高冰镍颗粒输送到中间料仓11中。其中，斗式提升机10上的料斗的底部应设置具有滤水功能的筛网。此外，由于水淬池1里的水中酸性物质会不断富集，斗式提升机10的材料应选用不锈钢材质，以延长其使用寿命。
进一步，中间料仓11通过皮带运输机12与干燥机13相连，皮带运输机12用于将中间料仓11中的冰铜或高冰镍颗粒输送到干燥机13中。其中，干燥机13可通过热风机提供热量，而干燥机13内的热风则可通过烟气收集装置6引出，以进一步通过烟气处理装置7处理后排出。此外，干燥机13的下部设置有集水槽15，集水槽15通过回水管16与水淬池1相连通，干燥机13中产生的水通过集水槽15、回水管16流回水淬池1。
进一步，干燥机13与分级机14相连，分级机14可将干燥后的冰铜或高冰镍颗粒分级处理。其中，分级机14可为滚筒筛。分级机14分出的成品物料则可通过其他输送装置输出或直接进入打包机打包。
此外，本实用新型中的全部装置可完全采用PLC控制***进行控制，且控制柜远离现场设置，由此，可避免或缩短操作人员处于危险场所内的操作时间。
下面结合图1和图2对本实用新型中的冰铜或高冰镍的水淬装置的运行过程进行简要说明：
1)熔融的冰铜或高冰镍熔体由钢包倾倒入溜槽2，冰铜或高冰镍熔体在溜槽2的出口处通过导流块21减缓流速，以缓慢地汇聚于中间包3的下部出口腔室中，并经过中间包3底部的分散板31分散成数个细小的流股从中间包3中流出。
2)从中间包3中流出的数个细小的流股被冲制箱4喷出的高速水流打散，然后落入水淬池1中，进而凝固为粒度细小的冰铜或高冰镍颗粒。
3)冰铜或高冰镍颗粒落到水淬池1的底部，被斗式提升机10提起，并输送到中间料斗11中，接着中间料斗11中的冰铜或高冰镍颗粒通过皮带运输机12进入到干燥机13中进行干燥处理，干燥后的冰铜或高冰镍颗粒通过分级机14按要求分级，分级后的冰铜或高冰镍颗粒通过其他运输工具运出。
其中，水淬池1内产生的气体和干燥机13中的热风统一由烟气收集装置6收集，并输送至烟气处理装置7，经烟气处理装置7处理后外排。此外，水淬过程中产生的H2、H2S、SO2等易燃、易爆气体的浓度可通过可燃气体检测器8实时监控，当浓度达到预设范围时，则自动启动轴流风机9，以降低易燃、易爆气体浓度，自动排除***隐患。
本实用新型的冰铜或高冰镍的水淬装置自动化程度高，安全环保，极大地缩短了传统生产工序，且防护措施得当，可有效降低极端情况发生***时的危害。
以上借助具体实施例对本实用新型做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本实用新型的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本实用新型所保护的范围。
Claims (10)
1.一种冰铜或高冰镍的水淬装置，其特征在于，包括：
水淬池(1)；
溜槽(2)，设置在水淬池(1)的侧壁上，用于向水淬池(1)中输送冰铜或高冰镍熔体；
中间包(3)，设置在溜槽(2)的出口处，用于分散溜槽(2)中的冰铜或高冰镍熔体；
冲制箱(4)，设置在中间包(3)的出口处，利用喷射出的高速水流将从中间包(3)流出的冰铜或高冰镍熔体击碎，击碎后形成的冰铜或高冰镍熔体颗粒落入到水淬池(1)中。
2.根据权利要求1所述的冰铜或高冰镍的水淬装置，其特征在于，溜槽(2)的出口处设置有用于减缓冰铜或高冰镍熔体流速的导流块(21)，导流块(21)的截面形状为三角形，且导流块(21)的一个尖角朝向溜槽(2)的入口。
3.根据权利要求1所述的冰铜或高冰镍的水淬装置，其特征在于，中间包(3)的上部入口腔室呈矩形，下部出口腔室呈锥形，且下部出口腔室的底部设置有分散板(31)，分散板(31)上形成有多个用于分散溜槽(2)中的冰铜或高冰镍熔体的分散孔。
4.根据权利要求1所述的冰铜或高冰镍的水淬装置，其特征在于，冲制箱(4)通过循环水***(5)与水淬池(1)相连通，循环利用水淬池(1)中的水。
5.根据权利要求1所述的冰铜或高冰镍的水淬装置，其特征在于，水淬池(1)的上部设置有用于收集水淬池(1)中产生的气体的烟气收集装置(6)，烟气收集装置(6)与烟气处理装置(7)相连。
6.根据权利要求5所述的冰铜或高冰镍的水淬装置，其特征在于，水淬池(1)的上部设置有可燃气体检测器(8)，烟气收集装置(6)上设置有轴流风机(9)，可燃气体检测器(8)与轴流风机(9)联动控制，当水淬池(1)中产生的可燃气体达到预设浓度后，启动轴流风机(9)以降低可燃气体浓度。
7.根据权利要求1所述的冰铜或高冰镍的水淬装置，其特征在于，水淬池(1)中设置有斗式提升机(10)，斗式提升机(10)的一端位于水淬池(1)的底部，另一端与中间料仓(11)相连，用于将水淬池(1)中的冰铜或高冰镍颗粒输送到中间料仓(11)中。
8.根据权利要求7所述的冰铜或高冰镍的水淬装置，其特征在于，中间料仓(11)通过皮带运输机(12)与干燥机(13)相连，皮带运输机(12)将中间料仓(11)中的冰铜或高冰镍颗粒输送到干燥机(13)中。
9.根据权利要求8所述的冰铜或高冰镍的水淬装置，其特征在于，干燥机(13)与分级机(14)相连，分级机(14)将干燥后的冰铜或高冰镍颗粒分级处理。
10.根据权利要求8所述的冰铜或高冰镍的水淬装置，其特征在于，干燥机(13)下部设置有集水槽(15)，集水槽(15)通过回水管(16)与水淬池(1)相连通，干燥机(13)中产生的水通过集水槽(15)、回水管(16)流回水淬池(1)。
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