一种冶金渣粒化及振动流化装置系统及方法

技术领域

本发明属于冶金渣余热回收领域，具体涉及一种冶金渣粒化及振动流化装置系统及方法。

背景技术

在火法冶金生产中，大量高温熔渣的产生是不可避免的。火法冶金熔渣的温度通常达到约1300~1600℃，每吨熔渣含有大约2000×10

目前，熔渣显热回收技术仍处于探索和发展阶段，应用范围相对较窄。现有技术主要包括转杯法、滚筒法、风淬法和罐式热焖法等，但这些方法存在诸多问题，如能源消耗高、设备复杂、热回收效率低等。转杯法生产效率高，未来技术发展潜力大，然而转杯法产生的熔渣颗粒存在冷却不足，容易产生二次重熔，而且离心粒化过程中渣粒易与水冷壁粘结。粘结后的渣粒流动性差，难以满足后续余热回收的技术需求。

因此，为解决上述问题，本领域技术人员急需一种高效、低能耗且能满足尾渣质量要求的冶金熔融渣显热回收技术。因此，提出了一种冶金渣粒化及振动流化装置系统及方法，旨在克服现有技术的局限性，实现熔渣制备无粘结颗粒，可为后续有效回收利用颗粒显热提供技术基础，为冶金行业的可持续发展做出贡献。

发明内容

针对现存技术存在得问题，本发明提出一种冶金渣粒化及振动流化装置系统及方法，可以解决目前冶金渣颗粒粘连、附加值低的技术难题。本发明的技术方案如下：

本发明提供一种一种冶金渣粒化及振动流化装置系统及方法，主要包括粒化系统、收集系统、负载系统、振动输送系统和气力输送系统；

其中，粒化系统位于中心位置，包括粒化器、传动轴、驱动电机、水冷保护罩等；收集系统包括渣粒顶板、渣粒竖挡板、雾化喷嘴、换热管束等；负载系统包括一次负载板、二次负载板、三次负载板、分离板、分离筛等；振动输送系统包括振动床、振动电机、振动筛网、振动收集仓等；气力输送系统包括物料输送管、送料电机、提升送料口等。

所述粒化系统位于收集系统中心位置，收集系统与负载系统、振动输送系统顺次连接。

本发明的技术方案如下：

(1) 高温液态冶金渣破碎：

高温冶金熔渣，经渣槽输送到旋转的粒化器中，液态冶金渣被甩出并飞离粒化器，在空气中冷却凝结为冶金渣颗粒；粒化器底部设置有传动轴，传动轴与驱动电机相连，靠电机带动旋转；电机外侧设置有水冷保护罩；

(2) 渣粒收集：

破碎后的渣粒，在其表面飞行过程中与空气换热，并经过雾化喷嘴喷出的水蒸气进行进一步冷却凝固；初步冷却且表面凝固的渣粒撞击到渣粒竖挡板并滑落进入负载系统；

(3) 渣粒负载：

渣粒依次经过负载系统的一次负载板、二次负载板、三次负载板，与负载板上的矿粉粘结并逐渐增大；粘结矿粉后的渣粒进入分离板后落入振动床；雾化水经过分离筛网口落下，收集后重新进入步骤(2)的雾化喷嘴喷出；

(4) 渣粒振动输送：

凝固并粘结矿粉的固态渣颗粒落入振动床，并经过振动筛网将表面未能有效粘结的矿粉筛下；振动床两侧设置有偏心振动电机，底部设置有收集矿粉的振动收集仓；

(5) 矿粉气力输送：

筛下的矿粉经过物料输送管从提升送料口不断重新送入一次负载板、二次负载板、三次负载板上；同时新补入的矿粉也从提升送料口不断一起送入；重新重复进入步骤(3)、(4)。

所述步骤(1)中粒化器是旋转件，形状为杯状、碗状、桶状等，转速为500-1500r/min，材质为耐高温不锈钢；

所述步骤(1)中传动轴为耐高温不锈钢材质，其与粒化器通过键槽连接；

所述步骤(2)中雾化喷嘴为水蒸气雾化喷嘴，固定于渣粒顶板上，数量至少为8个，且雾化喷嘴分为上雾化喷嘴和下雾化喷嘴两种，上雾化喷嘴雾化角度为60-120°，下雾化喷嘴雾化角度为30-90°；

所述步骤(3)中一次负载板、二次负载板、三次负载板均为钢板，

所述步骤(2)、(3)中渣粒竖挡板、一次负载板、二次负载板、三次负载板均设有冷却壁，冷却壁由钢板和槽钢固定密封而成，钢板和槽钢之间形成的空间构成冷却水道；

所述步骤(2)、(3)中渣粒顶板、渣粒竖挡板、一次负载板、二次负载板、三次负载板通过焊接顺次连接；

所述步骤(3)中的矿粉可为铁矿粉、铜精矿粉等冶金工业常见矿粉原料，粒度小于0.2mm。

本发明的有益效果：

（1）本发明有效改善了冶金熔渣在干法粒化中由于表面冷却不足造成的颗粒间易粘结从而结块的问题，降低了表面温度，从而提高了固体渣颗粒的流动性能；

（2）通过本发明排出的冶金渣颗粒由于表面粘结了具有多种有价金属的矿粉，经冷却后可作为反应的催化剂材料，极大地提高了产品的附加值。

附图说明

图1为一种冶金渣粒化及振动流化装置系统及方法流程图；

图2为一种冶金渣粒化及振动流化装置系统图；

图3为雾化喷嘴布置示意图。

其中，

1粒化系统，1-1粒化器，1-2传动轴，1-3驱动电机，1-4水冷保护罩；

2收集系统，2-1渣粒顶板，2-2下雾化喷嘴，2-3上雾化喷嘴，2-4渣粒竖挡板；

3-负载系统，3-1一次负载板，3-2二次负载板，3-3三次负载板，3-4分离板，3-5分离筛；

4振动输送系统，4-1振动床，4-2振动电机，4-3振动筛网，4-4振动收集仓；

5气力输送系统，5-1物料输送管，5-2送料电机，5-3提升送料口。