本發(fā)明涉及一種尾礦熔爐，尤其是一種雙筒結(jié)構(gòu)的蓄熱式尾礦熔爐，特別適用于各種金屬及非金屬礦石火法熔融冶煉及工業(yè)垃圾低成本無害化處理領域。

背景技術(shù)：

在采礦、選礦過程中，目前技術(shù)還很難做到‘吃干榨凈’，或多或少留有尾礦殘渣，很多礦區(qū)多年來堆積的尾礦殘渣數(shù)量驚人，并且其中含有多種有毒的選礦藥劑，一個個巨型的污染源，存在著多種安全隱患；威脅著人們的生產(chǎn)、生活安全。然而尾礦殘渣并不是一無是處，其中所蘊含著巨大的有用的金屬或非金屬材料，只是從經(jīng)濟效益方面分析得不償失而已；比如煤矸石，據(jù)統(tǒng)計目前全國各個煤礦產(chǎn)區(qū)煤矸石的堆積量已經(jīng)超過200億噸，占用耕地堆積、自燃等弊病令企業(yè)和周邊居民束手無策；再比如鐵、鋁尾礦壩，揚塵、污染地下水源等等，因其品位較低，企業(yè)一味追求經(jīng)濟效益而被囤積置放。

在這種大的背景環(huán)境下，各企業(yè)也積極想辦法為尾礦殘渣尋找處理方法，但因為處理成本較高且很難徹底處理干凈，從而挫傷了企業(yè)的積極性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對上述問題，提出一種雙筒結(jié)構(gòu)的蓄熱式尾礦熔爐，目的是能夠高收益、徹底、無害化處理尾礦殘渣，并且提取出其中有效成分，其余殘留物進而一步加工成微晶玻璃或纖維保溫材料，整個過程全物理化處理方式，并且采用蓄熱式加熱方式，能耗較低，從而為尾礦殘渣的高效益、徹底、無害化處理開拓出一條新思路。

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采取了以下的技術(shù)方案：一種雙筒結(jié)構(gòu)的蓄熱式尾礦熔爐，包括依次豎直并列的兩個圓形燃燒筒、雙燃燒筒下部聯(lián)通的積液池、雙燃燒筒上部安裝的兩個旋流式蓄熱燃燒器、以及四通換向閥、點火燒嘴等附件；在積液池的底部和側(cè)壁留有兩個放液孔，燃燒筒的外壁依次是保溫層、隔熱層，最外圍是整個裝置的鋼結(jié)構(gòu)殼體。

所述的燃燒筒具備一定的厚度，其材料為剛玉質(zhì)的耐高溫、耐沖刷材料，保證在惡劣的工作環(huán)境中具有較長的使用壽命。

所述的積液池與燃燒筒下部連接，具有一定容積，其作用是積蓄燃燒筒內(nèi)壁下流的高溫尾礦殘渣巖漿，積蓄后由于各種金屬液的比重較大，從而分層沉淀到底部，達到一定的量后從底部的金屬放液孔排出鑄錠；側(cè)壁的非金屬放液孔則是比重較輕的非金屬高溫巖漿放液孔，其作用是放出非金屬高溫巖漿，然后經(jīng)過高速離心機甩成無機纖維或做成微晶玻璃板。

所述的旋流式蓄熱燃燒器，為中空柱狀腔體，腔體四周圍繞圓心均布通風孔，通風孔的進出口與腔體內(nèi)壁形成30-65度角度，其作用是通過蓄熱體換熱后的熱空氣在進入腔體后高速旋轉(zhuǎn)，從而帶動粉狀尾礦殘渣在燃燒筒內(nèi)壁由于離心力的作用而沉積并充分燃燒、熔融，進而熔融巖漿順著燃燒筒內(nèi)壁下流并匯集進入積液池。

所述的旋流式蓄熱燃燒器，頂部安裝有點火燒嘴，其作用是提供熔融物料的熱源，在處理具有一定熱值的尾礦殘渣(如煤矸石)時，起到點火作用，如果尾礦殘渣本身的熱值達不到維持熔爐的正常工作溫度時，燃燒器開始工作，向熔爐內(nèi)注入燃料以維持爐溫。

所述的四通換向閥安裝在旋流式蓄熱燃燒器的尾部，通過放置蓄熱材料的蓄熱箱體與燃燒器相連，其作用是通過一定時間的換向動作，改變空氣、煙氣的流向，從而將煙氣中所含的熱量積蓄在蓄熱體內(nèi)，在下一個換向動作時再將蓄熱體內(nèi)的熱量置換出去，減少熱損失，降低生產(chǎn)成本。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點：連續(xù)、穩(wěn)定性的液態(tài)排渣，燃料消耗低并且排放污染物小，使用成本低，比如說在礦物纖維制造領域，現(xiàn)有熔融技術(shù)均采用傳統(tǒng)的沖天爐工藝，原材料采用鋼渣，燃料采用焦炭，下部鼓風，直燃直排，生產(chǎn)過程中黑煙滾滾，排煙溫度有時高達一千多度，污染嚴重浪費驚人，成本居高不下，采用本發(fā)明以后，原材料利用一千多大卡熱值的煤矸石，產(chǎn)品成本僅為沖天爐工藝的三分之一，污染物排放完全達標，煙氣排放溫度降至一百攝氏度左右；再比如鐵礦尾渣，因含鐵量達不到傳統(tǒng)冶煉的標準而被堆積，采用本發(fā)明后，鐵礦尾渣中所含的氧化鐵在爐內(nèi)高溫還原性氣氛下被直接冶煉為鐵液，剩余的比重較輕的非金屬高溫巖漿離心甩成礦物纖維，其產(chǎn)生的經(jīng)濟效益甚至超過了鐵液；再比如黃金尾礦，多年來黃金的開采、提取模式是化學堆浸法，利用劇毒的氰化鈉將黃金浸出后，剩余的劇毒尾礦堆積封存，采用本發(fā)明后，尾礦中所含的金、銀、銅等有色金屬以銅硫合金的形態(tài)排出，剩余的比重較輕的非金屬高溫巖漿離心甩成礦物纖維，煙氣經(jīng)過處理后達到標準排放，能耗是傳統(tǒng)火法冶煉的三分之一，不但處理了劇毒的黃金尾礦，而且還回收了有色金屬，制作了礦物纖維，產(chǎn)生了良好的社會和經(jīng)濟效益。

附圖說明

圖1為一種雙筒結(jié)構(gòu)的蓄熱式尾礦熔爐的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為一種雙筒結(jié)構(gòu)的蓄熱式尾礦熔爐的側(cè)視及剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為旋流式蓄熱燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為旋流式蓄熱燃燒器的俯視及剖視結(jié)構(gòu)示意圖

附圖標記說明：1-助燃空氣入口；2-點火燒嘴；3-原料入口；4-四通換向閥；5-旋流式蓄熱燃燒器；6-燃燒器腔體；7-燃燒器通風孔；8-排煙口；9-燃料入口；10-蓄熱體腔；11-金屬放液孔；12-非金屬放液孔；13-積液池；14-燃燒筒；15-保溫層；16-隔熱層；17-鋼結(jié)構(gòu)殼體。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明的內(nèi)容做進一步詳細說明。

實施例一：

請參閱圖一所示，一種雙筒結(jié)構(gòu)的蓄熱式尾礦熔爐，包括依次豎直并列的兩個圓形燃燒筒14、雙燃燒筒下部聯(lián)通的積液池13、雙燃燒筒14上部安裝的兩個旋流式蓄熱燃燒器5、以及四通換向閥4、點火燒嘴2等附件；在積液池13的底部和側(cè)壁留有金屬放液孔11和非金屬放液孔12，燃燒筒的外壁依次是保溫層15、隔熱層16，最外圍是整個裝置的鋼結(jié)構(gòu)殼體17。

所述的旋流式蓄熱燃燒器，頂部安裝有點火燒嘴2，其作用是提供熔融物料的熱源，在處理具有一定熱值的尾礦殘渣(如煤矸石)時，起到點火作用，如果尾礦殘渣本身的熱值達不到維持熔爐的正常工作溫度時，燃燒器開始工作，由燃料入口9向熔爐內(nèi)注入燃料以維持爐溫；粉狀原料由原料入口3用高壓空氣帶入燃燒筒14。

請參閱圖3所示，旋流式蓄熱燃燒器5內(nèi)部為中空柱狀燃燒器腔體6，腔體四周圍繞圓心均布燃燒器通風孔7，通風孔的進出口與腔體內(nèi)壁形成30-65度角度，其作用是通過蓄熱體換熱后的熱空氣在進入腔體后高速旋轉(zhuǎn)，從而帶動粉狀尾礦殘渣在燃燒筒14內(nèi)壁由于離心力的作用而沉積并充分燃燒、熔融，進而熔融巖漿順著燃燒筒14內(nèi)壁下流并匯集進入積液池13。

四通換向閥4安裝在旋流式蓄熱燃燒器5的尾部，通過放置蓄熱材料的蓄熱體腔與燃燒器相連，其作用是通過一定時間的換向動作，改變空氣、煙氣的流向，配合原料入口3的控制閥門開合，使得兩個旋流式蓄熱燃燒器替換工作，即四通換向閥換向時，一個燃燒器進原料并工作燃燒，另一個切斷原料進入并排煙；一定時間后，四通換向閥動作換向，變?yōu)樯弦粋€工序中進原料工作的開始排煙，而上一個工序中排煙的開始進原料并工作燃燒，周而復始循環(huán)，從而將煙氣中所含的熱量積蓄在蓄熱體內(nèi)，在下一個換向動作時再將蓄熱體內(nèi)的熱量置換出去，減少熱損失，空氣由助燃空氣入口1進入，帶走蓄熱體的熱量后進入燃燒筒，煙氣則由排煙口8排放出去。

以下簡述本實施例雙筒結(jié)構(gòu)的蓄熱式尾礦熔爐的工作過程：

一種適用于各種金屬及非金屬礦石火法熔融冶煉及工業(yè)垃圾低成本無害化處理領域的雙筒結(jié)構(gòu)的蓄熱式尾礦熔爐，粉狀原料給入量每小時1.5-2噸，總高度4米，外部橢圓狀，寬度3.2米，厚度2米，上部安裝兩個旋流式蓄熱燃燒器5，燃燒器腔體6四周圍繞圓心均布燃燒器通風孔7，通風孔的進出口與腔體內(nèi)壁錐度角a形成30度角度；在空載預熱時，常溫空氣由助燃空氣入口1進入四通換向閥4的一側(cè)通道，與這一側(cè)通道相連的燃燒器點火燒嘴2開始工作點火，同時燃料由這一側(cè)燃料入口9進入燃燒器腔體6開始燃燒預熱爐膛，與此同時，另一側(cè)的燃料關(guān)閉，產(chǎn)生的高溫煙氣進入另一側(cè)燃燒器和蓄熱腔體，被吸熱的低溫煙氣由四通換向閥4的另一側(cè)通道經(jīng)排煙口8排放出去；一定時間后，四通換向閥動作換向，變?yōu)樯弦粋€工序中工作燃燒的開始排煙蓄熱并關(guān)閉燃料，而上一個工序中排煙蓄熱的開始進入燃料和空氣并工作燃燒，開始迅速預熱爐膛；當爐膛溫度升至1400℃以上時，指令打開原料放料閥，粉狀鐵礦尾渣原料由原料入口3用高壓空氣帶入燃燒器腔體6，由于經(jīng)過蓄熱體腔10內(nèi)放置的蓄熱體放熱的空氣溫度高達1300℃以上，原料迅速熔融，并形成小的液態(tài)料滴，隨著通過燃燒器通風孔7的高溫旋轉(zhuǎn)氣流下降到一側(cè)的燃燒筒14內(nèi)，由于高速離心力的作用而粘附在燃燒筒的內(nèi)壁，在重力作用下流入積液池13匯集、沉淀分層，此時另一側(cè)的燃料、原料關(guān)閉，燃燒器執(zhí)行排煙任務并且積蓄熱量以待四通換向閥換向后工作。

隨著粉狀原料不斷熔融，巖漿積蓄到一定高度后，金屬液由于比重大而沉淀在積液池13底部，每隔一段時間由金屬放液孔11排出鑄錠，非金屬液比重較輕，源源不斷地由非金屬放液孔12排出，進而經(jīng)過高速離心機甩成無機纖維或做成微晶玻璃板。

實施例二：

請參閱圖4所示，燒器通風孔7的進出口與燃燒器腔體6內(nèi)壁錐度角a形成45度角度，原料變?yōu)榈蜔嶂档拿喉肥郏A熱爐膛溫度至800℃時，指令打開原料放料閥，粉狀煤矸石由進入燃燒器腔體6，由于經(jīng)過蓄熱體腔10內(nèi)放置的蓄熱體放熱的空氣溫度高達700℃以上，煤矸石粉迅速燃燒、熔融，由于高速離心力的作用而粘附在燃燒筒的內(nèi)壁并下流至積液池13匯集，由于煤矸石粉自身帶有熱值，所以只需要補充很少的燃料即可維持所需爐溫，形成的熔巖巖漿經(jīng)非金屬放液孔12排出，進而經(jīng)過高速離心機甩成無機纖維或做成微晶玻璃板。

本實施例處理其它尾礦殘渣方式與爐體結(jié)構(gòu)與實施例一相同，在此不再詳述。

上列詳細說明是針對本發(fā)明可行實施例的具體說明，該實施例并非用以限制本發(fā)明的專利范圍，凡未脫離本發(fā)明所為的等效實施或變更，均應包含于本案的專利范圍中。