[实用新型]带等离子炬加热系统的尾矿熔融炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种工业炉，更具体说是一种节能环保安全，能可靠处理矿山选矿尾矿的带等离子炬加热系统的尾矿熔融炉。

背景技术

钢铁和有色金属等的冶炼行业是我国经济和社会发展的支柱产业。冶炼业的快速发展带动矿石开采和选矿行业也形成了较大的生产能力。与此同时，也逐渐出现了选矿尾矿和工业冶炼废渣等的堆存占用大量土地的严重问题。目前我国各类矿山尾矿库的累积堆存量已超过80亿吨，而且每年还要新增6亿吨。尾矿中含有许多有用的物质（潜在价值超过1500亿元），对其不能加以利用造成对资源的浪费。尾矿中也含有许多有害元素，如不采取有效措施，尾矿库的存在会造成环境污染。更有甚者，尾矿库还会因暴雨、山洪等自然因素引起垮塌灾害，形成重大安全隐患。多年来，冶炼和矿山行业为治理尾矿库，特别是为消除尾矿中重金属污染的危害，进行了探索并取得一些成绩；但也碰到许多困难和问题。目前矿山尾矿的资源利用率很低（约为7%），而且在已有的治理措施中，还缺乏理想的技术路径和设备。

许多矿企采用各种湿法或磁选工艺对尾矿进行再次处理，以回收其中的有用及贵金属元素，虽充分利用了资源，但尾矿减量不多且湿法工艺复杂并仍然有污染，大量堆存占用土地和威胁环境的问题依然存在。

有的矿企将尾矿再选后的残余料与粘土混合，经焙烧制成砖或将尾矿残余料送去掺烧水泥。这些方法虽能使尾矿减量并对消除重金属污染有效果，但由于国家限制用粘土制砖；同时尾矿残余料理化指标和化学成分不稳定，用于掺烧水泥时需加强均化和工艺控制，以及需要周围有作为配套的水泥厂；这些都对上述方法的推广形成了限制。

有的矿企用传统“矿热炉”（或鼓风炉）对尾矿进行熔融处理，虽能回收有用金属并使炉渣无害化和用作建材；但由于传统“矿热炉”自身结构缺陷，耗电多，有“电老虎”之称。又因为它基本是半密闭炉，产生的炉气（含有部分一氧化碳）不仅未得到收集利用，反而对环境造成污染。目前对矿山选矿尾矿库的治理已成为一个很大的环保难题。开发新型的处理设备和方法并能实现以下目标已刻不容缓。 

第一、 要能充分回收尾矿中的有用物质；

第二、 要能使处理过的尾矿切实消除重金属的污染隐患，成为安全的建材原料；

第三、 要能最大限度地利用处理过的无害尾矿，做到有效减量化和实现消灭尾矿渣库的目标，节省宝贵的土地资源和保证矿山环境安全；

带等离子炬加热系统的尾矿熔融炉是一种新型的工业炉设备，能实现安全环保地处理尾矿的综合目标，能促进尾矿处理流程的改进和创新，也是解决尾矿处理这一环保难题的实用新型成果，可推进环保技术的进步。

等离子炬（也称等离子体发生器或电弧气体加热器）是让大量工作气体通过电弧区，利用电弧的能量加热气体，形成高温和高热密度等离子体射流（火炬气体温度可高达5500度以上），因此，等离子体炬具有可作为工业炉高强度热源的优势，且操作简便。

国内外都曾将等离子炬用于航天飞行器外壳材料测试，以及用于金属切割和锅炉点火。国外还在一些金属冶炼及固体废弃物（城市生活垃圾、工业垃圾和医疗、电子等有害废弃物、污水污泥等）处理中使用了等离子技术，并取得了较好效果。该技术在工业领域的应用还在拓展。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术而提供一种带等离子炬加热系统的新型尾矿熔融炉。这种新型尾矿熔融炉可做到节能环保安全地处理矿山选矿尾矿，为尾矿处理和矿山环境治理领域的首创。

为了实现本实用新型的目的，提出一种带等离子炬加热系统的尾矿熔融炉，所述尾矿熔融炉包括尾矿熔融炉体1，尾矿熔融炉体内衬为耐火材料层2，尾矿熔融炉体顶部设置有尾矿和碳质材料进料口3，尾矿熔融炉体上部侧面设置有炉气出口4尾矿熔融炉体下部侧面设置有氧化剂气体进口5，尾矿熔融炉体下部侧面设置有等离子体炬6，尾矿熔融炉体底部侧面设置有金属物质和炉渣出口7。

所述的尾矿熔融炉体1的外形为圆柱形，内腔的上部和下部均为圆柱且上部直径大于下部直径，内腔的中间部分为一倒圆台。

所述尾矿熔融炉还包括金属物质和炉渣回收装置，将金属物质和炉渣分层分离回收。

所述的耐火材料层2至少包括有4种不同规格和性能的耐火砖层、耐火板层和耐火浇铸料层，其中有2层耐火砖层按多层结构砌筑。

所述的顶部尾矿和碳质材料进料口3包括有1根轴向进料管。

所述的炉气出口4包括有2根径向出气管。

所述的下部氧化剂气体进口5包括有2根向下倾斜的径向进气管。

所述的底部金属物质和炉渣出口7包括有2根径向出料管。