專利名稱：一種渣包和一種渣包冷卻方法
技術領域：
本發明涉及渣包冷卻技術領域，特別涉及一種渣包和一種渣包冷卻方法。
背景技術：
隨著工業化生產用銅需求量急劇增長，我國的銅資源供應日趨緊張，銅冶金行業越來越重視煉銅爐渣的貧化處理。為了進一步降低棄渣的銅品位，近10年來，國內采用磨浮法實現煉銅爐渣排放的企業數量在逐年增加，渣選廠規模不斷擴大，渣包應用越來越多。渣包使用過程中，放渣入包時瞬間加熱至700°C以上，噴淋冷卻時又用水急冷，渣包損壞嚴重，每年每個渣包的維修費用都在I萬元以上，且使用壽命一般不超過3年。 目前應用的渣包冷卻方法是采用將高溫爐渣，也可以稱為高溫渣，直接排放入渣包，放滿后由渣包車運輸到渣冷卻現場，自然冷卻12小時，然后人工開啟噴淋水的方式冷卻48小時，冷卻速度無法控制，冷卻速度過快，熔渣內硫化態或金屬態銅顆粒無法全部凝聚和長大，難于通過磨礦分離和浮選，降低了銅的回收率。通常渣尾礦的含銅都在O. 35%左右，大量的銅資源隨尾礦流失。同時冷卻現場操作環境非常惡劣，水遇到高溫熔體，迅速汽化，現場大量的水霧影響視線，每噸渣緩冷約消耗O. 5噸的水。這不僅浪費了熔渣的顯熱，消耗了大量的水利資源，而且操作存在高溫渣“放炮(水遇到高溫渣迅速汽化，瞬間釋放大量能量)”的可能，嚴重威脅人身、設備安全。因此，如何提供一種渣包，實現渣包的緩冷，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。

發明內容
本發明的目的是提供一種渣包，以實現渣包的緩冷；本發明的另一目的是提供一種渣包冷卻方法。為解決上述技術問題，本發明提供如下方案一種洛包,包括洛包本體,還包括設置在所述洛包本體上的換熱管道和向所述換熱管道通風的風機。優選的，上述換熱管道與所述渣包本體為一體式鑄造。優選的，上述換熱管道與所述渣包本體為分體式結構，所述換熱管道纏縛在所述洛包本體上。優選的，上述渣包本體設置有用于放置所述換熱管道的凹槽。優選的，上述換熱管道為多條，其中，所述渣包的中徑位置設置有一條用于散熱速度差別大的區域的散熱的換熱管道，所述渣包的下端設置有一條用于散熱速度快的區域的散熱的換熱管道。優選的,上述的洛包還設置有洛包蓋,所述洛包蓋包覆有耐火材料,所述洛包蓋的外側設置有冷卻裝置。
本發明還提供一種渣包冷卻方法，包括步驟I):向渣包的換熱管道內通入冷卻氣體；步驟2):向所述渣包中排入完高溫渣后，蓋上渣包蓋，保持所述冷卻氣體的流量；步驟3):經過設定時間后，向所述換熱管道內通入冷卻液；步驟4):當所述渣包的外壁溫度降到30°C或者30°C以下時，冷卻完畢。優選的，上述步驟I)具體為預先向渣包的換熱管道內通入冷卻氣體，然后向所述渣包中排入高溫渣。優選的，上述步驟I)還包括隨著所述渣包內高溫渣的逐漸增多，增加所述冷卻氣體的流量。優選的，上述步驟3)還包括控制所述冷卻液的流量，使得所述渣包內溫度大于1000°C的位置的冷卻速度不大于1°C每分鐘。
上述本發明所提供的洛包,包括洛包本體，還包括設置在所述洛包本體上的換熱管道和向所述換熱管道通風的風機。使用時，在向渣包內排入完高溫渣之前，開啟風機，向換熱管道內通風，然后排入高溫渣，在整個排入高溫渣的過程中，持續對渣包進行冷卻，經過設定時間后，一般為將渣包送到渣包冷卻現場的時間，當將渣包送到渣包冷卻現場之后，向換熱管道內通入冷卻液，一般為水，對渣包進行更高強度級別的冷卻。整個渣包的冷卻過程先采用流動的空氣作為冷卻介質，然后采用水作為冷卻介質，其中，采用流動的空氣作為冷卻介質在換熱管道中流動相對于現有技術中的自然冷卻能夠更好的完成對渣包的冷卻，使得渣包的溫度降的更低，采用水作為冷卻介質在換熱管道中流動相對于人工開啟噴淋水的方式，冷卻反應要溫和的多，水通過在換熱管道內的流動將熱量帶走，而不是以劇烈的蒸發的形式將熱量帶走，本發明提供的渣包能夠縮小渣包在由采用流動的空氣作為冷卻介質交換到采用水作為冷卻介質時的溫度差，實現了渣包的緩冷。同時還能夠提高冷卻效率，減少緩冷的時間。并且，通過對換熱管道內的冷卻介質的流量的控制，能夠很好的控制渣包的冷卻速度，防止了急冷現象的出現，從而提高了銅的回收率，并且不會浪費高溫渣的顯熱，通過冷卻介質將高溫渣的顯熱進行回收，換熱管道內的水能夠重復利用，不會浪費，也不會在操作時存在高溫渣“放炮”的可能。同時，由于換熱管道的存在，能夠將渣包中高溫的地方的熱量帶到低溫的地方，使得整個渣包的散熱均勻平緩，并且能夠調節渣包本身的溫度，使得渣包本身的溫度趨于均勻，不會出現急冷的情況，減少了冷卻過程中對渣包的損壞，延長了渣包的使用壽命。


圖I為本發明實施例所提供的渣包的結構示意圖；圖2為本發明實施例所提供的渣包冷卻方法流程示意圖。上圖1-2 中渣包本體I、換熱管道2。
具體實施例方式本發明的核心是提供一種渣包，實現了渣包的緩冷；本發明的另一核心是提供一種渣包冷卻方法。
為了使本技術領域的技術人員更好地理解本發明方案，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步的詳細說明。請參考圖1，圖I為本發明實施例所提供的渣包的結構示意圖。本發明實施例所提供的洛包,包括洛包本體I,還包括設置在洛包本體I上的換熱管道2和向換熱管道2通風的風機。使用時，在向渣包內排入完高溫渣之前，開啟風機，向換熱管道2內通風，然后排入高溫渣，在整個排入高溫渣的過程中，持續對渣包進行冷卻，經過設定時間后，一般為將渣包送到渣包冷卻現場的時間，當將渣包送到渣包冷卻現場之后，向換熱管道2內通入冷卻液，一般為水，對渣包進行更高強度的冷卻。整個渣包的冷卻過程先采用流動的空氣作為冷卻介質，然后采用水作為冷卻介質，其中，采用流動的空氣作為冷卻介質在換熱管道2中流動相對于現有技術中的自然冷卻能夠更好的完成對渣包的冷卻，使得渣包的溫度降的更低，采用水作為冷卻介質在換熱管道2中流動相對于人工開啟噴淋水的方式，冷卻反應要溫和的多，水通過在換熱管道2內的流動將熱量帶走，而不是以劇烈的蒸發的形式將熱量帶走，本發明提供的渣包能夠縮小渣包在由采用流動的空氣作為冷卻介質交換到采用水作為冷卻介質時的溫度差，實現了渣包的緩冷。同時還能夠提高冷卻效·率，減少緩冷的時間。并且，通過對換熱管道2內的冷卻介質的流量的控制，能夠很好的控制渣包的冷卻速度，防止了急冷現象的出現，從而提高了銅的回收率，也能夠防止冷卻速度過慢的現象出現，冷卻速度過慢會降低設備利用率。并且不會浪費高溫渣的顯熱，通過冷卻介質將高溫渣的顯熱進行回收，回收高溫渣中的大量顯熱，有著明顯的經濟和社會效益，用水做冷卻介質時，會產生約O. IMPa的蒸汽，用于外銷或作為其它熱源利用，高溫渣顯熱利用率約30%。并且換熱管道2內的水能夠重復利用，不會浪費。并且也不會在操作時存在高溫渣“放炮”的可能，降低了渣包的爆炸安全隱患。同時，由于換熱管道2的存在，能夠將渣包中高溫的地方的熱量帶到低溫的地方，使得整個渣包的散熱均勻平緩，并且能夠調節渣包本身的溫度，使得渣包本身的溫度趨于均勻，不會出現急冷的情況，減少了冷卻過程中對渣包的損壞，延長了渣包的使用壽命，渣包的使用壽命由原來的3年增加到現在的5年。同時還能夠減少冷卻過程中對渣包的腐蝕。具體的，換熱管道2與渣包本體I為一體式鑄造，一體式鑄造能夠提高渣包的強度，延長渣包的使用壽命。具體的，換熱管道2與渣包本體I為分體式結構，換熱管道2纏縛在渣包本體I上。采用分體式結構能夠降低渣包制作的繁瑣程度，并且當換熱管道2或者渣包本體I有損壞時，只需要更換換熱管道2或者渣包本體I即可，降低了維修成本。具體的，渣包本體I設置有用于放置換熱管道2的凹槽，以便于換熱管道2更好的貼附在渣包本體I上，增加與渣包本體I的接觸面積，該接觸面積越大，換熱管道2的冷卻效果越好。具體的，換熱管道2為多條，其中，渣包的中徑位置設置有一條用于散熱速度差別大的區域的散熱的換熱管道2，渣包的下端設置有一條用于散熱速度快的區域的散熱的換熱管道2。由于渣包是上大下小的罐狀，下面直徑小，冷卻速度快，上面直徑大，冷卻速度慢，所以換熱管道2的換熱強度有差別，為了防止換熱管道2跨越的區域較大，導致換熱強度差別較大，造成換熱管道2的損壞，在散熱速度差別大的區域單獨設置一條換熱管道2，避免換熱管道2自身的換熱強度過大，延長換熱管道2的使用壽命，并且單獨設置一條換熱管道2使得冷卻介質能夠快速的流通，冷卻效率高，能夠更好的實現對渣包的冷卻。具體的，洛包還設置有洛包蓋，洛包蓋包覆有耐火材料,洛包蓋的外側設置有冷卻裝置。渣包裝完高溫渣進行運輸時渣包蓋能夠防止高溫渣晃出，并且渣包排放完高溫渣后，及時用渣包蓋蓋上，減少有害氣體的溢出，同時渣包蓋上的耐火材料除了耐火，還具有保溫作用，此處的保溫主要是因為渣包上層多一個散熱面，散勢速度快，為確保包內所有點的冷卻速度不會過大，需要保溫。渣包蓋的外側設置有冷卻裝置，以便于更好的控制渣包蓋本身的溫度。渣包蓋在裝卸時可以采用機械吊裝的方式。同時還可以采用20號鍋爐鋼將渣包自包頂至包底均進行圍繞，并排布置在渣包的外包壁上，鍋爐鋼具有良好的換熱效果，換熱管道2也可以采用鍋爐鋼進行制作。
請參考圖2，圖2為本發明實施例所提供的渣包冷卻方法流程示意圖。本發明實施例還提供一種渣包冷卻方法，包括步驟I):向渣包的換熱管道內通入冷卻氣體；步驟2)向渣包中排入完高溫渣后，蓋上渣包蓋，保持冷卻氣體的流量；步驟3):經過設定時間后，向換熱管道內通入冷卻液；步驟4):當渣包的外壁溫度降到30°C或者30°C以下時，冷卻完畢。使用時，向渣換熱管道內通入冷卻氣體，然后排入高溫渣，在整個排入高溫渣的過程中，保持冷卻氣體的流量，持續對渣包進行冷卻，經過設定時間后，一般為將渣包送到渣包冷卻現場的時間，當將渣包送到渣包冷卻現場之后，向換熱管道內通入冷卻液，一般為水，對渣包進行更高強度級別的冷卻。整個渣包的冷卻過程先采用流動的空氣作為冷卻介質，然后采用水作為冷卻介質，其中，采用流動的空氣作為冷卻介質在換熱管道中流動相對于現有技術中的自然冷卻能夠更好的完成對渣包的冷卻，使得渣包的溫度降的更低，采用水作為冷卻介質在換熱管道中流動相對于人工開啟噴淋水的方式，冷卻反應要溫和的多，水通過在換熱管道內的流動將熱量帶走，而不是以劇烈的蒸發的形式將熱量帶走，本發明實施例提供的渣包冷卻方法能夠縮小渣包在由采用流動的空氣作為冷卻介質交換到采用水作為冷卻介質時的溫度差，實現了渣包的緩冷。同時還能夠提高冷卻效率，減少緩冷的時間。在渣包裝完高溫渣進行運輸時蓋上渣包蓋能夠防止高溫渣晃出，形成一個封閉的冷卻環境，更有利于對渣包冷卻速度的控制，同時減少有害氣體的溢出，同時渣包蓋上還具有一定的保溫作用，此處的保溫主要是因為渣包上層多一個散熱面，散勢速度快，為確保包內所有點的冷卻速度不會過大，需要保溫。并且，通過對換熱管道內的冷卻介質的流量的控制，能夠很好的控制渣包的冷卻速度，防止了急冷現象的出現，從而提高了銅的回收率，也能夠防止冷卻速度過慢的現象出現，冷卻速度過慢會降低設備利用率。并且不會浪費高溫渣的顯熱，通過冷卻介質將高溫渣的顯熱進行回收，回收高溫渣中的大量顯熱，有著明顯的經濟和社會效益，用水做冷卻介質時，會產生約O. IMPa的蒸汽，用于外銷或作為其它熱源利用，高溫渣顯熱利用率約30%。并且換熱管道內的水能夠重復利用，不會浪費。并且，也不會在操作時存在高溫渣“放炮”的可能，降低了渣包的爆炸安全隱患。
同時，由于換熱管道的存在，能夠將渣包中高溫的地方的熱量帶到低溫的地方，使得整個渣包的散熱均勻平緩，并且能夠調節渣包本身的溫度，使得渣包本身的溫度趨于均勻，不會出現急冷的情況，減少了冷卻過程中對渣包的損壞，延長了渣包的使用壽命，渣包的使用壽命由原來的3年增加到現在的5年。同時還能夠減少冷卻過程中對渣包的腐蝕。具體的，步驟I)具體為預先向渣包的換熱管道內通入冷卻氣體，然后向渣包中排入高溫渣。當然也可以先排入高溫渣，然后向換熱管道內通入冷卻氣體，但這樣做沒有預冷的效果，渣包很容易損壞，在向換熱管道內通入冷卻氣體后再排入高溫渣，能夠提前預冷，降低渣包本身的溫度，使得高溫渣排入時，能夠第一時間降低高溫渣的溫度，降低高溫渣對渣包的損壞程度。具體的，步驟I)還包括隨著渣包內高溫渣的逐漸增多，增加冷卻氣體的流量。向渣包的換熱管道內通入冷卻氣體中的冷卻氣體為壓縮空氣，開始時，空氣壓力為O. I兆帕，流量為5標準立方米每小時，然后向渣包內排入高溫渣，在排渣過程中，隨著渣包內高溫渣的量的增加而增加壓縮空氣的流量，由此5標準立方米每小時增加到10標準立方米每小時， 渣包排放滿后，蓋上渣包蓋，將渣包運輸到渣包冷卻現場，運輸過程中保持壓縮空氣的流量在10標準立方米每小時，渣包放在預定位置后，將空氣冷卻改為水冷卻。具體的，步驟3)還包括控制冷卻液的流量，使得渣包內溫度大于1000°C的位置的冷卻速度不大于1°C每分鐘。當將渣包放在預定位置后，并將空氣冷卻改為水冷卻后，由紅外測渣包外壁溫度，根據渣包的包壁溫度控制冷卻水的流量，保證渣包內任何一點溫度大于1000°C的位置，冷卻速度不大于rc每分鐘。防止出現急冷現象，急冷會導致銅晶粒來不急長大，后續選礦不能很好的選出。當渣包的外壁溫度降到30°C或者30°C以下時，冷卻完畢，打開渣包蓋，將渣包中的渣傾倒在渣堆場，進入后續的破碎、磨浮選工序。在具體應用時，冶煉廠中排渣溫度1300°C，排入14立方的渣包中，渣總重30噸。原來采用傳統冷卻方式進行冷卻。指標如下冷卻時間60小時；冷卻新水消耗14. 8噸；破碎浮選后尾礦含銅O. 34%。其中冷卻時間具體為渣包中放滿高溫渣后由渣包車運輸到渣包冷卻現場，需要自然冷卻12小時，然后人工開啟噴淋水的方式冷卻48小時，總共60小時。 采用本發明實施例提供的渣包以及渣包冷卻方法，過程如下根據計算，渣包外壁溫度為450°C時，通入的水量為5L/min，然后隨溫度降低，不斷增加水循環量，加強冷卻效果，在渣包外壁溫度降為130°C時，循環水量增加到12L/min。時間共累計1150min。然后繼續增加水循環量，當渣包外壁溫度降為30°C時，循環水量增加到28L/min。而時間共累計700min。指標如下總時間冷卻累計為1150+700=1850min，即30. 8小時；O. IMPa 蒸汽量為 2. 8 噸；
破碎浮選后尾礦含銅O. 18%。比較如下
~ Ε冷卻時間水消耗蒸汽產量尾礦含銅
傳統工藝60小時14.8噸 011O. 34%
本發明工藝 30.8小時0112.8噸O. 18%可以看出，采用本發明實施例提供的渣包以及渣包冷卻方法后，冷卻時間得到了降低，水消耗由于可以循環利用，沒有耗水，同時可以產生蒸汽，進行外銷，獲得一定的收益，并且尾礦含銅量遠遠小于傳統工藝中的尾礦含銅量，減少了銅的浪費。
效益分析年產40萬噸的銅冶煉廠，每年銅渣處理量約110萬噸每年銅多回收110 萬噸 X (O. 34 — O. 18)+100=0. 176 萬噸；每年水耗減少110萬噸X 14. 8=1628萬噸；每年蒸汽多產110萬噸X 2. 8=308萬噸；渣包數量減少(按年360工作日計算)((1100000 噸 +30 噸每渣包)Χ60 小時)+ (360 天 X24 小時每天)-(1100000噸+30噸每渣包)X 30. 8小時)+(360天X 24小時每天)=124個其中30噸每渣包是每個渣包每次盛的數量，單位是噸；60小時是原工藝60個小時冷卻時間；360天X 24小時每天是一年的有效工作小時時間；30. 8小時是新工藝冷卻時間。((1100000噸+30噸每渣包)X 60小時)得到的是處理110萬噸需要用到的渣包數量與冷卻時間的乘積，((1100000噸+30噸每渣包)X60小時)+ (360天X24小時每天)得到的是按年360工作日，每個工作日24小時進行計算，傳統工藝每年需要多少渣包，同理，(1100000噸+30噸每渣包)X30. 8小時)+ (360天X24小時每天)得到的是使用
本發明提供的渣包和渣包冷卻方法每年需要多少渣包，傳統工藝每年需要多少渣包減去本發明提供的渣包和渣包冷卻方法每年需要多少渣包得出渣包的數量減少量，計算得出該渣包的數量減少量為124個。其中，銅價格按6萬元/噸，蒸汽價格按100元/噸，工業新水價格按I元/噸，渣包按30萬元/個。40萬噸銅的效益為渣包減少投資124個X 30萬元/個=3720萬元，其它設備及場地投資2000萬元。增加收益銅收益1760噸X6萬元/噸=10560萬元；蒸汽收益308萬元X 100元/噸=30800萬元；新水節約1628萬元X I元/噸=1628萬元；一次性減少洛包投資124個X 30萬元/個=3720萬元；每年總收益10560萬元+30800萬元+1628萬元=42988萬元。
以上對本發明所提供的渣包和渣包冷卻方法進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進 和修飾也落入本發明權利要求的保護范圍內。
權利要求
1.一種洛包,包括洛包本體,其特征在于,還包括設置在所述洛包本體上的換熱管道和向所述換熱管道通風的風機。
2.根據權利要求I所述的渣包，其特征在于，所述換熱管道與所述渣包本體為一體式鑄造。
3.根據權利要求I所述的渣包，其特征在于，所述換熱管道與所述渣包本體為分體式結構，所述換熱管道纏縛在所述渣包本體上。
4.根據權利要求3所述的渣包，其特征在于，所述渣包本體設置有用于放置所述換熱管道的凹槽。
5.根據權利要求I所述的渣包，其特征在于，所述換熱管道為多條，其中， 所述渣包的中徑位置設置有一條用于散熱速度差別大的區域的散熱的換熱管道， 所述渣包的下端設置有一條用于散熱速度快的區域的散熱的換熱管道。
6.根據權利要求I所述的渣包，其特征在于，還設置有渣包蓋，所述渣包蓋包覆有耐火材料，所述渣包蓋的外側設置有冷卻裝置。
7.一種渣包冷卻方法，其特征在于，包括 步驟I):向渣包的換熱管道內通入冷卻氣體； 步驟2):向所述渣包中排入完高溫渣后，蓋上渣包蓋，保持所述冷卻氣體的流量； 步驟3):經過設定時間后，向所述換熱管道內通入冷卻液； 步驟4):當所述渣包的外壁溫度降到30°C或者30°C以下時，冷卻完畢。
8.根據權利要求7所述的渣包冷卻方法，其特征在于，所述步驟I)具體為預先向渣包的換熱管道內通入冷卻氣體，然后向所述渣包中排入高溫渣。
9.根據權利要求8所述的渣包冷卻方法，其特征在于，所述步驟I)還包括隨著所述渣包內高溫渣的逐漸增多，增加所述冷卻氣體的流量。
10.根據權利要求7所述的渣包冷卻方法，其特征在于，所述步驟3)還包括控制所述冷卻液的流量，使得所述渣包內溫度大于iooo°c的位置的冷卻速度不大于rc每分鐘。
全文摘要
本發明公開了一種渣包，包括渣包本體，還包括設置在所述渣包本體上的換熱管道和向所述換熱管道通風的風機。本發明提供的渣包能夠實現渣包的緩冷。同時還能夠提高冷卻效率，減少緩冷的時間。能夠很好的控制渣包的冷卻速度，防止了急冷現象的出現，從而提高了銅的回收率，同時通過冷卻介質將高溫渣的顯熱進行回收，換熱管道內的水能夠重復利用，不會浪費，也不會在操作時存在高溫渣“放炮”的可能。換熱管道能夠將渣包中高溫的地方的熱量帶到低溫的地方，使得整個渣包的散熱均勻平緩，并且能夠調節渣包本身的溫度，使得渣包本身的溫度趨于均勻，不會出現急冷的情況，減少了冷卻過程中對渣包的損壞，延長了渣包的使用壽命。
文檔編號B22D41/00GK102873317SQ20121036211
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月25日 優先權日2012年9月25日
發明者牛輝 申請人:陽谷祥光銅業有限公司