CN113201655B - 一种提升PbS还原效率的铅冶炼工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提升PbS还原效率的铅冶炼工艺，其利用重油进行炉料制粒，相比于现有技术中粉状原料，此工艺在确保高温的同时，可减少粉煤的使用量，同时能有效减少PbS气化，提高PbS还原效率，降低粗铅综合能耗,并降低烟尘中铅的含量；添加了电石作为熔剂，所引入的H对PbS还原具有促进作用，能提高PbS还原效率，提升了铅的回收率；而且其中的Ca离子活化性能极好，在造渣时与铋的结合力好，能结合粗铅中大部分的铋，降低了粗铅中铋的含量，为后续精炼铅降低了工艺难度。

Description

一种提升PbS还原效率的铅冶炼工艺
技术领域
本发明涉及铅冶炼工艺，尤其涉及一种提升PbS还原效率的铅冶炼工艺。
背景技术
金属铅是一种耐蚀的重有色金属材料，铅具有熔点低、耐蚀性高、X射线和γ射线等不易穿透、塑性好等优点，常被加工成板材和管材，广泛用于化工、电缆、蓄电池和放射性防护等工业部门。现代铅冶炼工艺中，铅的冶炼方法主要为火法冶炼，炼铅原料主要为硫化铅精矿。
我司使用的基夫赛特法铅冶炼过程中，先将原料铅精矿与少量各工序返料球磨破碎并干燥，然后加入基夫赛特炉，与纯氧、还原用焦炭在1300℃～1400℃左右反应，其反应方程式为：
2PbS+3O2＝2PbO+2SO2
2PbO+C＝2Pb+CO2
铅精矿在基夫赛特炉中直接生成粗铅和部分炉渣，收集的烟气和烟尘用于锌冶炼。
现有技术中，由于硫化铅沸点为1281℃，其极容易气化而经由烟尘排出；而且硫化铅一旦氧化不完全，将导致硫化铅很难被C或CO还原。这导致现有技术中的铅冶炼直收率只有97％左右，硫化铅还原率在97％左右，粗铅综合能耗达到0.35t标煤/t，同时粗铅的含铋量达到0.35％。
硫化铅还原效率低，容易造成烟灰回收时锌冶炼回收铅的压力大；同时回收率不高，对资源和环境的影响极大；其能耗较高，同时含铋量较高，对后续的电解精炼有较大的影响，会影响最终精炼铅的纯度。
发明内容
本发明开发了一种提升PbS还原效率的铅冶炼工艺，其利用添加新型还原粉剂，提高了硫化铅的还原效率和铅直收率，降低了粗铅的含铋量和综合能耗。
一种提升PbS还原效率的铅冶炼工艺，所述工艺具体如下：
(1)球磨干燥
在铅精矿中加入铅精矿质量1％～2％的粉煤、7％～10％的石灰石、2％～4％的石英砂，混合球磨至粒度<0.2mm；加热干燥脱水；
(2)炉料制粒
在上述制得的粉料中加入铅精矿质量3％～5％的电石、5％～7％的重油，混合制粒，制得炉料粒径<1mm；
(3)基夫赛特法炼铅
将上述炉料加入基夫赛特炉，同时通入纯氧，纯氧与炉料比为200Nm3/t炉料～220Nm3/t炉料，同时按照24kg/t炉料～27kg/t炉料投入焦炭，经过反应，分离出炉渣，制得粗铅。
进一步的，上述工艺优选为：
(1)球磨干燥
在铅精矿中加入铅精矿质量1％的粉煤、8％的石灰石、3％的石英砂，混合球磨至粒度0.1mm；加热干燥脱水；
(2)炉料制粒
在上述制得的粉料中加入铅精矿质量4％的电石、6％的重油，混合制粒，制得炉料粒径0.6mm；
(3)基夫赛特法炼铅
将上述炉料加入基夫赛特炉，同时通入纯氧，纯氧与炉料比为200Nm3/t炉料，同时按照25kg/t炉料投入焦炭，经过反应，分离出炉渣，制得粗铅。
进一步的，所述第(1)步球磨干燥工艺段可添加少量返料，所述返料是炼锌残渣、铅精炼铜浮渣、铅精炼氧化渣、废水中和渣的一种或多种，所述返料占铅精矿的质量比低于40％。
进一步的，所述第(3)步基夫赛特法炼铅工艺段所用纯氧为浓度98％的工业氧气，纯氧压强保持为0.2MPa～0.3MPa。
进一步的，当所述铅精矿原料中Cu品味低于1％时，制得粗铅时可不造冰铜。
进一步的，以上述冶炼得到的粗铅可进一步生产高纯铅，其工艺可以是火法精炼或电解。采用电解工艺精制的电解铅的纯度可以达到99.994％。
本发明的优点：
1、本发明利用重油进行炉料制粒，相比于现有技术中粉状原料，此工艺在确保高温的同时，可减少粉煤的使用量，同时能有效减少PbS气化，提高PbS还原效率，降低粗铅综合能耗,并降低烟尘中铅的含量；
2、由于未氧化的PbS很难被C或CO还原，本发明的熔剂添加了电石，所引入的H对PbS还原具有促进作用，能提高PbS还原效率，提升了铅的回收率；
3、本发明的熔剂添加了电石，由于其中的Ca离子活化性能极好，在造渣时与铋的结合力好，能结合粗铅中大部分的铋，降低了粗铅中铋的含量，为后续精炼铅降低了工艺难度。
具体实施方式
实施例1
一种提升PbS还原效率的铅冶炼工艺，所述工艺具体如下：
(1)球磨干燥
在铅精矿中加入铅精矿质量1％的粉煤、7％的石灰石、4％的石英砂，混合球磨至粒度0.1mm；加热干燥脱水；
(2)炉料制粒
在上述制得的粉料中加入铅精矿质量5％的电石、5％的重油，混合制粒，制得炉料粒径0.8mm；
(3)基夫赛特法炼铅
将上述炉料加入基夫赛特炉，同时通入纯氧，纯氧与炉料比为220Nm3/t炉料，同时按照27kg/t炉料投入焦炭，经过反应，分离出炉渣，制得粗铅。
所述第(1)步球磨干燥工艺段可添加少量返料，所述返料是炼锌残渣，所述返料占铅精矿的质量比为35％。
所述第(3)步基夫赛特法炼铅工艺段所用纯氧为浓度98％的工业氧气，纯氧压强保持为0.2MPa。
实施例2
一种提升PbS还原效率的铅冶炼工艺，所述工艺具体如下：
(1)球磨干燥
在铅精矿中加入铅精矿质量1％的粉煤、8％的石灰石、3％的石英砂，混合球磨至粒度0.1mm；加热干燥脱水；
(2)炉料制粒
在上述制得的粉料中加入铅精矿质量4％的电石、6％的重油，混合制粒，制得炉料粒径0.6mm；
(3)基夫赛特法炼铅
将上述炉料加入基夫赛特炉，同时通入纯氧，纯氧与炉料比为200Nm3/t炉料，同时按照25kg/t炉料投入焦炭，经过反应，分离出炉渣，制得粗铅。
所述第(1)步球磨干燥工艺段可添加少量返料，所述返料是炼锌残渣，所述返料占铅精矿的质量比为10％。
所述第(3)步基夫赛特法炼铅工艺段所用纯氧为浓度98％的工业氧气，纯氧压强保持为0.3MPa。
实施例3
一种提升PbS还原效率的铅冶炼工艺，所述工艺具体如下：
(1)球磨干燥
在铅精矿中加入铅精矿质量2％的粉煤、10％的石灰石、2％的石英砂，混合球磨至粒度0.1mm；加热干燥脱水；
(2)炉料制粒
在上述制得的粉料中加入铅精矿质量3％的电石、7％的重油，混合制粒，制得炉料粒径0.5mm；
(3)基夫赛特法炼铅
将上述炉料加入基夫赛特炉，同时通入纯氧，纯氧与炉料比为200Nm3/t炉料，同时按照24kg/t炉料投入焦炭，经过反应，分离出炉渣，制得粗铅。
所述第(1)步球磨干燥工艺段可添加少量返料，所述返料是铅精炼氧化渣，所述返料占铅精矿的质量比为1％。
所述第(3)步基夫赛特法炼铅工艺段所用纯氧为浓度98％的工业氧气，纯氧压强保持为0.3MPa。
对比例1
采用传统铅冶炼工艺，在铅精矿中加入铅精矿质量7％的粉煤、7％的石灰石、4％的石英砂，混合球磨至粒度0.1mm；加热干燥脱水；然后直接加入基夫赛特炉，其余工艺参数同实施例2。
对比例2
一种铅冶炼工艺，其在第(2)步炉料制粒工艺段未添加电石，其余工艺参数同实施例2。
对比例3
一种铅冶炼工艺，其在第(2)步炉料制粒工艺段添加电石为铅精矿质量的2％，其余工艺参数同实施例2。
对比例4
一种铅冶炼工艺，其在第(2)步炉料制粒工艺段未添加重油，其余工艺参数同实施例2。
对比例5
一种铅冶炼工艺，其在第(2)步炉料制粒工艺段添加重油为铅精矿质量的4％，其余工艺参数同实施例2。
检测分析：
按照GB/T4103-2012《铅及铅合金化学分析方法》的测试方法，对各实施例和对比例所得粗铅进行测试，包括粗铅纯度、粗铅中铋含量；并计算铅的直收率，以及综合能耗。
Figure BDA0002975296390000061
从上表可见，本发明利用重油进行炉料制粒，能有效减少PbS气化并提高PbS还原效率，降低粗铅综合能耗；本发明的熔剂添加了电石，能提高PbS还原效率，提升了铅的回收率；本发明的熔剂添加了电石，其在造渣时与铋的结合力好，能结合粗铅中大部分的铋，降低了粗铅中铋的含量，为后续精炼铅降低了工艺难度。
本发明制得的粗铅在电解精制时可制成99.994％的高纯铅。
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1. 一种提升PbS还原效率的铅冶炼工艺，其特征在于：所述工艺具体如下：
（1）球磨干燥
在铅精矿中加入铅精矿质量1%～2%的粉煤、7%～10%的石灰石、2%～4%的石英砂，混合球磨至粒度<0.2mm；加热干燥脱水；
（2）炉料制粒
在上述制得的粉料中加入铅精矿质量3%～5%的电石、5%～7%的重油，混合制粒，制得炉料粒径<1mm；
（3）基夫赛特法炼铅
将上述炉料加入基夫赛特炉，同时通入纯氧，纯氧与炉料比为200Nm3/t炉料～220Nm3/t炉料，同时按照24kg/t炉料～27kg/t炉料投入焦炭，经过反应，分离出炉渣，制得粗铅。
2. 一种如权利要求1所述提升PbS还原效率的铅冶炼工艺，其特征在于：上述工艺为：
（1）球磨干燥
在铅精矿中加入铅精矿质量1%的粉煤、8%的石灰石、3%的石英砂，混合球磨至粒度0.1mm；加热干燥脱水；
（2）炉料制粒
在上述制得的粉料中加入铅精矿质量4%的电石、6%的重油，混合制粒，制得炉料粒径0.6mm；
（3）基夫赛特法炼铅
将上述炉料加入基夫赛特炉，同时通入纯氧，纯氧与炉料比为200Nm3/t炉料，同时按照25kg/t炉料投入焦炭，经过反应，分离出炉渣，制得粗铅。
3.一种如权利要求1或2所述提升PbS还原效率的铅冶炼工艺，其特征在于：所述第（1）步球磨干燥工艺段可添加少量返料，所述返料是炼锌残渣、铅精炼铜浮渣、铅精炼氧化渣、废水中和渣的一种或多种。
4.一种如权利要求3所述提升PbS还原效率的铅冶炼工艺，其特征在于：所述返料占铅精矿的质量比低于40%。
5.一种如权利要求1或2所述提升PbS还原效率的铅冶炼工艺，其特征在于：所述第（3）步基夫赛特法炼铅工艺段所用纯氧为浓度98%的工业氧气，纯氧压强保持为0.2MPa～0.3MPa。
6.一种如权利要求1或2所述提升PbS还原效率的铅冶炼工艺，其特征在于：当所述铅精矿原料中Cu品味低于1%时，制得粗铅时可不造冰铜。
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