CN101886183B - 一种炼铅装置及使用该装置的炼铅方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种炼铅装置，包括炉体，炉体下部有炉缸，炉体顶部装有喷枪，炉体顶部还有加焦口，炉体下部有多个鼓风管，炉缸上有放渣口，炉缸底部有虹吸放铅口，炉缸底部还有安全口，在炉体与炉缸的相接处有烟道口。本发明还公开了使用这种炼铅装置的炼铅方法。本发明由一个炉子完成炼铅氧化、还原全过程，工艺简洁，属于短流程。与现有炼铅工艺流程比，具有投资省、占地少、环保等优点。既节能降耗，又减少了污染排放，具有良好的经济和社会效益。

Description

一种炼铅装置及使用该装置的炼铅方法

技术领域

本发明属于金属冶炼，尤其涉及一种炼铅装置，还涉及使用该装置的炼铅方法。

背景技术

目前存在的炼铅方法有：传统的烧结机-鼓风炉流程、氧气底吹熔炼-鼓风炉还原、QSL法、顶吹浸没熔炼法、卡尔多法、基夫赛特法等。传统的烧结机-鼓风炉流程中，产生的烟气二氧化硫浓度很低，采用非稳态单转单吸制酸，转化率只有80％，尾气排放仍达不到环保要求。国内比较成熟的富氧底吹熔炼-鼓风炉还原炼铅法，产生的高铅渣熔体，经铸渣系统冷却铸成块状，然后在鼓风炉内还原熔炼，使得液态高铅渣中的热量不能直接利用，造成能源浪费。其他几种炼铅方法，虽然很好的解决了铅冶炼过程中的环保问题，但实施费用高，基建投资大，经济效益差。应用于工业生产都有较大的局限性。基夫赛特法炼铅是在闪速熔炼炉中完成金属硫化物的氧化，然后把铅渣熔融物移到另一套装置电炉内进行还原和澄清分离。设备庞大，电耗很高，渣铅高，投资费用高，经营费用高，很不经济。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、操作简便、能耗低、污染少的炼铅装置，本发明还提供使用该装置的炼铅方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种炼铅装置，包括炉体，炉体下部有炉缸，炉体顶部装有喷枪，炉体顶部还有加焦口，炉体下部有多个鼓风管，炉缸上有放渣口，炉缸底部有虹吸放铅口，炉缸底部还有安全口，在炉体与炉缸的相接处有烟道口。

所述的喷枪由炉料喷嘴和氧气喷嘴组成，位于炉体顶部的中央位置。

所述的加焦口至少有一个。

所述的鼓风管上有氧气管。

使用所述的炼铅装置的炼铅方法是：将精矿、熔剂经过干燥后混合配料，通过喷枪的炉料喷嘴从炉体上部喷入，与通过喷枪氧气喷嘴喷入的氧气反应，焦炭经预热，通过加焦口加入，硫化矿在悬浮状态下完成氧化脱硫和熔化过程，产出的含二氧化硫气体经烟道口排入收尘制酸系统，产出的铅渣熔融物在重力作用下落在炽热的焦炭层上，从鼓风口鼓入空气、富氧空气或氧气，与焦炭反应放出热量，同时生成CO，铅渣熔融物中的PbO被C或CO还原生成金属铅，产生的粗铅经虹吸放铅口排出，还原渣由放渣口排出。

精矿和熔剂经过干燥后，其含水率不大于1％，焦炭经预热后温度为1000℃～1100℃。

本发明的特点在于由一个炉子完成炼铅氧化、还原全过程，工艺简洁，属于短流程。与现有炼铅工艺流程比，具有投资省、占地少、环保等优点。经对比试验，使用本发明，生产中的烟尘率可减少17％～67％，渣铅含量降低16％～67％，单位产品综合能耗降低18％～36％，焦炭消耗降低34％～62％，也就是说，既节能降耗，又减少了污染排放，具有良好的经济和社会效益。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的左视示意图。

图3为炼铅方法的流程图。

具体实施方式

如图1、图2所示的炼铅装置，包括炉体9，炉体下部有炉缸6，炉体顶部中央位置装有喷枪，喷枪由炉料喷嘴1和氧气喷嘴2组成，炉体顶部还有加焦口3，炉缸上有放渣口8，炉缸上还有多个鼓风管5，鼓风管口高于放渣口8，炉缸上有虹吸放铅口11，炉缸底部还有安全口7，在炉体9与炉缸6的相接处有烟道口4。

鼓风管5上有氧气管10，当从鼓风管鼓入空气时，可以从氧气管10内同时鼓入氧气，以增加炉缸和炉体内的氧气浓度。加焦口3至少有一个，根据需要可以设为两个或多个。

鉴于本发明用喷枪将炉料喷入炉体内，反应速度快，再结合其具有鼓风结构，因此发明人将本发明炼铅装置称为闪速鼓风炉，简称为闪鼓炉。

如图3所示，使用该炼铅装置的炼铅方法是：将精矿、熔剂经过蒸汽干燥机干燥至含水率不大于1％，再经混合配料后，通过喷枪的炉料喷嘴从炉体上部喷入，与通过喷枪氧气喷嘴喷入的氧气发生氧化反应，生成氧化铅雨与SO₂烟气。氧化铅雨下落至1200℃至1300℃的赤热焦炭层进行还原反应，生成金属铅及CO和CO₂。两阶段反应方程式如下：

氧化段：2PbS+3O₂→2PbO+2SO₂

还原段：3PbO+2C→3Pb+CO+CO₂

        PbO+CO→Pb+CO₂

在赤热焦炭层同时完成铁、硅、钙氧化物的造渣反应。渣与铅经闪鼓炉沉清分离后，通过虹吸口连续放铅，并通过渣口定期放渣，完成铅熔炼全过程。

本炼铅装置的配套设施包括：

1)蒸汽干燥机：目的在于将粉状精矿和熔剂干燥至含水不大于1％。

2)气流输送装置：目的是将干燥的混合炉料输送至闪鼓炉炉顶料仓。

3)计量给料输送装置：目的在于将炉顶料仓的混合料定量均衡加入闪鼓炉的喷枪，用氧气喷入炉体内，进行氧化反应。

4)烟气处理装置：包括余热锅炉、电收尘、湍冲器(动力波)除尘、制酸等装置：目的在于通过余热锅炉将闪鼓炉的高温烟气的温度由1050～1250℃降至400℃以下，同时回收其余热生产0.4MPa的蒸汽用于发电。温度在400℃以下的烟气通过电除尘收尘后将烟气中的含尘量降至200mg/m³以下，该烟气进一步经湍冲器洗涤，将温度降至80℃以下，含尘量降至10mg/m³以下，送制酸系统生产硫酸。

5)焦炭预热装置：目的在于降低闪鼓炉的烟气量，用以降低冶炼过程的烟尘率及确保烟气SO₂高浓度，减少制酸投资。加入闪鼓炉的焦炭，在焦炭预热炉内预热至温度1000℃到1100℃。

6)供氧装置：包括制氧系统和氧气鼓风机，目的在于稳定定量向闪鼓炉提供反应所需的氧气量。

本发明的一个特点在于闪鼓炉完成氧化反应生成的氧化铅熔体以铅雨的形态均匀下落炉体下部赤热焦炭层上。由于分布均匀，还原反应得以充分进行，可以获得较高的铅回收率和较低的渣含铅。

本发明的另一个特点在于采用预热焦炭炉将焦炭预热至1000℃～1100℃再加入闪鼓炉。在闪鼓炉的炉缸区送入富氧空气与热焦反应，维持炉缸区满足氧化铅还原和造渣所需1200～1300℃的温度。反应温度通过鼓风量控制，又最大限度地降低炉子的烟气量和烟尘率。

本发明仅限于粗铅生产，在此基础上增加电解精炼或火法精炼即可生产精铅。

发明人使用本发明设备进行了试生产：精矿经干燥机干燥后所含水份不大于1％，其中铅成份39％-62％，硫16％-24％，还原后的渣含铅在1.0％-2.0％之间，烟尘率为5％-10％，铅直收率为90％，铅回收率为96％，单位产品综合能耗360-440Kg标煤/吨铅，焦炭消耗160-250Kg/吨铅。

而用相同的原料在现有的底吹炉-鼓风炉系统中进行生产，烟尘率12％-15％，鼓风炉渣含铅2.2％-3.0％，单位产品综合能耗440-560Kg标煤/吨铅，焦炭消耗380-420kg/吨铅。

经对比可见，使用本发明，生产中的烟尘率可减少17％～67％，渣铅含量降低16％～67％，单位产品综合能耗降低18％～36％，焦炭消耗降低34％～62％，也就是说，既节能降耗，又减少了污染排放，具有良好的经济和社会效益。

Claims (4)

1.一种炼铅方法，其特征在于：所使用的炼铅装置，包括炉体，炉体下部有炉缸，炉体顶部装有喷枪，所述的喷枪由炉料喷嘴和氧气喷嘴组成，位于炉体顶部的中央位置，炉体顶部还有加焦口，炉体下部有多个鼓风管，炉缸上有放渣口，炉缸底部有虹吸放铅口，炉缸底部还有安全口，在炉体与炉缸的相接处有烟道口；将精矿、熔剂经过干燥后混合配料，通过喷枪的炉料喷嘴从炉体上部喷入，与通过喷枪氧气喷嘴喷入的氧气反应，焦炭经预热，通过加焦口加入，硫化矿在悬浮状态下完成氧化脱硫和熔化过程，产出的含二氧化硫气体经烟道口排入收尘制酸系统，产出的铅渣熔融物在重力作用下落在炽热的焦炭层上，从鼓风口鼓入空气、富氧空气或氧气，与焦炭反应放出热量，同时生成CO，铅渣熔融物中的PbO被C或CO还原生成金属铅，产生的粗铅经虹吸放铅口排出，还原渣由放渣口排出。

2.如权利要求1所述的炼铅方法，其特征在于：精矿和熔剂经过干燥后，其含水率不大于1％，焦炭经预热后温度为1000℃～1100℃。

3.如权利要求1所述的炼铅方法，其特征在于：所述的加焦口至少有一个。

4.如权利要求1所述的炼铅方法，其特征在于：所述的鼓风管上有氧气管。

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