CN102312103A

CN102312103A - 一种熔融液态含铅渣直接还原熔炼的方法

Info

Publication number: CN102312103A
Application number: CN201110275593A
Authority: CN
Inventors: 王成彦; 郜伟; 尹飞; 陈永强; 宋元张; 郑晓斌; 梁德华; 崔成旺; 李强; 邢鹏; 杨永强; 王军; 杨卜
Original assignee: Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy
Current assignee: Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy
Priority date: 2011-09-16
Filing date: 2011-09-16
Publication date: 2012-01-11

Abstract

本发明公开了一种熔融液态含铅渣直接还原熔炼的方法包括：将熔融液态含铅渣经渣溜槽直接流入还原熔炼电炉的熔池中，并通过所述还原熔炼电炉炉顶加料装置同时加入碳质还原剂或/和物料，使含铅渣中铅、锌在还原熔炼电炉内还原烟化；产出粗铅、铅冰铜、含锌烟气和炉渣，炉渣、铅冰铜与粗铅澄清分层后，粗铅从放铅口虹吸放出，铅冰铜由冰铜口排出，还原烟化后炉渣由排渣口排出；还原产生的含锌烟气经还原熔炼电炉烟道排出，经配套的烟气处理装置回收含有价金属的烟尘后外排；在熔炼过程中，通过所述还原熔炼电炉上设置的喷吹孔通入氮气、压缩空气或还原性气体搅动熔体。本发明直接冶炼处理熔融铅氧化渣，充分利用熔融铅氧化渣的热焓，节省能源。

Description

一种熔融液态含铅渣直接还原熔炼的方法

技术领域

一种熔融液态含铅锌渣直接还原熔炼的方法，涉及一种熔融含铅锌氧化渣的冶炼方法。

背景技术

铅是发展国民经济的重要基础原材料，中国是全球最大的铅生产国和仅次于美国的第二铅消费国。铅的冶炼方法可以简单概括为传统法和直接炼铅法二大类。传统法即烧结－鼓风炉熔炼法（包括烧结机、烧结锅、烧结盘等）；直接炼铅法即取消硫化铅精矿烧结过程，生精矿直接入炉熔炼的方法。多年来传统的烧结－鼓风炉熔炼法一直是铅的主要生产方法，即使到目前，其产量依旧占世界铅产量的60%以上。但随着人类对环保、节能认识和要求的不断提高，烧结－鼓风炉熔炼法的缺点日显突出，新建的铅冶炼厂已大都采用了直接炼铅工艺来生产。

直接炼沿法可归纳为一段炉法，主要有前苏联开发的基夫赛特法和瓦纽科夫法、德国鲁奇公司开发的QSL法、瑞典波利顿公司开发的卡尔多法等，在一台炉中完成粗铅的冶炼过程。两段炉法有澳大利亚开发的氧气顶吹浸没熔炼法（又称澳斯麦特法、艾萨法），以及我国在上世纪80年代开发的水口山法（又称氧气底吹熔炼法－SKS），在两台炉中完成粗铅生产过程。

我国现有的炼铅技术主要采用水口山炼铅法、氧气顶吹浸没熔炼法（澳斯麦特法、艾萨法），尤其水口山炼铅法最为普遍。

水口山炼铅法又称氧气底吹熔炼法，是我国上世纪80年代在借鉴QSL法的基础上开发出来的。使用的反应器保留了QSL法的氧化段，而取消了还原段，氧气由熔池底部吹入，产出富铅渣和部分粗铅，富铅渣同样需要经铸渣机浇注成渣块，再送入鼓风炉还原熔炼，产出粗铅和炉渣。但和氧气顶吹浸没熔炼法不同，氧气底吹熔炼法的炉体结构简单，建设投资较小。和烧结－鼓风炉还原熔炼工艺相比，氧气底吹熔炼虽然较好地解决了氧化段烟气SO₂的污染问题，但由于氧气底吹熔炼技术本身的缺陷，大部分铅只能以铅的氧化物形态和石英、石灰石等熔剂一起造渣，铅一次还原率不到40%。由于高铅液态渣直接还原技术目前尚不成熟，从而不得不把约1200℃的高温熔融渣冷却成熔渣块后，再送鼓风炉内用焦炭加热至约1250℃进行高温还原熔炼，热能利用极不合理。

氧气顶吹浸没熔炼法（澳斯麦特法、艾萨法）是上世纪70年代澳大利亚开发成功的铜冶炼技术，后移植于铅的冶炼。该熔炼技术是在一个圆桶形的炉内，通过炉子顶端斜烟道的开孔，插入一支由空气冷却的钢制喷枪。喷枪位于内衬耐火材料的炉膛中央，头部埋于熔体中，燃料和空气通过喷枪直接喷射到高温熔融渣层中，产生燃烧反应并造成熔体的剧烈搅动，进行物料的氧化脱硫，产出部分粗铅和富铅渣。这样，在一个小空间内加入的炉料被迅速加热熔化并完成化学反应。调整喷枪的插入深度可以控制熔体搅拌强度，操作灵活，炉子能在较长时间内保持热稳定。熔炼产出的富铅渣经铸渣机浇注成渣块，再送入鼓风炉还原熔炼，生产粗铅和炉渣。顶吹熔池熔炼炉对入炉物料要求不高，不论是粒状物料还是粉状精矿、烟尘返料等，只要水分小于10%，均可直接入炉。若为粉状物料，经配料、制粒后入炉有利于降低烟尘率。该法由于主体设备结构简单，辅助、附属设备不复杂，与基夫赛特法、QSL法相比，基建投资较低。用氧化炉熔炼取代了传统炼铅工艺的烧结，氧化炉烟气量小、烟气SO₂浓度高，解决了烧结过程低浓度SO₂的污染问题，90%以上的硫得到回收利用，对环境污染小，且劳动工业卫生条件比传统法有很大改善。但由于氧化段只有约40%的铅以粗铅形式产出，富铅渣不能直接还原而必须浇注成渣块，高温富铅渣的大量显热无法利用，而在鼓风炉还原熔炼又需要配入大量的焦炭，因此其能耗很高。

上述工艺方法都较好地解决了长期困扰铅冶炼行业的SO₂烟气和铅尘的污染问题，但水口山炼铅法和氧气顶吹浸没熔炼法熔炼过程中产出的熔融铅氧化渣需要凝结铸块后再送鼓风炉还原，高温熔融铅氧化渣的热焓无法利用，同时鼓风炉还原需要消耗价格昂贵的块状冶金焦炭，增加了生产成本；另外，上述工艺方法冶炼产出的炉渣还需送烟化炉进一步处理，生产设备多，生产环节多，投资较大操作环境污染较重。

发明内容

本发明就是针对现有技术存在的问题，提供一种熔融液态含铅渣直接还原熔炼的方法。

上述目的是通过下述方案实现的：

一种熔融液态含铅渣直接还原熔炼的方法，其特征在于其熔炼过程的步骤包括：将熔融液态含铅渣经渣溜槽直接流入还原熔炼电炉的熔池中，并通过所述还原熔炼电炉炉顶加料装置同时加入碳质还原剂或/和物料，使含铅渣中铅、锌在还原熔炼电炉内还原烟化；产出粗铅、铅冰铜、含锌烟气和炉渣，炉渣、铅冰铜与粗铅澄清分层后，粗铅从放铅口虹吸放出，铅冰铜由冰铜口排出，还原烟化后炉渣由排渣口排出；还原产生的含锌烟气经还原熔炼电炉烟道排出，经配套的烟气处理装置回收含有价金属的烟尘后外排；在熔炼过程中，通过所述还原熔炼电炉上设置的喷吹孔通入氮气、压缩空气、还原性气体中的一种或多种搅动熔体。

根据上述的熔融液态含铅渣直接还原熔炼的方法，其特征在于其熔炼过程用电极补热，使熔池内渣层温度维持在1100～1300℃。

根据上述的熔融液态含铅渣直接还原熔炼的方法，其特征在于其熔炼过程碳质还原剂为焦碳、半焦、煤，粒度为20～200mm。

本发明的有益效果：

（1）能耗低

本发明直接冶炼处理熔融铅氧化渣，充分利用熔融铅氧化渣的热焓，节省能源。

（2）生产成本低

本发明的冶炼方法采用电极补热，同时通过喷吹通入氮气或压缩空气搅动熔体，提高碳质还原剂的利用率，且碳质还原剂可以是焦炭、半焦、煤；取代鼓风炉还原所用的冶金焦碳做为还原剂，节省冶炼成本。

（3）回收率高

本发明的冶炼方法实现熔融含铅渣中的有价元素的一次性回收，使熔炼后的弃渣含铅 <2%、锌 <2%、铜 <1%、金 <0.2g/t、银 <1g/t。

（4）操作环境好

本发明的冶炼方法熔融铅氧化渣直接进入还原熔炼炉中进行还原和烟化，且采用清洁电能为热源，取消了铸渣和吊运渣包的作业，可使操作环境进一步改善。

（5）造价低

本发明其熔炼过程在一台带喷吹的还原熔炼电炉中进行熔炼。

用一台还原熔炼炉代替鼓风炉和烟化炉，综合回收熔融铅氧化渣中铅、锌、铜及有价金属；并取消了浇铸机，即减少了生产设备、生产环节，又可大大节省工程投资。

附图说明

图1是本发明的方法流程图；

图2是本发明使用的装置的结构示意图；

图3是图2的A-A向视图。

具体实施方式

参见图1-3，本发明的一种熔融液态含铅渣直接还原熔炼的方法包括以下步骤：

①熔融液态含铅渣经渣溜槽8直接流入还原熔炼电炉1的熔池中，并通过还原熔炼电炉1炉顶加料装置2同时加入粒度为20～200mm的碳质还原剂或/和物料；

②还原熔炼电炉1通过电极9补热，使熔池内渣层温度维持在1100～1300℃。

③同时在熔池内通过气体喷吹口3通入氮气、压缩空气、还原性气体中的一种或多种搅动熔体，使含铅炉渣中大部分铅、锌在还原熔炼电炉内还原烟化；产出粗铅、铅冰铜、含锌烟气和炉渣，炉渣、铅冰铜与粗铅澄清分层后，还原熔炼电炉1的粗铅从放铅口4虹吸放出，铅冰铜由冰铜口5排出，还原烟化后炉渣由排渣口6排出；还原产生的含锌烟气经还原熔炼电炉烟道7排出，经配套的烟气处理装置回收含有价金属的烟尘后外排。

实施例1

处理含Pb 36%、Zn8%、Cu0.6%、Fe18%、CaO 10%、SiO₂ 16%（均为质量百分比含量）的熔融液态氧化铅渣，炉渣从渣溜槽（8）流入还原熔炼电炉（1）熔池时，通过炉顶加料装置（2）加入粒度为20～120mm的碳质还原剂，同时通过喷吹口（3）通入氮气或/和还原性气体搅动熔体，通过控制适宜的还原强度，使大部分铅、锌还原，产生的含锌烟气经电炉烟道（7）排出，经配套的烟气处理装置回收含铅、锌等有价金属的烟尘后外排；还原熔炼电炉的粗铅从放铅口（4）虹吸放出，冰铜由冰铜口（5）排出进一步处理，还原贫化后电炉渣由排渣口（6）排出，外排的弃渣含铅、锌小于2%、含银4～6g/t、含金小于0.1g/t、含铜小于0.1%；冰铜含铜～8%、含铅～30%、含硫～16%；粗铅品位大于97%；烟尘含锌大于45%、含铅小于30%。在还原熔炼过程中使用电极补热，使熔池内渣层温度维持在1100～1300℃。

实施例2

处理含Pb 15%、Zn6%、Cu0.5%、Fe26%、CaO 12%、SiO₂ 24%（均为质量百分比含量）的熔融液态氧化铅渣，炉渣从渣溜槽（8）流入还原熔炼电炉（1）熔池时，通过炉顶加料装置（2）加入粒度为80～200mm的碳质还原剂和石灰石，同时通过喷吹口（3）通入压缩空气或/和氮气搅动熔体，通过控制适宜的还原强度，使大部分铅、锌还原，产生的含锌烟气经电炉烟道（7）排出，经配套的烟气处理装置回收含铅、锌等有价金属的烟尘后外排；还原熔炼电炉的粗铅从放铅口（4）虹吸放出，冰铜由冰铜口（5）排出进一步处理，还原贫化后的炉渣由排渣口（6）排出，外排的弃渣含铅、锌小于2%、含银4～6g/t、含金小于0.1g/t、含铜小于0.1%；冰铜含铜～8%、含铅～30%、含硫～16%；粗铅品位大于96%；烟尘含锌大于45%、含铅小于30%。在还原熔炼过程中使用电极补热，使熔池内渣层温度维持在1100～1300℃。

Claims

1.一种熔融液态含铅渣直接还原熔炼的方法，其特征在于其熔炼过程的步骤包括：将熔融液态含铅渣经渣溜槽直接流入还原熔炼电炉的熔池中，并通过所述还原熔炼电炉炉顶加料装置同时加入碳质还原剂或/和物料，使含铅渣中铅、锌在还原熔炼电炉内还原烟化；产出粗铅、铅冰铜、含锌烟气和炉渣，炉渣、铅冰铜与粗铅澄清分层后，粗铅从放铅口虹吸放出，铅冰铜由冰铜口排出，还原烟化后炉渣由排渣口排出；还原产生的含锌烟气经还原熔炼电炉烟道排出，经配套的烟气处理装置回收含有价金属的烟尘后外排；在熔炼过程中，通过所述还原熔炼电炉上设置的喷吹孔通入氮气、压缩空气、还原性气体中的一种或多种搅动熔体。

2.根据权利要求1所述的熔融液态含铅渣直接还原熔炼的方法，其特征在于其熔炼过程用电极补热，使熔池内渣层温度维持在1100～1300℃。

3.根据权利要求1所述的熔融液态含铅渣直接还原熔炼的方法，其特征在于其熔炼过程碳质还原剂为焦碳、半焦、煤，粒度为20～200mm。