CN102634653B - 一种侧吹化料的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于冶金技术领域，公开了一种侧吹化料的生产方法，①造熔池；②正常化料：将铅锌共生矿与锌浸出渣按照任意比例组成混合物料，在温度1000～1300℃，过剩空气系数0.8～1.0下，30～60min内均匀加入混合物料、石灰石和粉煤，粉煤率为25～35%，石灰石加入量控制熔渣Si02/Ca0=1/(1.5～2)。加完料后，调整给煤量和鼓风量将过剩空气系数调到0.7～0.9。经过30～60min化料，物料中的铅还原成粗铅，锌及其他成分形成熔渣。化料完毕后，放出粗铅送铅精炼。避免高浸渣、铁渣污染问题，解决回转窑或烟化炉处理铅锌共生矿和锌浸出渣时不能分离铅锌金属的问题，且有利于连续生产。

Description

一种侧吹化料的生产方法
技术领域
本发明涉及一种侧吹处理全冷料（包括铅锌共生矿和锌浸出渣）的生产方法，属于冶金技术领域。
背景技术
铅锌共生矿是一种铅锌冶金原料，目前世界上铅锌共生矿回收有价金属的生产工艺主要有回转窑法、烟化炉法。由于铅锌共生矿铅锌金属共生，采用回转窑或烟化炉处理不能实现铅锌分离。 
锌浸出渣是湿法炼锌常规浸出过程产生的冶金渣。锌浸出渣后续处理方法有回转窑法、烟化炉法和高温高酸浸出法。由于锌浸出渣含硫较高且铅锌共存，采用回转窑法或烟化炉法处理，不能实现铅锌分离。高温高酸浸出法尽管能够实现铅锌分离，但除铁后的渣子含有重金属离子对环境会造成污染。 
铅锌共生矿和锌浸出渣都含有铅锌金属，采用回转窑法或烟化炉法挥发铅锌金属没有实现铅锌分离。近年来，侧吹炉新技术在铅、铜、锡、镍以及钢铁等冶金领域得到广泛运用，侧吹炉处理铅锌共生矿未见报道，侧吹炉处理锌浸出渣有一篇专利申请文献如下。
申请号为201110301756.6的发明专利《一种富氧侧吹炉处理锌浸出渣的冶炼方法》(审查中)，其特征在于包括如下步骤：(1)将锌浸出渣与还原剂、熔剂按照1∶0.2～0.25∶0.1～0.2进行计量配料，混合均匀后通过输送设备送到富氧侧吹炉炉顶，再通过炉顶固体料加料口连续加入炉内；(2)鼓入氧气浓度为45％～85％的富氧空气，在1300～1400℃条件下熔炼，熔炼产生的含银粗铅或含银冰铜沉入炉缸底部排出；(3)熔炼产生的炉渣进行烟化，炉渣中的锌、铟挥发进入烟气；(4)烟气经过余热锅炉冷却、收尘器和脱硫装置净化后排放，次氧化锌烟尘在余热锅炉和收尘器底部被收集。
上述《一种富氧侧吹炉处理锌浸出渣的冶炼方法》分两个阶段进行：第一阶段是还原过程，产出粗铅和冰铜，此时贵金属进入粗铅，铜和铅的硫化物进入冰铜；第二阶段是烟化过程，该阶段会产生低浓度SO2气体，因此需要脱硫处理。前后两个阶段采用不同的工艺条件导致烟气含SO2浓度会有较大变化，尾气处理方案较为复杂，处理成本较高。
专利号为Zl200510200331.0的发明专利《熔融铅氧化渣冶炼方法及装置》，包括以下两个阶段：第一阶段为还原过程：将铅氧化渣和熔剂从侧吹炉上炉体的加料口加入，进行还原熔炼，炉体内的熔池温度为1050～1250℃；将空气和还原剂经下炉体的喷嘴入口喷入熔池，吹入空气的氧气浓度为21％～40％；铅氧化渣在炉体内还原熔炼，产出粗铅、粗铅由底部炉体的虹吸口放出并铸锭，含铅烟尘从上炉体的排烟口顺序排至余热锅炉和收尘器被收集；第二阶段为烟化过程：经第一阶段还原后的炉渣在炉体内继续进行第二阶段烟化吹炼，炉体内熔池温度为1150～1300℃；空气和还原剂通过喷嘴入口从炉侧喷入熔池，吹入空气的氧气浓度为21％～40％；使锌、锗、铟、银以及残余铅有价金属产生烟化挥发，余渣从下炉体的排渣口排出。该专利包括还原阶段与烟化阶段，但该方法用于处理熔融铅氧化渣，所以在烟化阶段不会产出低浓度SO2气体，但不适合全冷料处理或处理铅锌共生矿锌浸出渣。
由于锌浸出渣和铅锌共生矿都含有铅锌金属，为了实现铅锌分离，本发明侧吹化料时炉内以还原气氛为主，采用比铅锌金属烟化时略低的温度，目的实现铅被还原进入粗铅而锌被熔化进入熔渣。由于化料时控制的技术条件相对稳定，进入烟气中的SO2浓度波动小，便于工业连续生产。
发明内容
为了实现全冷料处理，开炉时需要造熔池，本发明通过侧吹炉进行造熔池、正常化料两步处理铅锌共生矿、锌浸出渣，产出粗铅和熔渣，实现铅锌分离。除了开炉时需要造熔池外，正常化料时进入烟气中的SO2浓度稳定，便于工业连续生产。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案，一种侧吹化料的生产方法：
①造熔池
先将木柴在炉底铺1～2米，其上再铺1～2米焦炭，点燃木柴升温。1～2小时后供粉煤，待炉内温度升到900～1200℃时，在30～60min内均匀投入铅锌共生矿或锌浸出渣，经过1～2小时后，在炉底形成深度为0.8～1.2m的熔池。
②正常化料
将铅锌共生矿与锌浸出渣组成混合物料。在温度1000～1300℃，过剩空气系数0.8～1.0下，30～60 min内均匀加入混合物料、石灰石和粉煤，粉煤率为25～35%，石灰石加入量控制熔渣Si02/Ca0=1/(1.5～2)。
加完料后，通过调整给煤量和/或鼓风量将过剩空气系数调到0.7～0.9。 经过30～60 min化料，物料中的铅还原成粗铅，锌及其他成分形成熔渣。
化料完毕后，放出粗铅送铅精炼，熔渣放出后送下一道工艺还原挥发处理。产出的高温烟气经过余热回收、收尘和脱硫后，烟气达标排放，烟尘送铅粗炼系统。然后进行下一轮的正常化料作业。
所述步骤②混合物料中铅锌共生矿与锌浸出渣比例为1: 2～5。
本发明具有以下有益效果：
1） 本发明采用侧吹炉化料处理铅锌共生矿和锌浸出渣，能够避免高温高酸浸出法处理锌浸出渣时产生的高浸渣、铁渣污染问题。 同时也能解决回转窑或烟化炉处理铅锌共生矿和锌浸出渣时不能分离铅锌金属的问题。 
2） 与申请号为201110301756.6的发明专利《一种富氧侧吹炉处理锌浸出渣的冶炼方法》——先产还原后烟化的技术相比，有效避免了其前后两阶段因技术条件不同导致的烟气含SO2浓度波动大，本发明烟气SO2浓度相对稳定，更利于工业连续生产。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例1
采用床面积6m2的侧吹炉，先将木柴在炉底铺1.2米，其上再铺1.8米焦炭（含C76%），点燃木柴，鼓风3000Nm3/h，经过1小时后，鼓风量调至22000Nm3/h，均匀供粉煤（含C55%，粒度小于0.127mm占80%以上）4t/h，待炉内温度升到900℃时，在30min内均匀投入铅锌共生矿20t，经过1小时后形成深度为0.95m的熔池。
铅锌共生矿（Pb3.5%、Zn13.4%、S0.3%、SiO211.2%、CaO12.6%）与锌浸出渣（Pb7.4%，Zn17.0%、S5.8%、SiO24.8%、CaO1.2%）按照1:2的比例组成混合物料，40min内均匀加入25t混合物料、5t石灰石（CaO52%）和3.5t粉煤，鼓风量26000 Nm3/h（过剩空气系数0.9）。
化料温度1100℃，鼓风量调到27000 Nm3/h （过剩空气系数0.85），40 min内加入粉煤4t，化料完毕后，产出粗铅1.58t(含Pb98%)，产出熔渣26.7t（含Zn17.7%,Pb1.0%）。产出的高温烟气经过余热回收、收尘及脱硫后，烟气（SO2浓度300mg/m3）达标排放。85%的铅形成粗铅，98.5%的锌进入熔渣。化料过程床能力50t/m2.d。
实施例2
采用床面积6m2的侧吹炉，先将木柴在炉底铺1.8米，其上再铺1.6米焦炭（含C76%），点燃木柴木柴，鼓风3000Nm3/h，经过1.6小时后，鼓风量调至19000Nm3/h，均匀供粉煤（含C55%，粒度小于0.127mm占80%以上）3.5t/h，待炉内温度升到1000℃时，在50min内均匀投入锌浸出渣25t，经过1.5小时后形成深度为1.19m的熔池。
铅锌共生矿（Pb5.0%、Zn10.4%、S0.4%、SiO210.5%、CaO9.6%）与锌浸出渣（Pb5.6%，Zn18.2%、S7.2%、SiO26.6%、CaO0.8%）按照1:5的比例组成混合物料，60min内均匀加入35t混合物料、10t石灰石（CaO52%）和5t粉煤，鼓风量26000 Nm3/h（过剩空气系数0.95）。
化料温度1100℃，鼓风量24000 Nm3/h （过剩空气系数0.8），40 min内加入粉煤5.5t，化料完毕后，产出粗铅2.15t(含Pb98.2%),产出熔渣39.85t（含Zn19.1%,Pb1.1%）。产出的高温烟气经过余热回收、收尘及脱硫后，烟气（SO2浓度350mg/m3）达标排放。83%的铅形成粗铅，98%的锌进入熔渣。化料过程床能力56t/m2.d。

Claims (3)

1.一种侧吹化料的生产方法，采用以下步骤，
①造熔池：先在炉底铺1～2米高的木柴，其上再铺1～2米高的焦炭，点燃木柴升温；将炉内温度升到900～1200℃时，在30～60min内均匀投入铅锌共生矿或锌浸出渣，经过1～2小时后，在炉底形成深度为0.8～1.2m的熔池；
②正常化料：将铅锌共生矿与锌浸出渣组成混合物料，在温度1000～1300℃，过剩空气系数0.8～1.0，30～60 min内均匀加入混合物料、石灰石和粉煤；加完料后，将过剩空气系数调到0.7～0.9，经过30～60 min化料，物料中的铅还原成粗铅，锌及其他成分形成熔渣；
化料完毕后，放出粗铅送铅精炼，熔渣放出后送下一道工艺还原挥发处理。
2.如权利要求1所述的一种侧吹化料的生产方法，其特征在于，所述步骤②正常化料中调低过剩空气系数的方法为调整给煤量和/或鼓风量。
3. 如权利要求1-2任一项所述的一种侧吹化料的生产方法，其特征在于，所述步骤②混合物料中铅锌共生矿与锌浸出渣比例为1: 2～5。
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