CN103017523B - 富氧侧吹熔化还原炉及富铅物料炼铅方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种富氧侧吹熔化还原炉，其炉膛的下部设有多个出口，炉膛的顶部设有加料口以及烟气通道，炉膛的中部设有一次风口，其特征在于：炉膛的中部还设有喷煤口。本发明还公开了一种基于上述还原炉的富铅物料炼铅方法，包括装样、富氧还原熔炼、产物处理等步骤。本发明的炼铅方法中，煤的燃烧效率高，可使用低价的烟块煤作为燃料，节能环保，提高了经济效益。本发明可减短熔炼时间，还让铅还原的更加充分，炉渣中的含铅量相较于富氧前也有所降低。
Description
技术领域
本发明属于有色金属冶炼技术领域，具体涉及到一种富氧侧吹熔化还原炉及富铅物料炼铅方法。
背景技术
富氧是应用物理或化学方法将空气中的氧气进行收集，使收集后气体中的富氧含量≥21%。现有的富氧方式主要有增压增氧、制氧机制氧和化学制氧等。
简单来讲，富氧燃烧是指用比通常空气（含氧21%）含氧浓度高的富氧空气进行燃烧，它是一项高效节能的燃烧技术，在玻璃工业、冶金工业及热能工程领域均有应用。优势与用普通空气燃烧有以下优点： 1、高火焰温度和黑度；2、加快燃烧速度，促进燃烧安全；3、降低燃料的燃点温度和减少燃尽时间；4、降低过量空气系数，减少燃烧后的烟气量；5、和其它CO2控制技术相比较，具有竞争力；6、既适合新建锅炉，又适合旧锅炉的改造；7、NOx的重大减少；8、更少的烟气排放；为整合其它污染物的控制，提供了一条新的途径。
而再生铅主要用火法生产。即通过还原炉或其他炉中将待处理的废旧铅酸蓄电池物料通过煤燃烧产生的高温熔化为液体，并经过一系列处理得到粗铅，为之后的纯铅和铅合金的铸造提供原材料。这其中设计到燃烧供热，故而富氧燃烧为提供燃料利用率创造了一条新途径。
在现有技术中，还原炉一般由火室和炉膛构成，通过人工加无烟块煤，存在着煤燃烧不充分、能效低、工人劳动强度大甚至有安全隐患等问题。此熔化还原炉的金属还原及热的利用还未达到最佳效果，有必要通过技术改进，让煤得到最大程度的燃烧放热，提供更加稳定的温度以提高熔化还原炉的工作效率，促进对废旧铅酸蓄电池的再生回收。
发明内容
本发明的目的在于针对现有熔炼炉的不足，提供一种富氧侧吹熔化还原炉，其能够提高煤的燃烧率，让其充分燃烧，从而减少因不充分燃烧而产生的气体污染；能够提高熔化还原炉中的热量利用率，并提供一个温度稳定的热工作环境；从而让铅物料溶解的更加充分均匀。
本发明的另一目的是提供一种富铅物料炼铅方法。
富氧侧吹熔化还原炉，其炉膛的下部设有多个出口，炉膛的顶部设有加料口以及烟气通道，炉膛的中部设有一次风口，其特征在于：炉膛的中部还设有喷煤口。
进一步的，喷煤口的位置低于一次风口。
富铅物料炼铅方法，其特征在于采用上述富氧侧吹熔化还原炉，所述富氧侧吹熔化还原炉从下至上依次包括第一出口、第二出口、第三出口，具体包括如下步骤：
（1）装样：废旧铅酸蓄电池物料通过加料口送入到炉膛中；
（2）富氧还原熔炼：在一次风口送入富氧空气，风速为150～250m/s，通过喷煤口喷入粉化好的烟煤，调节氧过剩系数α值0.3～1.0，使粉化好的烟煤在炉膛内充分燃烧，对废旧铅酸蓄电池物料加热并保持其温度为1200～1250℃；
（3）产物处理：粗铅从第一出口输出，而烟尘则通过烟气通道进入统一的烟气布袋除尘管道系统进行布袋除尘及脱硫处理，废渣从第二出口输出，其它硬头材料则从第三出口输出。
进一步的，步骤（2）中富氧空气中氧气的体积浓度为25～50%。
进一步的，步骤（2）的时间控制在4～6小时。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
（1）从侧面鼓入的进炉膛的富氧空气使燃料烟粉煤充分燃烧，从而使炉膛内始终保持高温熔融状态，加快铅物料的还原氧化，即减短熔炼时间，也让铅还原的更加充分。
（2）与传统的熔炼炉相比，采用本发明熔炼炉及炼铅工艺，煤的燃烧效率高，可使用低价的烟块煤作为燃料，节能环保，且每吨废旧铅酸蓄电池物料的煤用量由250kg无烟煤降为了200kg烟块煤，提高了经济效益。整个工艺铅回收率大于75%，富氧侧吹熔化还原炉烟尘率控制在10～15%，炉渣中的含铅量相较于富氧前也有所降低。
（3）本发明采用自动喷粉煤到冶炼的炉膛中，故省去了火室这一部分。
附图说明
图1为本发明熔化还原炉整体结构示意图；
图2为本发明的炼铅工艺流程图。
图中示出： 1，炉缸；2，第一出口；3，第二出口；4，第三出口；5，一次风口；6，加料口；7，烟气通道；8，喷煤口；9，炉膛；10，炉底。
具体实施方式
本发明所述的熔化还原炉主要是用来熔炼来自于废铅酸蓄电池（包括从汽车、电动自行车、电动摩托车等领域报废或替换下来的各类废旧铅酸蓄电池）上的回收铅。
熔化还原炉使用的原理就是，从加料口6装入需要熔炼的物料，再通过与喷煤口8连接的自动喷煤机直接向炉膛9中喷入粉烟煤，同时从一次风口5通入一定浓度、一定风速、一定压力的富氧空气进入炉膛9中，粉煤会充分燃烧，放出大量的热，炉膛的设计使得炉内保持恒温，熔炼金属物料，粗金属从第一出口2输出，烟尘通过烟气通道7进入统一的烟气布袋除尘管道系统进行布袋除尘，废渣从第二出口3输出，再拿去作后续处理，其它硬头材料则从第三出口4输出。
实施例1
（1）装样：经初步处理后的10t废旧铅酸蓄电池物料通过加料口6送入炉膛9；
（2）富氧还原熔炼：在一次风口送入O2浓度为25%的富氧空气，一次风口压力为0.08MPa，风速150m/s，通过喷煤口喷入粉化好的烟煤，调节氧过剩系数α值0.3，使粉化好的烟煤在炉膛内充分燃烧，对废旧铅酸蓄电池物料加热并保持其温度为1200～1250℃；还原反应5h，生成7.5t粗铅；
（3）产物处理：粗铅从第一出口输出，之后被运往鼓风炉进行二级冶炼，而烟尘则通过烟气通道进入统一的烟气布袋除尘管道系统进行布袋除尘及脱硫处理，废渣从第二出口输出，再拿去作后续处理，其它硬头材料则从第三出口输出。
实施例2
（1）装样：经初步处理后的10t废旧铅酸蓄电池物料通过加料口6送入炉膛9；
（2）富氧还原熔炼：在一次风口送入O2浓度为50%的富氧空气，一次风口压力为0.16MPa，风速250m/s，通过喷煤口喷入粉化好的烟煤，调节氧过剩系数α值1.0，使粉化好的烟煤在炉膛内充分燃烧，对废旧铅酸蓄电池物料加热并保持其温度为1200～1250℃；还原反应5h，生成8t粗铅；
（3）产物处理：粗铅从第一出口输出，之后被运往鼓风炉进行二级冶炼，而烟尘则通过烟气通道进入统一的烟气布袋除尘管道系统进行布袋除尘及脱硫处理，废渣从第二出口输出，再拿去作后续处理，其它硬头材料则从第三出口输出。
实施例3
（1）装样：经初步处理后的10t废旧铅酸蓄电池物料通过加料口6送入炉膛9；
（2）富氧还原熔炼：在一次风口送入O2浓度为40%的富氧空气，一次风口压力为0.12MPa，风速200m/s，通过喷煤口喷入粉化好的烟煤，调节氧过剩系数α值0.7，使粉化好的烟煤在炉膛内充分燃烧，对废旧铅酸蓄电池物料加热并保持其温度为1200～1250℃；还原反应5h，生成7.7t粗铅；
（3）产物处理：粗铅从第一出口输出，之后被运往鼓风炉进行二级冶炼，而烟尘则通过烟气通道进入统一的烟气布袋除尘管道系统进行布袋除尘及脱硫处理，废渣从第二出口输出，再拿去作后续处理，其它硬头材料则从第三出口输出。
对比例1
与实施例3相比，用普通空气替换富氧空气，风速也为200m/s，还原反应5h，生成7.0t粗铅。
本发明提出了一种富氧侧吹熔化还原炉及富铅物料炼铅方法，所述还原炉为添加了自动喷煤机和富氧机的熔化还原炉。该方法包括装料、富氧还原熔炼、炉渣烟化处理、含铅烟尘回用、SO2吸收等工艺过程。本发明是使用富氧侧吹熔化还原炉，炉膛内的烟粉煤充分燃烧放热，使炉内熔体可以一直保持高温熔融状态，这样可以提高还原炉的冶炼效率。本发明的熔化还原炉，其熔炼能力强大，一般的还原炉的处理能力只有2～3t，而我们的熔化还原炉每一炉的处理量可以达到10t。
Claims (3)
1.富铅物料炼铅方法，采用富氧侧吹熔化还原炉，其炉膛的下部设有多个出口，炉膛的顶部设有加料口以及烟气通道，炉膛的中部设有一次风口，炉膛的中部还设有喷煤口，喷煤口的位置低于一次风口，所述富氧侧吹熔化还原炉从下至上依次包括第一出口、第二出口、第三出口，其特征在于具体包括如下步骤：
（1）装样：废旧铅酸蓄电池物料通过加料口送入到炉膛中；
（2）富氧还原熔炼：在一次风口送入富氧空气，风速为150～250m/s，通过喷煤口喷入粉化好的烟煤，调节氧过剩系数α值0.3～1.0，使粉化好的烟煤在炉膛内充分燃烧，对废旧铅酸蓄电池物料加热并保持其温度为1200～1250℃；
（3）产物处理：粗铅从第一出口输出，而烟尘则通过烟气通道进入统一的烟气布袋除尘管道系统进行布袋除尘及脱硫处理，废渣从第二出口输出，其它硬头材料则从第三出口输出。
2.根据权利要求1所述的富铅物料炼铅方法，其特征在于步骤（2）中富氧空气中氧气的体积浓度为25～50%。
3.根据权利要求1所述的富铅物料炼铅方法，其特征在于步骤（2）的时间控制在4～6小时。
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