CN103882243A - 清洁生产平衡炼铅工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种清洁生产平衡炼铅工艺。其工艺步骤是:成份不同的铅精矿按一定比例进料兑料,组成成分均一的混合矿,与辅料一起制粒,运往底吹炉进行氧化熔炼;底吹炉氧化熔炼产出一次粗铅和高铅渣,同时产出含硫浓度较高的烟气,进行制酸;高温液态高铅渣直接流入还原炉进行还原熔炼,生成二次粗铅和炉渣;在还原炉中,高铅渣中的铜、锑、铋、金、银等有价金属绝大部分都被还原进入粗铅中;还原炉产出的炉渣,以熔融状态采用渣包或自流进入烟化炉进行还原挥发熔炼,产出氧化锌;一次粗铅和二次粗铅送火法精炼和电解精炼,得到铅浮渣、电解铅、阳极泥;对铅浮渣处理得到铅、铜、铟等金属,对阳极泥处理回收得到铅、锑、铋、碲、金、银金属。
Description
技术领域
本发明涉及一种有色金属冶炼方法,尤其涉及清洁生产平衡炼铅工艺。
背景技术
我国铅工业在发展的过程中,是以牺牲环境、资源消耗为代价的;传统的铅冶炼工艺长期以来是以烧结—鼓风炉还原冶炼占主要地位,即便目前采用的富氧底吹熔炼—鼓风炉还原工艺,最终排放的烟气仍无法达到日益严格的环境保护要求,还有整个冶炼过程能源消耗高、操作条件差、资源综合利用程度低等问题。
粗铅冶炼工艺国内现在通常使用的是富氧底吹熔炼—鼓风炉还原工艺,综合能耗较高,吨铅综合耗能平均高达0.460t标准煤,虽然能满足国家发改委发布的《产业结构调整指导目录(2007年本)》中的限制类条款综合耗能0.60t标准煤,但根据国内铅行业技术发展现状,仍然存在能耗偏高的情况(全底吹炉熔池熔炼、基夫赛特闪速熔炼、底吹炉——侧吹炉全熔池熔炼等工艺吨铅能耗为0.280 t标准煤),再者虽然鼓风炉烟气经除尘脱硫后能够达标排放,但由于烟气量大,仍然存在着排放量大、能源浪费等问题,无法达到日益严格的环境保护要求,操作环境差,无组织排放点多,低空污染严重。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足,提出一种清洁生产平衡炼铅工艺,将现有氧气底吹炉+鼓风炉生产系统经过改进,实现清洁生产。
本发明是这样实现的,清洁生产平衡炼铅工艺,包括以下步骤。
(1)成份不同的铅精矿按一定比例进料兑料,组成成分均一的混合矿,与石灰石粉、石英石粉、铅氧化矿、铅银渣等熔剂物料按比例进行配料,再加上生产过程中产生的烟灰,经过湿润混合制粒等过程,制备出物化性能合适的混合球料,运往底吹炉工序进行氧化熔炼。
(2)底吹炉氧化熔炼除去原料中的大部分硫,使硫化铅氧化成氧化铅,并产出一次粗铅和符合双侧吹液态渣直接还原炉(以下简称还原炉)还原熔炼的高铅渣,同时产出含硫浓度较高的烟气,烟气经降温、除尘后送制酸工序进制酸。
(3)将高温液态高铅渣直接流入还原炉进行还原熔炼,采用天然气为燃料,氧气为助燃材料,同时加入返回的还原炉烟灰、氧化矿及少量用作还原剂的碎煤或碎焦,在还原炉中,碎煤(或碎焦)及部分天然气和熔融高铅渣中的PbO反应生成二次粗铅和炉渣,大部分部分天然气则和鼓入炉内的氧气反应补充热量;通过调整进入炉内的碎煤(或碎焦)、天然气、氧气的比例来控制炉内的还原气氛的强弱,从而到达降低渣含铅的目的;在液态渣直接还原炉还原过程中高铅渣中的铜、锑、铋、金、银等有价金属绝大部分都被还原进入粗铅中,只有很少的进入还原炉渣中。
(4)将液态渣直接还原炉产出的炉渣,以熔融状态采用渣包或自流进入烟化炉进行还原挥发熔炼,产出氧化锌。
(5)将一次粗铅和二次粗铅送火法精炼和电解精炼工序,得到铅浮渣、电解铅、阳极泥;对铅浮渣处理得到铅、铜、铟等金属,对阳极泥处理回收得到铅、锑、铋、碲、金、银金属。
本发明的清洁生产平衡炼铅工艺,有以下优点。
(1)环境污染少。
铅硫化矿无论品位高低均可直接送入密封的熔炼炉中进行熔炼,熔炼炉采用微负压操作,避免了烟气的外逸。同时,由于采用氧气熔炼,可保证出炉烟气SO2浓度>8%(已考虑了炉顶的漏风),满足两转两吸制酸要求,充分回收SO2,可彻底解决SO2的污染问题。
采用液态渣还原炉替代鼓风炉,可有效解决鼓风炉烟气量大、无组织排放点多、低空污染严重、操作环境差、能耗高等问题。
由于天然气反应后产出的是CO2、和水蒸汽,因此还原炉采用天然气为燃料替代粉煤或者煤气,可有效的减少煤气或者粉煤燃烧后产生的SO2、As的氧化物、粉尘等对污染环境的危害。
铅炉渣经过了烟化处理后,含铅、锌较低,是优质的水泥原料。
熔炼作业过程不需要物料返粉作业,配料系统流程短,扬尘点极少;同时,熔炼炉加料口采用气封,出铅口和出渣口设置通风罩,可保证操作岗位铅尘含量低于国家排放标准。
(2)能耗低。
清洁生产平衡炼铅工艺中还原炉与传统的鼓风炉工艺相比,减少由底吹炉高铅渣冷却铸块后再次熔化所消耗的热能损失,直接将液态高铅渣自流进入还原炉熔炼,采用天然气作为还原炉的燃料,每吨粗铅消耗天然气110m3,核算成标准煤为143公斤,远小于鼓风炉500公斤标准煤每吨铅的能耗。
(3)投资省。
与国内炼铅工艺相比,本发明设备、技术软件和厂房费用低,基础建设投资省,相同生产规模投资可节省30%-50%。
(4)生产成本低。
本发明由于使用了较为清洁的能源为燃料,加之又利用了高铅渣自身的热量来进行还原熔炼,大大提高了能量的利用效率,减少了能源的使用费用,从而使生产成本降低。
(5)对原料的适应性强。
熔池熔炼既可直接处理各种品位的铅精矿、铅氧化矿,又可同时处理各种再生铅原料,如铅膏、铅银渣等。
附图说明
图1是清洁生产平衡炼铅工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例来详细解释本发明所提供的技术方案,但不作为对本发明权利要求保护范围的限制。
在下面的实施例中,采用的铅原料为铅精矿,其按总质量百分比计的主要成分如下:
Pb:45.3;S:16.6;SiO2: 7.3;Fe:11.6;CaO:1.63 ;Sb:1.94;Zn:5.74;Cu:1.62;Ag:2500g/t。
如图1所示,把该铅精矿配料后,送氧气底吹炉进行熔炼,产生一次粗铅和高铅渣,高铅渣流入还原炉进行还原熔炼,产生二次粗铅和炉渣,炉渣通过渣包或者自流的方式送入烟化炉进行还原挥发熔炼,得到氧化锌;产出的一、二次粗铅送火法精炼和电解精炼工序,得到铅浮渣、电解铅、阳极泥;对铅浮渣处理得到铅、铜、铟等金属,对阳极泥处理回收得到铅、锑、铋、碲、金、银金属。
实施例所取得的技术指标取下。
项目 | 单位 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
氧气底吹熔炼有效作业时间 | h | 7000 | 7200 | 7500 |
氧气底吹熔炼工业氧气消耗量 | m3/t | 1017 | 872 | 760 |
一次粗铅产出率 | % | 30 | 35 | 40 |
高铅渣含铅 | % | 45 | 43 | 48 |
还原炉有效作业时间 | h | 7000 | 7200 | 7500 |
二次粗铅产出率 | % | 90 | 92 | 93 |
还原炉天然气消耗量 | m3/t | 115 | 110 | 108 |
还原炉氧气消耗量 | m3/t | 100 | 98 | 98 |
还原炉渣含铅 | % | 1.8 | 1.5 | 1.3 |
制酸后尾气含SO2 | mg/m3 | 381 | 376 | 368 |
Pb回收率 | % | 98 | 98.5 | 98.3 |
S回收率 | % | 98 | 98.2 | 98.1 |
Ag回收率 | % | 97 | 98 | 98.5 |
Au回收率 | % | 99 | 99.5 | 99.5 |
Claims (2)
1.清洁生产平衡炼铅工艺,其特征在于由以下步骤组成:
(1)成份不同的铅精矿按一定比例进料兑料,组成成分均一的混合矿,与石灰石粉、石英石粉、铅氧化矿、铅银渣等熔剂物料按比例进行配料,再加上生产过程中产生的烟灰,经过湿润混合制粒等过程,制备出物化性能合适的混合球料,运往底吹炉工序进行氧化熔炼;
(2)底吹炉氧化熔炼除去原料中的大部分硫,使硫化铅氧化成氧化铅,并产出一次粗铅和符合双侧吹液态渣直接还原炉(以下简称还原炉)还原熔炼的高铅渣,同时产出含硫浓度较高的烟气,烟气经降温、除尘后送制酸工序进制酸;
(3)将高温液态高铅渣直接流入还原炉进行还原熔炼,采用天然气为燃料,氧气为助燃材料,同时加入返回的还原炉烟灰、氧化矿及少量用作还原剂的碎煤或碎焦,在还原炉中,碎煤(或碎焦)及部分天然气和熔融高铅渣中的PbO反应生成二次粗铅和炉渣,大部分部分天然气则和鼓入炉内的氧气反应补充热量;通过调整进入炉内的碎煤(或碎焦)、天然气、氧气的比例来控制炉内的还原气氛的强弱,从而到达降低渣含铅的目的;在液态渣直接还原炉还原过程中高铅渣中的铜、锑、铋、金、银等有价金属绝大部分都被还原进入粗铅中,只有很少的进入还原炉渣中;
(4)将液态渣直接还原炉产出的炉渣,以熔融状态采用渣包或自流进入烟化炉进行还原挥发熔炼,产出氧化锌;
(5)将一次粗铅和二次粗铅送火法精炼和电解精炼工序,得到铅浮渣、电解铅、阳极泥;对铅浮渣处理得到铅、铜、铟等金属,对阳极泥处理回收得到铅、锑、铋、碲、金、银金属。
2.根据权利要求1所述的清洁生产平衡炼铅工艺,其特征在于:所述还原炉采用的燃料为天然气,助燃材料为氧气。
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