CN104131175B - 一种用于粗铅冶炼的还原剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于粗铅冶炼的还原剂，属于粗铅冶炼技术领域。该还原剂由以下重量份数的组分制成：烟尘1100～1600份、细煤1300～1700份、石灰石粉300～700份和适量水。本发明的有益效果是：该还原剂能够大大提高还原效率，从而达到减少还原剂用量，降低生产成本的目的。
Description
技术领域
本发明属于粗铅冶炼技术领域，具体涉及一种用于粗铅冶炼的还原剂。
背景技术
综合冶炼厂6万吨铅冶炼项目采用“双底吹冶炼工艺(底吹氧化+底吹还原)”来完成粗铅冶炼过程，其中还原炉的设计采用底部喷入粉煤来完成还原过程，该设计存在以下主要缺点：
1、粉煤喷吹系统对于粉煤要求高(水分小于1.0％、粒度75％小于200目，且不能有任何杂物)，否则易在给煤和输送过程堵塞，造成系统停止粉煤供应，造成粗炼系统停炉，以此原因年影响作业率15％以上，年停炉时间至少在50天以上，造成成本支出2000万元以上；
2、粉煤因比重较轻且疏水性强，在喷入过程中与熔体接触面小，流速快，其还原性并不强(当然有部分生成CO，但量少)，在QSL工艺和已投产的两家类似工厂已得到实际验证；
3、当炉渣渣型不好、粘度上升时，喷入粉煤易形成泡沫渣，危及操作安全；
4、过量的粉煤在熔池表面燃烧或者带入余热锅炉再次燃烧，加大了余热锅炉的热负荷，甚至可能局部过热而影响其安全性；
5、因喷吹的粉煤还原性能不好，必须从顶部加入大量的粒煤来补充还原性，同样因粒煤的比重问题，粒煤无法彻底被搅拌进入熔池参加还原，造成粒煤漂浮在熔池表面，造成极大浪费。
因此，如何延长还原剂在熔体中的停留时间、创造更好地还原动力学条件，提高还原效率，进而减少还原剂的用量、提高还原炉作业率、减少运行成本成为了亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供了一种用于粗铅冶炼的还原剂，该还原剂能够大大提高还原效率，从而达到减少还原剂用量，降低生产成本的目的。
本发明所采取的技术方案是一种用于粗铅冶炼的还原剂，该还原剂由以下重量份数的组分制成：烟尘1100～1600份、细煤1300～1700份、石灰石粉300～700份和适量水。
优选的，该还原剂由以下重量份数的组分制成：烟尘1250～1500份、细煤1400～1600份、石灰石粉400～600份和适量水。
特别优选的，该还原剂由以下重量份数的组分制成：烟尘1400份、细煤1500份、石灰石粉500份和适量水。
优选的，所述烟尘由氧化铅矿或低硫含铅物料中的一种替代，或它们的混合物替代。
优选的，所述烟尘的粒度≤100目，细煤的粒度为1～3mm，石灰石粉的粒度≤3mm。
本发明还提出一种用于粗铅冶炼还原剂的制备方法，按配比，称取烟尘、细煤和石灰石，混匀，加入水搅拌，制成颗粒状，即可。其中，制粒时可采用圆盘制粒机进行制粒。
本发明还提出一种由上述制备方法制得的还原剂。
优选的，所述还原剂的粒径为10～15mm，比重≥2g/cm3。特别优选的，还原剂的粒径为11mm、12mm、13mm和14mm。经试验验证，在还原剂的粒径＞15mm时，粒径过大，会使还原剂过长时间停留在熔体之中，形成泡沫渣，甚至产生炉结，从而影响还原效率。在还原剂的粒径＜10mm时，粒径过小，会使还原剂飘散在炉内，还原效果不佳。本发明所得还原剂的比重＜2g/cm3时，会造成还原剂无法高效落入被还原的熔体中，影响还原效果。
本发明所得还原剂经1.5m高度自由落地不碎裂，是为了保证还原剂在落入待需被还原的熔体时，还保持颗粒状形状，从而有效地让还原剂与熔体接触，提高还原效果。若还原剂经1.5m高度自由落地碎裂，形成粉末和较小颗粒，将会漂浮在被还原熔体的表面，还原效果极差。
本发明还提出一种粗铅冶炼的方法，将所述的还原剂从冶炼粗铅的底吹还原炉顶部加入，即可。
本发明中，烟尘来自于粗铅冶炼还原过程中产生的烟尘，通过烟尘的加入，能提高所得还原剂颗粒的粘结度和重度，在还原剂从顶部加入时，不会变成粉末，从而提高还原效率。低硫含铅物料是指含硫重量百分比为3.0％以下的含铅物料，采用低硫含铅物料一是不会对粗铅的还原过程产生不利影响，二是不会增加后续的烟气脱硫的工艺。
本发明的有益效果在于：
(1)利用本发明所得还原剂冶炼粗铅，能取消粉煤制备和输送工序，按4t/h的生产能力计算，可以减少对粉煤制备和输送装置的投资约450万元，还可以减少粉煤的加工成本，按加工每吨粉煤35元的成本计算，每年能节约加工成本35万元。
(2)使用底吹还原炉冶炼粗铅时，可取消粉煤喷吹系统，按6000t铅/a的生产能力计算，可以减少对粉煤喷吹系统所需投资的300万元，喷吹载体空气(专用压缩空气设备)所需投资的50万元，节约运行费用130万元/年。
(3)采用本发明方法冶炼粗铅，还能大大节约人力成本，其中可减少岗位操作人员30人，节约工资成本120万元。
(4)还可减少因粉煤制备和粉煤喷吹故障而造成的停炉时间，按通常故障率计算，全年故障时间约为50天，每年需多支出直接运行成本2000万元。
(5)本发明在使用底吹还原炉冶炼粗铅时，改变了从底部加入还原剂的传统方式，且采用了特定组分及用量制成颗粒状的还原剂，克服了从顶部加入还原剂效果差的难题，使还原效率得到了显著的提高，平均还原效率提高30％以上，从而减少还原剂的用量，降低生产成本。
具体实施方式
为使本领域技术人员详细了解本发明的生产工艺和技术效果，下面以具体的生产实例来进一步介绍本发明的应用和技术效果。
实施例1：
按配比，称取粒度为100目的烟尘1400份、粒度为2mm的细煤1500份和粒度为3mm的石灰石500份，混匀，加入适量水搅拌，制成颗粒状，得粒径为10～15mm，比重为2.2g/cm3的用于冶炼粗铅的还原剂。该还原剂经1.5m高度自由落地不碎裂。
在底吹氧化过程产生的高铅渣以高温液态形式流入到底吹还原炉后，首先通过顶部加入上述还原剂，然后将高铅渣的温度由1000℃升高至1200℃，保持1200℃的温度2小时，完成该批次的高铅渣还原过程。
实施例2：
按配比，称取粒度为120目的烟尘1250份、粒度为1mm的细煤1600份和粒度为2mm的石灰石600份，混匀，加入适量水搅拌，制成颗粒状，得粒径为10～15mm，比重为2.4g/cm3的用于冶炼粗铅的还原剂。该还原剂经1.5m高度自由落地不碎裂。
在底吹氧化过程产生的高铅渣以高温液态形式流入到底吹还原炉后，首先通过顶部加入上述还原剂，然后将高铅渣的温度由1000℃升高至1200℃，保持1200℃的温度2.5小时，完成该批次的高铅渣还原过程。
实施例3：
按配比，称取粒度为150目的低硫含铅物料1500份、粒度为3mm的细煤1400份和粒度为1mm的石灰石400份，混匀，加入适量水搅拌，制成颗粒状，得粒径为10～15mm，比重为2.1g/cm3的用于冶炼粗铅的还原剂。该还原剂经1.5m高度自由落地不碎裂。
在底吹氧化过程产生的高铅渣以高温液态形式流入到底吹还原炉后，首先通过顶部加入上述还原剂，然后将高铅渣的温度由1000℃升高至1200℃，保持1200℃的温度2.5小时，完成该批次的高铅渣还原过程。
实施例4：
按配比，称取粒度为200目的氧化铅矿1100份、粒度为2mm的细煤1700份和粒度为2mm的石灰石700份，混匀，加入适量水搅拌，制成颗粒状，得粒径为10～15mm，比重为2.5g/cm3的用于冶炼粗铅的还原剂。该还原剂经1.5m高度自由落地不碎裂。
在底吹氧化过程产生的高铅渣以高温液态形式流入到底吹还原炉后，首先通过顶部加入上述还原剂，然后将高铅渣的温度由1000℃升高至1200℃，保持1200℃的温度2.5小时，完成该批次的高铅渣还原过程。
实施例5：
按配比，称取粒度为150目的氧化铅矿800份、粒度为100目的低硫含铅物料800份、粒度为1mm的细煤1300份和粒度为3mm的石灰石300份，混匀，加入适量水搅拌，制成颗粒状，得粒径为10～15mm，比重为2.0g/cm3的用于冶炼粗铅的还原剂。该还原剂经1.5m高度自由落地不碎裂。
在底吹氧化过程产生的高铅渣以高温液态形式流入到底吹还原炉后，首先通过顶部加入上述还原剂，然后将高铅渣的温度由1000℃升高至1200℃，保持1200℃的温度2小时，完成该批次的高铅渣还原过程。
为验证本发明的技术效果，采用本发明所得还原剂与传统还原剂煤进行比较：
理论上还原相同重量高铅渣中的金属铅，所需煤量的比例为20.7:1(以碳还原，煤固定碳为60％来进行计算)，但实际上煤的给入量需考虑维持约1200℃的还原过程所需温度及还原剂(煤)的利用效率等因素。因此，在实际操作中，还原剂的使用量将超过理论值。在采用底吹还原炉进行还原时，1份传统的煤粉还原剂还原2.7-3.0份重量的高铅渣中的金属铅。在采用本发明实施例所得还原剂在相同条件下进行还原时，1份本发明实施例所得还原剂能还原3.5份以上重量的高铅渣中的金属铅。
对比例1：
按配比，称取粒度为2mm的细煤1500份和粒度为3mm的石灰石500份，混匀，加入适量水搅拌，制成颗粒状，得用于冶炼粗铅的还原剂。
在底吹氧化过程产生的高铅渣以高温液态形式流入到底吹还原炉后，通过顶部加入上述还原剂。
对比例2：
按配比，称取粒度为100目的烟尘1000份、粒度为2mm的细煤1000份和粒度为3mm的石灰石200份，混匀，加入适量水搅拌，制成颗粒状。
在底吹氧化过程产生的高铅渣以高温液态形式流入到底吹还原炉后，通过顶部加入上述还原剂。
对比例3：
按配比，称取粒度为100目的烟尘1700份、粒度为2mm的细煤1200份和粒度为3mm的石灰石800份，混匀，加入适量水搅拌，制成颗粒状。
在底吹氧化过程产生的高铅渣以高温液态形式流入到底吹还原炉后，通过顶部加入上述还原剂。
对比例4：
按配比，称取粒度为100目的烟尘1000份、粒度为2mm的细煤1200份和粒度为3mm的石灰石1000份，混匀，加入适量水搅拌，制成颗粒状。
在底吹氧化过程产生的高铅渣以高温液态形式流入到底吹还原炉后，通过顶部加入上述还原剂。
为验证本发明的技术效果，特做以下试验：
| 还原剂产品 | 还原效果 |
| 实施例1 | 1份能还原3.7份重量的高铅渣中的金属铅 |
| 实施例2 | 1份能还原3.5份重量的高铅渣中的金属铅 |
| 实施例3 | 1份能还原3.6份重量的高铅渣中的金属铅 |
| 实施例4 | 1份能还原3.5份重量的高铅渣中的金属铅 |
| 实施例5 | 1份能还原3.6份重量的高铅渣中的金属铅 |
| 对比例1 | 1份能还原3.1份重量的高铅渣中的金属铅 |
| 对比例2 | 1份能还原3.0份重量的高铅渣中的金属铅 |
| 对比例3 | 1份能还原3.0份重量的高铅渣中的金属铅 |
| 对比例4 | 1份能还原2.9份重量的高铅渣中的金属铅 |
由上表可以看出，上述对比例中，或由于颗粒松散，还原剂漂浮于待还原的熔体表面上，致使还原效果差；或由于其它未知原因，致使还原效果差。通过长期的实践和不断的试验，本发明实施例所得还原剂，还原效果显著，取得了显著的技术进步。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (5)
1.一种粗铅冶炼的方法，其特征在于：将用于粗铅冶炼的还原剂从冶炼粗铅的底吹还原炉顶部加入，即可；所述还原剂由以下重量份数的组分制成：烟尘1100～1600份、细煤1300～1700份、石灰石粉300～700份和适量水；所述烟尘的粒度≤100目，细煤的粒度为1～3mm，石灰石粉的粒度≤3mm；所述还原剂的粒径为10～15mm，比重≥2g/cm3；
所述还原剂的制备方法，包括以下步骤：按配比，称取烟尘、细煤和石灰石，混匀，加入水搅拌，制成颗粒状，即可。
2.根据权利要求1所述的一种粗铅冶炼的方法，其特征在于：该还原剂由以下重量份数的组分制成：烟尘1250～1500份、细煤1400～1600份、石灰石粉400～600份和适量水。
3.根据权利要求2所述的一种粗铅冶炼的方法，其特征在于：该还原剂由以下重量份数的组分制成：烟尘1400份、细煤1500份、石灰石粉500份和适量水。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种粗铅冶炼的方法，其特征在于：所述烟尘由氧化铅矿或低硫含铅物料中的一种替代，或它们的混合物替代。
5.根据权利要求1所述的一种粗铅冶炼的方法，其特征在于：所述的制备方法制得的还原剂。
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