CN104152712A - 侧吹铅熔融还原工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种侧吹铅熔融还原工艺，包括：将熔融的含铅物料从还原炉的热料加入口加入到还原炉的炉腔内；将熔剂从还原炉的冷料加入口加入到所述炉腔内；从还原炉的侧壁的下部向所述炉腔内喷入含氧气体和低热值可燃气体，得到粗铅和渣；从还原炉的虹吸出铅口排出所述粗铅，从还原炉的出渣口排出所述渣，从还原炉的出烟口排出所述炉腔内的烟气。根据本发明侧吹铅熔融还原工艺，无需使用冶金焦、焦炉煤气、天然气或粒煤，使用低热值的可燃气体降低了成本，并且能耗降低，并且可燃气体通过侧吹喷枪喷入熔池内，提高了对熔体的搅动效果，提高了铅的还原效果，炉内温度易控制，降低了烟尘率。

Description

侧吹铅熔融还原工艺

技术领域

本发明涉及一种炼铅工艺，具体地涉及一种侧吹铅熔融还原工艺。

背景技术

国内外已用于工业化生产的炼铅工艺主要有QSL法、SKS法、Kivcet法、顶吹浸没熔池熔炼技术(主要为Ausmelt法、ISA法和卡尔多法)。这些炼铅技术大体上分为一步炼铅和两步炼铅工艺，一步炼铅法存在氧化气氛和还原重点难以控制的问题，两步炼铅工艺是在两台单独的炉中分别进行氧化和还原，主要有SKS法和ISA—鼓风炉还原炼铅法。但是传统的铅还原工艺需要消耗昂贵的冶金焦，焦炉煤气、天然气、粒煤或粉煤，成本高，能耗高且烟尘率高。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种成本低、作业率高、能耗低且烟尘率低的侧吹铅熔融还原工艺。

根据本发明实施例的侧吹铅熔融还原工艺，包括以下步骤：将熔融的含铅物料从还原炉的热料加入口加入到还原炉的炉腔内；将熔剂从还原炉的冷料加入口加入到所述炉腔内；从还原炉的侧壁的下部向所述炉腔内喷入含氧气体和低热值可燃气体，得到粗铅和渣；从还原炉的虹吸出铅口排出所述粗铅，从还原炉的出渣口排出所述渣，从还原炉的出烟口排出所述炉腔内的烟气。

根据本发明实施例的侧吹铅熔融还原工艺，与传统的还原工艺相比，无需使用冶金焦，焦炉煤气、天然气、粒煤或粉煤，而是使用低热值的可燃气体补热，例如水煤气，且通过富氧侧吹还原，降低了成本，并且能耗降低，并且可燃气体通过侧吹喷枪喷入熔池内，提高了对熔体的搅动效果，提高了铅的还原效果，炉内温度易控制，避免了过高的炉内温度，降低了烟尘率。

优选地，根据本发明实施例的侧吹铅熔融还原工艺进一步包括从还原炉的侧壁的上部向所述炉腔的上部送入空气以氧化在所述炉腔内产生的过剩可燃成分。

优选地，所述还原炉的侧壁的下部设有侧吹喷枪插孔，所述出渣口包括在上下方向上高于所述侧吹喷枪孔的上出渣口和低于所述侧吹喷枪孔的下出渣口，所述含氧气体和低热值可燃气体通过所述侧吹喷枪喷入到所述炉腔内。

优选地，根据本发明实施例的侧吹铅熔融还原工艺进一步包括通过所述冷料加入口向所述炉腔内加入含铅冷料。

优选地，根据本发明实施例的侧吹铅熔融还原工艺进一步包括通过所述冷料加入口向所述炉腔内加入固体还原剂。

优选地，所述固体还原剂为块煤。

优选地，所述含氧气体为富氧空气。

优选地，所述富氧空气中的氧气浓度在22％-80％之间。

优选地，所述低热值可燃气体为水煤气、发生炉煤气、高炉煤气和转炉煤气中的至少一种。

附图说明

图1是用于实施根据本发明实施例的侧吹铅熔融还原工艺的还原炉的示意图。

图2是用于实施根据本发明实施例的侧吹铅熔融还原工艺的侧吹喷枪的示意图。

图3是图2所示侧吹喷枪的前段的剖视示意图。

图4是根据本发明实施例的侧吹铅熔融还原工艺的示意图。

图5是根据本发明另一实施例的侧吹铅熔融还原工艺的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参考图1-3描述用于实施根据本发明实施例的侧吹铅熔融还原工艺。需要理解的是，根据本发明实施例的侧吹铅熔融还原工艺并不限于利用下面描述的侧吹铅熔融还原装置，仅仅是实施侧吹铅熔融还原工艺的一个示例性设备。

如图1-3所示，侧吹铅熔融还原装置包括还原炉1和侧吹喷枪2。还原炉1具有炉体11，炉体11内具有炉腔111，炉腔111的下部构成熔池，炉体11的顶部设有出烟口13，炉体11的侧壁的上部分别设有冷料加入口15和热料加入口12，炉体11的侧壁的下部分别设有侧吹喷枪孔18、虹吸出铅口16、出渣口19和用于排空炉腔111的底铅放空口20。侧吹喷枪2插入到侧吹喷枪孔18内，用于向熔池内喷入低热值可燃气体和含氧气体。

在一些示例中，含氧气体可以为富氧空气，具体地，富氧空气中的氧气浓度在22％-80％之间。此外，在本发明实施例的描述中，低热值可燃气体是指热值小于等于2800千卡/立方米的燃料气体，例如，可以为水煤气、发生炉煤气、高炉煤气和转炉煤气中的至少一种。优选地，为水煤气。

在本发明的一些优选实施例中，炉体11的侧壁的上部还设有二次风口14。通过二次风口14可以向炉腔111内熔池上方鼓入空气，从而燃烧烟气中的过剩的可燃成分，例如一氧化碳，降低了烟气中的可燃成分，提高了安全环保性能，并且过剩的可燃成分燃烧产生的热量可以为炉腔111内补热，进一步降低了能耗。

优选地，出渣口19包括在上下方向上高于侧吹喷枪孔18的上出渣口191和低于所述侧吹喷枪孔18的下出渣口192。在侧吹铅熔融还原装置正常操作时，可以通过上出渣口191排渣，在需要更换侧吹喷枪2时，通过下出渣口192将渣液面降低到侧吹喷枪孔18下面，从而方便换枪。此外，下出渣口192可以用于排出粘性渣。

如图1所示，在本发明的优选示例中，熔池的外周壁由耐火砖成和设在耐火砖层外面的冷却元件17，例如冷却水套构成。传统的由耐火砖单独构成的熔池寿命短，传统的由水套单独构成的熔池散热多，能耗高，安全性差。根据本发明的实施例，熔池的壁由位于内层的耐火砖和位于外层的冷却元件17构成，因此一方面减少了散热量，降低能耗，提高了安全性。

如图2所示，侧吹铅熔融还原装置的侧吹喷枪2包括外管22，内管21和中间管23。

如图2所示，侧吹喷枪2包括侧吹喷枪前段2A和侧吹喷枪后段2B，侧吹喷枪前段2A也可以称为枪头部，侧吹喷枪前段2A和侧吹喷枪后段2B的长度和具体划分可以根据具体需要确定。相应地，外管22分为外管前段和外管后段。

同理，内管21分为内管前段和内管后段，内管21同轴地设在外管22内，内管21与外管22之间形成环形的可燃气体通道221。可燃气体通道221可以与可燃气源相连。内管21的内腔构成氧气通道211，可以与氧气源相连。

中间管23配合在外管前段和内管前段之间，外管22的内壁与中间管23的外壁之间形成沿中间管23的轴向延伸且沿中间管23的周向间隔开的多个外侧可燃气体喷射通道，中间管23的内壁与内管21的外壁之间形成沿中间管23的轴向延伸且沿中间管23的周向间隔开的多个内侧可燃气体喷射通道。换言之，通过设置中间管23，将外管前段和内管前段之间的可燃气体通道221分成位于外侧的多个外侧可燃气体通道和位于内侧的多个内侧可燃气体喷射通道，内侧可燃气体喷射通道和外侧可燃气体喷射通道均与外管后段和内管后段之间的可燃气体通道连通。由此，通过多个内侧可燃气体喷射通道和外侧可燃气体喷射通道将低热值的可燃气体喷射到熔池内，提高了喷射效果，增大了喷射面积，提高了铅还原效果。

优选地，内管前段的外周壁上设有多个轴向内管凹槽212，多个轴向内管凹槽212沿内管21的周向间隔开布置，内侧可燃气体喷射通道由轴向内管凹槽212与中间管23的内壁限定出，例如中间管23的内壁与内管21的外壁接触，封闭轴向内管凹槽212以形成内侧可燃气体喷射通道。

同理，中间管23的外周壁上设有多个轴向中间管凹槽231，多个轴向中间管凹槽231沿中间管23的周向间隔开布置，外侧可燃气体喷射通道由外管22的内壁与轴向中间管凹槽231限定出。换言之，外管22的内壁与中间管23的外壁接触，封闭轴向中间管凹槽231以形成外侧可燃气体喷射通道。

优选地，中间管23的轴向长度分别等于外管前段和内管前段的轴向长度，中间管23可以与内管21和外管22焊接。

可以理解的是，外侧可燃气体喷射通道可以由形成在外管22内壁上的轴向凹槽与中间管23的外壁限定出，内侧可燃气体喷射通道可以由形成在中间管23的内壁上的轴向凹槽与内管21的外壁限定出。

本领域的技术人员可以理解的是，侧吹喷枪2的侧吹喷枪前段2A和侧吹喷枪后段2B可以分体形成，然后焊接在一起。

下面参考图4和图5结合图1-3描述根据本发明实施例的侧吹铅熔融还原工艺。

根据本发明实施例的侧吹铅熔融还原工艺可以利用上述侧吹铅熔融还原装置进行。然而，根据本发明实施例的侧吹铅熔融还原工艺并不限于利用侧吹铅熔融还原装置执行。

如图4所示，根据本发明实施例的侧吹铅熔融还原工艺包括以下步骤：

将熔融的含铅物料例如通过溜槽从还原炉的热料加入口加入到还原炉的炉腔内；

将熔剂从还原炉的冷料加入口加入到炉腔内；

通过侧吹喷枪向从还原炉的侧面将还原炉内的熔池内喷入含氧气体和低热值可燃气体，得到粗铅和渣；

从还原炉的虹吸出铅口排出粗铅，从还原炉的出渣口排出所述渣，从还原炉的出烟口排出炉腔内的烟气。

根据本发明实施例的侧吹铅熔融还原工艺，与传统的还原工艺相比，无需使用冶金焦，焦炉煤气、天然气、粒煤或粉煤，而是使用低热值的可燃气体补热，例如水煤气，且通过富氧侧吹还原，降低了成本，并且能耗降低，并且可燃气体通过侧吹喷枪喷入熔池内，提高了对熔体的搅动效果，提高了铅的还原效果，炉内温度易控制，避免了过高的炉内温度，降低了烟尘率。

如图5所示，根据本发明优选实施例的侧吹铅熔融还原工艺进一步包括通过所述冷料加入口向所述炉腔内加入含铅冷料，通过所述冷料加入口向所述炉腔内加入固体还原剂，例如块煤，以及从炉腔内的侧面向熔池上方送入空气以氧化在炉腔内产生的过剩可燃成分。

如上所述，含氧气体为富氧空气，例如富氧空气中的氧气浓度在22％-80％之间。低热值可燃气体为水煤气、发生炉煤气、高炉煤气和转炉煤气中的至少一种，优选为水煤气。

本领域的技术人员可以理解的是，在操作时，喷入熔池内的低热值可燃气体相对于氧气过量，以维持炉内还原气氛，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中，而不是必须限制在所描述的实施例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以合适的方式结合在任何的一个或多个实施例或示例中。此外，本领域的技术人员根据具体情况可以容易地将本说明书中描述的不同实施例、示例和技术方案以及它们的至少一部分技术特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例和示例，可以理解的是，上述实施例和示例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的范围的情况下可以对上述实施例和示例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种侧吹铅熔融还原工艺，所述其特征在于，包括以下步骤：

将熔融的含铅物料从还原炉的热料加入口加入到还原炉的炉腔内；

将熔剂从还原炉的冷料加入口加入到所述炉腔内；

从还原炉的侧壁的下部向所述炉腔内喷入含氧气体和低热值可燃气体，得到粗铅和渣；

从还原炉的虹吸出铅口排出所述粗铅，从还原炉的出渣口排出所述渣，从还原炉的出烟口排出所述炉腔内的烟气。

2.根据权利要求1所述的侧吹铅熔融还原工艺，其特征在于，进一步包括从还原炉的侧壁的上部向所述炉腔的上部送入空气以氧化在所述炉腔内产生的过剩可燃成分。

3.根据权利要求1或2所述的侧吹铅熔融还原工艺，其特征在于，所述还原炉的侧壁的下部设有侧吹喷枪插孔，所述出渣口包括在上下方向上高于所述侧吹喷枪孔的上出渣口和低于所述侧吹喷枪孔的下出渣口，所述含氧气体和低热值可燃气体通过所述侧吹喷枪喷入到所述炉腔内。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的侧吹铅熔融还原工艺，其特征在于，进一步包括通过所述冷料加入口向所述炉腔内加入含铅冷料。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的侧吹铅熔融还原工艺，其特征在于，进一步包括通过所述冷料加入口向所述炉腔内加入固体还原剂。

6.根据权利要求5所述的侧吹铅熔融还原工艺，其特征在于，所述固体还原剂为块煤。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的侧吹铅熔融还原工艺，其特征在于，所述含氧气体为富氧空气。

8.根据权利要求7所述的侧吹铅熔融还原工艺，其特征在于，所述富氧空气中的氧气浓度在22％-80％之间。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的侧吹铅熔融还原工艺，其特征在于，所述低热值可燃气体为水煤气、发生炉煤气、高炉煤气和转炉煤气中的至少一种。