CN104775037A - 一种采用粉煤作为艾萨炉喷吹燃料的熔炼炼铅方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种采用粉煤作为艾萨炉喷吹燃料的熔炼炼铅方法，属于火法冶金技术领域，采用连续进料，间断放渣、放铅的方式：1）铅精矿、烤铅渣、熔剂、造渣剂、还原剂连续加入富氧顶吹炉内熔炼；2）喷枪中的燃料通过克莱德粉煤系统送入喷枪，经粉煤管道喷入熔池，与富氧空气发生剧烈反应，产生热量；3）以碎煤作为还原剂和原料一起混合加入炉内；4）根据熔池温度和熔池高度情况，调整粉煤喷入量以及喷枪的提升高度；5）在铅、渣分离之后，减小碎煤的加入量，调整熔池温度，进入放渣、放铅阶段，烟气经过余热锅炉、电收尘回收余热和烟尘后送往制酸系统。本发明采用粉煤作为燃料，经济低碳、运作高效，操作简单，已实现产业化应用。

Description

一种采用粉煤作为艾萨炉喷吹燃料的熔炼炼铅方法
技术领域
本发明属于火法冶金技术领域，具体地说，涉及一种采用粉煤作为艾萨炉喷吹燃料的熔炼炼铅方法。
背景技术
艾萨炉炼铅技术属于顶吹熔池熔炼技术范畴，属于直接炼铅技术。目前普遍采用的直接炼铅工艺有基夫赛特法、QSL法、艾萨炉炼铅法、卡尔多炉炼铅法以及水口山炼铅法，艾萨炉炼铅法作为一种新兴的冶炼技术，具有自动化程度高、原料适应性强、环保效益高等优点。但是在艾萨炉炼铅过程中，目前都采用柴油作为喷吹燃料，虽然冶炼效果好，但是由于柴油价格昂贵，且在冶炼过程中用量大，造成粗铅成本偏高。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种采用粉煤作为艾萨炉喷吹燃料的熔炼炼铅方法，用粉煤替代柴油作为燃料，实现了工艺的创新和突破，并且节能效果明显，生产控制稳定，生产效益突出，操作简单，自动化程度高。
为了达到上述目的，本发明提出如下技术方案：
一种采用粉煤作为艾萨炉喷吹燃料的熔炼炼铅方法，具体步骤为：
1)将5-25t的铅精矿、1.5-7.5t的高铅烟尘、4-15t的烤铅渣配以熔剂和碎煤通过定量给料机、胶带运输机，熔剂加入量按SiO2/Fe＝0.6-1.0，CaO/SiO2＝0.3-0.7比例配比，由炉顶加料口加入炉中，0.5-3t的粉煤通过克莱德粉煤喷吹系统和6-8m3/s的富氧空气经炉顶喷枪送入熔池，在熔池内形成强烈的搅拌，促进氧化还原反应的发生，最后产出粗铅，含SO2高温烟气和熔渣；
2)粉煤由克莱德喷吹系统提供，当熔池内温度低于正常熔炼温度时，增大给煤量和氧气量，提高熔池温度；当铅精矿自热能够维持熔池温度时，减小或者停止粉煤喷吹；
3)粉煤质量要求：C≥40％,含矸率≤8％，S≤3％，挥发分8-15％，灰分≤30％，水分≤10％。
作为优选，步骤1)中，工艺风量控制为6-8m3/s，氧气流量控制0.5-2.0m3/s，连续进料，熔炼周期2-4小时。
作为优选，步骤2)中，根据熔池温度将粉煤不间断或间断地由喷枪粉煤管道供入艾萨炉。
作为优选，步骤3)中，C为50-60％，含矸率≤8％，S≤3％，挥发分15％，灰分≤30％，水分≤1％。
作为优选，步骤3)中，粉煤的热值为4000～6500kcal·kg-1。
本发明与采用柴油作为艾萨炉喷吹燃料的炼铅工艺相比具有的优点：
1)艾萨炉使用粉煤替代柴油作为燃料的炼铅方法，能取得良好的节能效果。
2)艾萨炉使用粉煤替代柴油作为燃料的炼铅方法，使艾萨炉熔炼作业时对原料的适应性更强，操作更为灵活，调整简便，生产控制稳定。
3)艾萨炉使用粉煤替代柴油作为燃料的炼铅方法，使得生产效益突出，明显降低了燃料的成本。
4)操作简单，自动化程度高。可能实现DCS控制，设置报警、联锁、吹扫装置安全可靠。
5)技术先进性。目前在生产的艾萨炉熔炼的燃料均为柴油，而本发明中的装置、方法是唯一以粉煤作为燃料的炼铅艾萨炉，是艾萨炉熔炼工艺的创新、突破。
本发明采用喷吹燃料的炼铅艾萨炉工艺与奥斯麦特炉相比具有以下优点：
1)不会因粉煤积存造成事故；
2)氧化还原反应更充分，有利于作业制度的匹配；
3)SO2烟气稳定，对制酸生产影响极小。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例和附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
以投入物料10.5t/h为例。
一种采用粉煤作为艾萨炉喷吹燃料的熔炼炼铅方法，具体步骤为：
1)将5t的铅精矿，1.5t的高铅烟尘、4t的烤铅渣配以适当比例的熔剂和碎煤通过定量给料机、胶带运输机，由炉顶加料口加入炉中，控制粉煤量为1.4-1.9t/h，工艺风量为6-8m3/s，压力为160±10KPa；氧气用量为0.5-2.0m3/s，压力为200-240KPa，按照SiO2/Fe＝0.6-1.0，CaO/SiO2＝0.3-0.7控制熔剂的加入量。碎煤根据熔炼的不同阶段进行控制；控制过程中注意控制喷枪位置，确保喷枪在熔池内处于合适位置。粉煤质量要求：C≥40％,含矸率≤8％，S≤3％，挥发分8-15％，灰分≤30％，水分≤10％；粉煤的热值为4000～6500kcal·kg-1。
2)当熔池内温度低于正常熔炼温度时，可适当增大给煤量和氧气用量，提高熔池温度，当铅精矿自热能够维持熔池温度时，可减小或者停止粉煤喷吹，控制炉内温度900-1100℃。
3)氧化提温阶段调整控制措施：提高氧气用量，粉煤用量，降低硫酸铅渣、碎煤用量；还原阶段控制措施：降低氧气用量，粉煤用量；提高硫酸铅渣、碎煤用量。
4)连续熔炼，每隔2-3小时进行一次放渣，5-6小时进行一次放铅。
实施例2
以投入物料47.5t/h为例。
一种采用粉煤作为艾萨炉喷吹燃料的熔炼炼铅方法，具体步骤为：
1)将25t的铅精矿，7.5t的高铅烟尘、15t的烤铅渣配以适当比例的熔剂和碎煤通过定量给料机、胶带运输机，由炉顶加料口加入炉中，控制粉煤量为1.4-1.9t/h，工艺风量为6-8m3/s，压力为160±10KPa；氧气用量为0.5-2.0m3/s，压力为200-240KPa，按照SiO2/Fe＝0.6-1.0，CaO/SiO2＝0.3-0.7控制熔剂的加入量。碎煤根据熔炼的不同阶段进行控制；控制过程中注意控制喷枪位置，确保喷枪在熔池内处于合适位置。粉煤质量要求：C≥40％,含矸率≤8％，S≤3％，挥发分8-15％，灰分≤30％，水分≤10％；粉煤的热值为4000～6500kcal·kg-1。
2)当熔池内温度低于正常熔炼温度时，可适当增大给煤量和氧气用量，提高熔池温度，当铅精矿自热能够维持熔池温度时，可减小或者停止粉煤喷吹，控制炉内温度900-1100℃。
3)氧化提温阶段调整控制措施：提高氧气用量，粉煤用量，降低硫酸铅渣、碎煤用量；还原阶段控制措施：降低氧气用量，粉煤用量；提高硫酸铅渣、碎煤用量。
4)连续熔炼，每隔2-3小时进行一次放渣，5-6小时进行一次放铅。
实施例3
以投入物料42t/h为例，其成分见表1。
表1 艾萨炉投入物料成分
一种采用粉煤作为艾萨炉喷吹燃料的熔炼炼铅方法，具体步骤为：
1)将20t的铅精矿，7t的高铅烟尘、15t的烤铅渣配以适当比例的熔剂和碎煤通过定量给料机、胶带运输机，由炉顶加料口加入炉中，控制粉煤量为1.4-1.9t/h，工艺风量为6-8m3/s，压力为160±10KPa；氧气用量为0.5-2m3/s，压力为200-240KPa，按照SiO2/Fe＝0.6-1.0，CaO/SiO2＝0.3-0.7控制熔剂的加入量。碎煤根据熔炼的不同阶段进行控制；控制过程中注意控制喷枪位置，确保喷枪在熔池内处于合适位置。粉煤质量要求：C为50-60％，含矸率≤8％，S≤3％，挥发分15％，灰分≤30％，水分≤1％；粉煤的热值为4000～6500kcal·kg-1。
2)当熔池内温度低于正常熔炼温度时，可适当增大给煤量和氧气用量，提高熔池温度，当铅精矿自热能够维持熔池温度时，可减小或者停止粉煤喷吹，控制炉内温度900-1100℃。
3)氧化提温阶段调整控制措施：提高氧气用量，粉煤用量，降低硫酸铅渣、碎煤用量；还原阶段控制措施：降低氧气用量，粉煤用量；提高硫酸铅渣、碎煤用量。
4)连续熔炼，每隔2-3小时进行一次放渣，5-6小时进行一次放铅。
粉煤作为燃料炼铅艾萨炉处理铅物料的技术指标如表2所示：
表2 粉煤作为燃料炼铅艾萨炉处理铅物料技术指标
柴油作为燃料炼铅艾萨炉处理铅物料的技术指标如表3所示：
表3 柴油作为燃料炼铅艾萨炉处理铅物料技术指标
效果分析
艾萨炉使用柴油作为燃料的炼铅方法需要大量的高价格柴油，而本发明采用的粉煤作为艾萨炉喷吹燃料的炼铅方法，燃料价格低廉，使用效果突出。通常使用柴油作为燃料的艾萨炉炼铅方法粗铅冶炼综合能耗约为330kgce/t，而本发明粉煤作为艾萨炉喷吹燃料的炼铅方法粗铅冶炼综合能耗约为200-230kgce/t。
艾萨炉使用粉煤替代柴油作为燃料的炼铅方法，使艾萨炉熔炼作业时对原料的适应性更强，操作更为灵活，调整简便，不仅起到提供燃料的作用，也增强了艾萨炉熔炼过程中的还原气氛(顶吹炉内的还原气氛可以通过喷煤大小来调节，可以实现在一台顶吹炉内完成氧化、还原及造渣几个过程)，使铅被还原产出粗铅，提高顶吹炉熔炼铅的直收率。艾萨炉采用粉煤替代柴油作为燃料，将会在降低艾萨炉炼铅生产成本方面产生重要影响，符合国家低碳经济政策。
根据目前国内采用艾萨炉炼铅工艺的规模计算，使用柴油作为燃料的艾萨炉炼铅方法，柴油使用成本为：400×1.2×7.2×5＝17280元×330＝5702400元，粉煤作为艾萨炉喷吹燃料的炼铅方法，粉煤使用成本：2×1.2800×5＝9600元×330＝3168000元，粉煤作为艾萨炉喷吹燃料的炼铅方法较柴油作为燃料的艾萨炉炼铅方法可以降低燃料成本为：5702400元-3168000元＝2534400元。
本发明操作简单，自动化程度高，可能实现DCS控制，设置报警、联锁、吹扫装置安全可靠；并且本发明中的装置、方法是唯一以粉煤作为燃料的炼铅艾萨炉，是艾萨炉熔炼工艺的创新、突破。
本发明提供了一种采用粉煤作为艾萨炉喷吹燃料的熔炼炼铅方法，用粉煤替代柴油作为燃料，实现了工艺的创新和突破，节能效果明显，生产控制稳定，生产效益突出，操作简单，自动化程度高；并且采用艾萨炉与奥斯麦特炉相比，氧化还原反应更充分，避免了因粉煤积存而造成事故，且SO2烟气稳定，对制酸生产影响极小。
最终，以上实施例和附图仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (5)

1.一种采用粉煤作为艾萨炉喷吹燃料的熔炼炼铅方法，其特征在于：具体步骤为：
1)将5-25t的铅精矿、1.5-7.5t的高铅烟尘、4-15t的烤铅渣配以熔剂和碎煤通过定量给料机、胶带运输机，熔剂加入量按SiO2/Fe＝0.6-1.0，CaO/SiO2＝0.3-0.7比例配比，由炉顶加料口加入炉中，0.5-3t的粉煤通过克莱德粉煤喷吹系统和6-8m3/s的富氧空气经炉顶喷枪送入熔池，在熔池内形成强烈的搅拌，促进氧化还原反应的发生，最后产出粗铅，含SO2高温烟气和熔渣；
2)粉煤由克莱德喷吹系统提供，当熔池内温度低于正常熔炼温度时，增大给煤量和氧气量，提高熔池温度；当铅精矿自热能够维持熔池温度时，减小或者停止粉煤喷吹；
3)粉煤质量要求：C≥40％,含矸率≤8％，S≤3％，挥发分8-15％，灰分≤30％，水分≤10％。
2.根据权利要求1所述的一种采用粉煤作为艾萨炉喷吹燃料的熔炼炼铅方法，其特征在于：步骤1)中，工艺风量控制为6-8m3/s，氧气流量控制0.5-2.0m3/s，连续进料，熔炼周期2-4小时。
3.根据权利要求1所述的一种采用粉煤作为艾萨炉喷吹燃料的熔炼炼铅方法，其特征在于：步骤2)中，根据熔池温度将粉煤不间断或间断地由喷枪粉煤管道供入艾萨炉。
4.根据权利要求1所述的一种采用粉煤作为艾萨炉喷吹燃料的熔炼炼铅方法，其特征在于：步骤3)中，C为50-60％，含矸率≤8％，S≤3％，挥发分15％，灰分≤30％，水分≤1％。
5.根据权利要求1所述的一种采用粉煤作为艾萨炉喷吹燃料的熔炼炼铅方法，其特征在于：步骤3)中，粉煤的热值为4000～6500kcal·kg-1。
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