CN104846214A - 一种用富氧顶吹炼铅炉处理含重金属石膏渣的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用富氧顶吹炼铅炉处理含重金属石膏渣的方法，属于火法冶金技术领域，本发明将含重金属石膏渣与石灰石按一定比例混合后，作为熔剂加入富氧顶吹炼铅炉内进行熔炼，使重金属富集在渣中，从而实现了渣中重金属的回收，解决了石膏渣的堆存问题，并且减少了石灰石在冶炼过程中的用量，本发明为含重金属石膏渣无害化处理提供了经济、有效的处理方法，同时本发明工艺简单，充分利用现有工艺，无额外处理成本。

Description

一种用富氧顶吹炼铅炉处理含重金属石膏渣的方法
技术领域
本发明涉及一种用富氧顶吹炼铅炉处理含重金属石膏渣的方法，属于火法冶金技术领域。
背景技术
该含重金属石膏渣是水处理系统在用石灰与铅锌冶炼污酸污水中和压滤后得到的废渣，主要成分硫酸钙90-98％，砷0.05-0.2mg/t，硒0.1-0.4mg/t，锌0.4-1g/t，Ge100-200g/t、铁1-1.5％，水分2-5％。石膏渣作为废弃物长期堆存，会对环境造成污染，而国内外均没有相关的关于废弃石膏渣处理的方法。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种用富氧顶吹炼铅炉处理含重金属石膏渣的方法，将含重金属石膏渣与石灰石按一定比例混合后，作为熔剂加入富氧顶吹炼铅炉内进行熔炼，使重金属富集在渣中，从而实现了渣中重金属的回收，解决了石膏渣的堆存问题，并且减少了石灰石在冶炼过程中的用量，该发明为含重金属石膏渣无害化处理提供了经济、有效的处理方法。
为了达到上述目的，本发明提出如下技术方案：
一种用富氧顶吹炼铅炉处理含重金属石膏渣的方法，具体步骤为：
第一步：将含重金属石的膏渣与石灰石按照1：1-5的比例进行混合均匀，置于熔剂仓中备用；
第二步：将铅精矿10-30t/h、硫酸铅渣10-16t/h、烟尘3-8t/h，石灰石与含重金属石膏渣混合物0.8-1.5t/h，石英砂1-2.5t/h，经与原煤1-2t/h混合制粒后连续加入富氧顶吹炼铅炉内进行熔炼；
第三步：通过调节工艺中风量为：2.5-4.5Nm3/s，氧气量为：0.5-1Nm3/s，富氧浓度为：25-35％和喷枪粉煤给煤量1.2-2.5t/h，控制炉内气氛及熔池温度750-1200℃，在放渣和放铅过程中，含重金属石膏渣停止或减小加入；
第四步：在750-900℃温度下冶炼1-2小时，完成含重金属石膏渣硫酸钙和硫酸铅渣分解、硫化铅与硫酸铅交互反应，而后停止硫酸铅渣，降低或停止含重金属石膏渣的加入，提高喷枪粉煤用量1.5-2.5t/h，提高氧气用量，升温至900-1200℃；
第五步：停止原煤的加入，澄清分离0.5-1小时后，从渣口排放出富铅渣，0.5-1.5h后从铅口排出铅，烟气经过余热回收、收尘后送往制酸；
作为优选，第一步中，所述的含重金属石膏渣成分为含硫酸钙92％-98％，砷0.05-0.2mg/t，硒0.1-0.4mg/t，锌0.4-1g/t，Ge100-200g/t、铁1-1.5％，水2-5％。
作为优选，第一步中，所述的加入含重金属石膏渣与石灰石混合物的量需根据渣型确定，维持钙硅比0.4-0.6。
作为优选，第二步中，所述的原煤成分为含炭45％-70％，含硫0.1％-4％，灰分15-35％，挥发分14-25％。
作为优选，第四步中，所述的在排放渣、放铅过程中均要停止进硫酸铅渣及原煤。
作为优选，所述的工艺流程中，加入物料方式为连续加入，每隔4-5个小时放出富铅渣、每隔6-7个小时放出粗铅，排放过程中停止进煤，用1.5-2.5t/h的粉煤进行提温。
作为优选，所用原煤的热值为18900-27300kJ·kg-1。
本发明的有益效果：
(1)用废弃石膏渣取代部分石灰石，降低了生产成本；
(2)富集含重金属石膏渣中的重金属，并从渣中回收；
(3)充分利用现有工艺，无额外处理成本；
(4)同时本发明还具有工艺简单，生产成本低、有效解决重金属石膏渣占库存、污染环境的问题，并且还能提高有价金属回收率。
附图说明
图1为本发明所采用的工艺流程图。
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
一种用富氧顶吹炼铅炉处理含重金属石膏渣的方法，具体步骤为：
以含重金属石膏渣与石灰石按1：2比例混合作为熔剂为例，其成分见表1。
1)渣将含重金属石膏渣与石灰石按照1：2的比例进行混合均匀，置于熔剂仓中备用；
2)在DCS上设定铅精矿10t/h、烟尘3t/h、硫酸铅渣10t/h，石膏渣与石灰石混合物0.8t/h，石英砂1t/h，原煤1t/h，经混合制粒后连续加入富氧顶吹炼铅炉内进行熔炼。
3)熔炼过程中严格控制工艺风量：2.5～4.5Nm3/s，氧气量：0.5～1Nm3/s，富氧浓度为：25～35％，喷枪粉煤给煤量1.2t/h。
4)在750～900℃温度下冶炼1小时，使含重金属石膏渣、硫酸铅渣分解，硫化铅与硫酸铅交互反应，而后提高氧气用量，停止硫酸铅渣的加入，提高粉煤用量至1.5t/h，升温至900～1200℃温度下，熔炼过程中根据实际情况对料量进行增减。
5)放渣前0.5～1h，停止原煤的加入，从渣口放出富铅渣。
6)当放渣0.5h后，烧开铅口放铅。
7)高温烟气经过余热回收、收尘后与其它SO2烟气混合送往制酸。
8)循环熔炼，每隔4～5个小时放出富铅渣、每隔4.5-5个小时放出粗铅。
实施例2
一种用富氧顶吹炼铅炉处理含重金属石膏渣的方法，具体步骤为：
1)将含重金属石膏渣与石灰石按照1：2的比例进行混合均匀，置于熔剂仓中备用；
2)在DCS上设定铅精矿15t/h、烟尘6t/h、硫酸铅渣13t/h，石膏渣与石灰石混合物1.15t/h，石英砂1.75t/h原煤1.5t/h，经混合制粒后连续加入富氧顶吹炼铅炉内进行熔炼。
3)熔炼过程中严格控制工艺风量：2.5～4.5Nm3/s，氧气量：0.5～1Nm3/s，富氧浓度为：25～35％，喷枪粉煤给煤量1.85t/h。
4)在750～900℃温度下冶炼1.5小时，使含重金属石膏渣、硫酸铅渣分解，硫化铅与硫酸铅交互反应，而后提高氧气用量，停止硫酸铅渣的加入，提高粉煤用量至2t/h，升温至900～1200℃温度下，熔炼过程中根据实际情况对料量进行增减。
5)放渣前0.5～1h，停止原煤的加入，从渣口放出富铅渣。
6)当放渣0.5h后，烧开铅口放铅。
7)高温烟气经过余热回收、收尘后与其它SO2烟气混合送往制酸。
8)循环熔炼，每隔4～5个小时放出富铅渣、每隔4.5-5个小时放出粗铅。
实施例3
一种用富氧顶吹炼铅炉处理含重金属石膏渣的方法，具体步骤为：
1)将含重金属石膏渣与石灰石按照1：2的比例进行混合均匀，置于熔剂仓中备用；
2)在DCS上设定铅精矿30t/h、烟尘8t/h、硫酸铅渣16t/h，石膏渣与石灰石混合物1.5t/h，石英砂2.5t/h原煤2t/h，经混合制粒后连续加入富氧顶吹炼铅炉内进行熔炼。
3)熔炼过程中严格控制工艺风量：2.5～4.5Nm3/s，氧气量：0.5～1Nm3/s，富氧浓度为：25～35％，喷枪粉煤给煤量2.5t/h。
4)在750～900℃温度下冶炼2小时，使含重金属石膏渣、硫酸铅渣分解，硫化铅与硫酸铅交互反应，而后提高氧气用量，停止硫酸铅渣的加入，提高粉煤用量至2.5t/h，升温至900～1200℃温度下，熔炼过程中根据实际情况对料量进行增减。
5)放渣前0.5～1h，停止原煤的加入，从渣口放出富铅渣。
6)当放渣0.5h后，烧开铅口放铅。
7)高温烟气经过余热回收、收尘后与其它SO2烟气混合送往制酸。
8)循环熔炼，每隔4～5个小时放出富铅渣、每隔4.5-5个小时放出粗铅。
富氧顶吹炼铅炉富铅渣成分见表2，技术指标见表3。
表2富氧顶吹炼铅炉富铅渣成分(％)
表3富氧顶吹炼铅炉处理含重金属石膏渣技术指标
效果分析
本发明将铅精矿、硫酸铅渣、烟尘、石灰石、含重金属石膏渣混合物、石英砂与原煤混合按照一定比例混合，连续加入富氧顶吹炼铅炉内进行熔炼；通过调节风量、氧气量、喷枪粉煤给煤量，来控制炉内的气氛和熔池温度。在750～900℃温度下冶炼2小时，使含重金属石膏渣、硫酸铅渣分解，硫化铅与硫酸铅交互反应，而后提高氧气用量，停止硫酸铅渣的加入，提高粉煤用量至2.5t/h，升温至900～1200℃温度下，0.5～1h，停止原煤的加入，从渣口放出富铅渣，当放渣0.5h后，烧开铅口放铅，高温烟气经过余热回收、收尘后与其它SO2烟气混合送往制酸，循环熔炼，每隔4～5个小时放出富铅渣、每隔4.5-5个小时放出粗铅。与传统处理工艺相比，环保效果好，回收效率高，在冶炼过程中石灰石的用量减少，有利于生产成本的降低，回收设备均采用原有设备进行处理，不需要额外的投资，既高效处理了废渣，又有效防止环境污染，同时也从处理的过程中获得益处，符合现在的企业发展。
本发明提供了一种用富氧顶吹炼铅炉处理含重金属石膏渣的方法，将含重金属石膏渣与石灰石按一定比例混合后，作为熔剂加入富氧顶吹炼铅炉内进行熔炼，使重金属富集在渣中，从而实现了渣中重金属的回收，解决了石膏渣的堆存问题，并且减少了石灰石在冶炼过程中的用量，该发明为含重金属石膏渣无害化处理提供了经济、有效的处理方法。
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 (7)

1.一种用富氧顶吹炼铅炉处理含重金属石膏渣的方法，其特征在于，具体步骤为：
第一步：将含重金属石的膏渣与石灰石按照1：1-5的比例进行混合均匀，置于熔剂仓中备用；
第二步：将铅精矿10-30t/h、硫酸铅渣10-16t/h、烟尘3-8t/h，石灰石与含重金属石膏渣混合物0.8-1.5t/h，石英砂1-2.5t/h，经与原煤1-2t/h混合制粒后连续加入富氧顶吹炼铅炉内进行熔炼；
第三步：通过调节工艺中风量为：2.5-4.5Nm3/s，氧气量为：0.5-1Nm3/s，富氧浓度为：25-35％和喷枪粉煤给煤量1.2-2.5t/h，控制炉内气氛及熔池温度750-1200℃，在放渣和放铅过程中，含重金属石膏渣停止或减小加入；
第四步：在750-900℃温度下冶炼1-2小时，完成含重金属石膏渣硫酸钙和硫酸铅渣分解、硫化铅与硫酸铅交互反应，而后停止硫酸铅渣，降低或停止含重金属石膏渣的加入，提高喷枪粉煤用量1.5-2.5t/h，提高氧气用量，升温至900-1200℃；
第五步：停止原煤的加入，澄清分离0.5-1小时后，从渣口排放出富铅渣，0.5-1.5h后从铅口排出铅，烟气经过余热回收、收尘后送往制酸。
2.根据权利要求1所述的一种用富氧顶吹炼铅炉处理含重金属石膏渣的方法，其特征在于：第一步中，所述的含重金属石膏渣成分为含硫酸钙92％-98％，砷0.05-0.2mg/t，硒0.1-0.4mg/t，锌0.4-1g/t，Ge100-200g/t、铁1-1.5％，水2-5％。
3.根据权利要求1所述的一种用富氧顶吹炼铅炉处理含重金属石膏渣的方法，其特征在于：第一步中，所述的加入含重金属石膏渣与石灰石混合物的量需根据渣型确定，维持钙硅比0.4-0.6。
4.根据权利要求1所述的一种用富氧顶吹炼铅炉处理含重金属石膏渣的方法，其特征在于：第二步中，所述的原煤成分控制含炭45％-60％，含硫0.1％-3％，灰分15-30％，挥发分8-15％。
5.根据权利要求1所述的一种用富氧顶吹炼铅炉处理含重金属石膏渣的方法，其特征在于：第四步中，所述的在排放渣、放铅过程中均要停止进硫酸铅渣及原煤。
6.根据权利要求1所述的一种用富氧顶吹炼铅炉处理含重金属石膏渣的方法，其特征在于：所述的工艺流程中，加入物料方式为连续加入，每隔4-5个小时放出富铅渣、每隔6-7个小时放出粗铅，排放过程中停止进煤，用1.5-2.5t/h的粉煤进行提温。
7.根据权利要求1所述的一种用富氧顶吹炼铅炉处理含重金属石膏渣的方法，其特征在于：所用原煤的热值为18900-27300kJ·kg-1。
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