CN112921184B

CN112921184B - 火法炼铅装置及炼铅工艺

Info

Publication number: CN112921184B
Application number: CN202110095906.6A
Authority: CN
Inventors: 王晓康; 杜建伟; 楼鹏飞
Original assignee: Jiangxi Qijin Material Co ltd
Current assignee: Jiangxi Qijin Material Co ltd
Priority date: 2021-01-25
Filing date: 2021-01-25
Publication date: 2022-07-26
Anticipated expiration: 2041-01-25
Also published as: CN112921184A

Abstract

本发明公开了一种火法炼铅装置，包括：氧化单元，氧化单元上设置有第一出渣口，第一出渣口连接有渣溜槽；还原单元，还原单元上设置有第一进渣口，第一进渣口连接有渣溜槽；烟灰单元，烟灰单元包括有烟灰处理装置，在烟灰处理装置上连通有第一出烟管和第二出烟管，第一出烟管和氧化单元连通，第二出烟管和是还原单元连通。通过设置有的烟灰单元将氧化单元和还原单元中的烟灰收集之后进行造粒，将造粒完成的烟灰直接加入到还原单元，使得产品质量和装置的稳定性得到提升。

Description

火法炼铅装置及炼铅工艺

技术领域

本发明涉及火法炼铅装置及工艺技术领域，特别是涉及一种火法炼铅装置及炼铅工艺。

背景技术

粗铅火法精炼(fire refining of crude lead)是指分段脱除熔炼粗铅中的杂质，产出精铅的过程，为火法炼铅流程的重要组成部分。铅熔炼产出的粗铅，还含有含有铋、锡、砷、锑、锌、硫等杂质外，还有金、银等贵金属和硒、碲等稀有金属。杂质总量约为1％-4％。因此，精炼的目的不仅要脱除对铅性质有不良影响的杂质，使精铅符合用户的要求，而且还要综合回收粗铅中的有价金属。

粗铅精炼有火法精炼和电解精炼两种方法。中国、加拿大和日本等国的炼铅厂，一般采用粗铅火法精炼脱铜后再进行电解精炼的工艺流程，世界其他国家都采用火法精炼流程。火法精炼流程所产的精铅约占精铅总量的80％。与电解精炼相比，火法精炼的主要优点是设备及工艺操作简单，基建投资省，可处理成分复杂的粗铅，产出不同品级的精铅，生产周期短，能耗少。但火法精炼过程繁杂，产出一系列的副产品，每种副产品都需要单独处理，增加了处理费用，降低了综合回收率。无论是采用火法精炼或电解精炼，都可获得纯度达99.99％的精铅。火法精炼由除铜，除砷、锑、锡，加锌脱银，除锌，除铋和除钙镁等作业组成。

但是在现有的火法炼铅工艺中，在氧化单元和还原单元产生的大量的烟灰会重新随着铅膏和熔剂进行制粒后进入到氧化单元，使得烟灰中已经还原出的粗铅部分被反复氧化和还原，终渣中的含铅难以控制，终渣指标不理想、能耗高，同时，由于烟灰的大量产生和循环在氧化单元，此时进入到还原单元的原料会严重不足，使得产能下降，同时氧化单元中在处理铅膏的同时还需要同时处理大量的烟灰，此时氧化单元中的产能被烟灰挤占，使得氧化单元单位时间的处理量被挤占进而进入到还原炉的铅渣量减少。同时由于有害元素Bi往往大量存在于烟灰之中，烟灰的循环往往使得Bi在装置中循环，随着水渣排出的Bi是很少量的，对粗铅的产品质量有着严重的影响。同时烟气大量存在在烟气系统中循环，系统的负荷大大增加，使得系统往往不稳定。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有火法炼铅装置和工艺中的的问题，提供一种火法炼铅装置及炼铅工艺。

本发明的第一目的是提供一种火法炼铅装置，该火法炼铅装置使得还原装置的产能提升的同时能够有效的减少有害元素Bi的含量。

本发明的第二目的是提供一种上述火法炼铅装置的炼铅工艺。

为了实现上述第一目的，本发明提供一种火法炼铅装置，包括：

氧化单元，所述氧化单元上设置有第一出渣口；

还原单元，所述还原单元上设置有第一进渣口；

渣溜槽，所述渣溜槽的一端与所述第一出渣口连接，所述渣溜槽的另一端与所述第一进渣口连接；

烟灰单元，所述烟灰单元包括有烟灰处理装置，在所述烟灰处理装置上连通有第一出烟管和第二出烟管，所述第一出烟管和所述氧化单元连通，所述第二出烟管和所述还原单元连通。

进一步的，烟灰处理装置还连接有制粒装置，制粒装置连接有第一进料管，第一进料管和还原单元连接。

进一步的，氧化单元包括第一边框，第一边框的内侧设置有第一铜水套。

进一步的，氧化单元上设置有第一进料口、第二进料口和第一出铅口。

进一步的，还原单元包括有第二边框，第二边框的内表面设置有第二铜水套。

进一步的，还原单元上设置有第三进料口，还原单元还包括第二出渣口、底铅口和第二出铅口。

为了实现上述第二目的，本发明提供一种利用火法炼铅装置进行的炼铅工艺，炼铅工艺包括以下步骤：

将含铅物料和熔剂A加入到氧化单元，熔炼后得到粗铅、高铅渣和烟灰；

将氧化单元产生的烟灰导入到烟灰处理装置；

将氧化单元产生的高铅渣通过渣溜槽导入到还原单元同时加入熔剂B，熔炼后得到粗铅、水渣和烟灰；

还原单元产生的烟灰导入到烟灰处理装置；

烟灰处理装置收集的烟灰经过制粒装置造粒之后加入到还原单元；

从氧化单元的第一出铅口排出粗铅，从还原单元的第二出铅口排出粗铅，从还原单元的第二出渣口排出水渣。

进一步的，熔剂A为铁粉、石灰石和煤粒的混合物，所述铁粉在进入氧化单元所有物料占比为3％-5％，所述石灰石在进入氧化单元所有物料占比为2％-3％，所述煤粒在进入氧化单元所有物料占比为10％-13％。

进一步的，熔剂B为石灰石和煤粒的混合物。

进一步的，制粒装置上还设置有第一进料管，第一进料管和第三进料口连接。

本发明的优点及有益效果是：

1、通过设置的烟灰单元，将氧化单元和还原单元产生的大量烟灰导入到烟灰单元，在经过烟灰处理单元处理后的大量烟灰经过制粒装置造粒之后，直接加入到还原单元内，解决了还原单元原料不足的问题，使得进入到还原单元的原料充足，进而使得还原单元的产能得到提升。

2、通过设置的烟灰单元，将氧化单元产生的烟灰导入到烟灰单元，释放了氧化单元被原本烟灰占据的产能，原先被烟灰占据的处理量得到释放，在氧化单元进入到还原单元的高铅渣的量增加，即还原单元的物料进给得到了保证。

3、通过设置有的烟灰单元，使得烟灰在造粒之后集中进入到还原单元，大量存在于烟灰中的Bi在烟灰处理装置中被收集之后，经过制粒装置的造粒直接进入到还原单元，使得Bi不会随着烟灰再次进入到氧化单元进行循环，使得系统中的Bi大量的随着水渣排出，在未进行水电解情况下让有害元素Bi有开路随着水渣排出，进而降低了产品含Bi量，产品品质提升。

4、通过对氧化单元和还原单元进行了分开处理，利于操作及烟灰系统稳定。

5、通过设置的烟灰处理装置和制粒装置，降低了烟灰单元系统负荷，使得生产更加稳定，烟灰不再进入氧化单元进行循环，使得烟灰单元的负荷大大降低。

附图说明

图1为本发明火法炼铅装置实施例的结构示意图；

图2为本发明火法炼铅工艺实施例的流程示意图。

图中：1、氧化单元；12、第一炉缸；13、第一进料口；14、第二进料口；16、第一出铅口；17、第一边框；18、第一铜水套；19、第一出渣口；2、还原单元；21、第三进料口；22、第二边框；23、第二出渣口；24、第二铜水套；25、底铅口；26、第二炉缸；27、第一进渣口；28、第二出铅口；3、渣溜槽；4、烟灰单元；41、第一出烟管；42、第二出烟管；43、烟灰处理装置；44、制粒装置；45、第一进料管；46、第三进料口。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

实施例1

如图1所示，火法炼铅装置主要包括有氧化单元1、还原单元2和烟灰单元4，其中烟灰单元4包括有第一出烟管41、第二出烟管42，烟灰单元4包括烟灰处理装置43、制粒装置44，其中第一出烟管41和第二出烟管42均与烟灰处理装置43连接，并且烟灰处理装置43内设置有引风机。其中氧化单元1和还原单元2通过渣溜槽3连接。氧化单元1上设置有第一出渣口19，第一出渣口19和渣溜槽3的一端连接，还原单元2上设置有第一进渣口27，第一进渣口27和渣溜槽3的另一端连接。

其中氧化单元1包括第一边框17，在第一边框17的内表面设置有第一铜水套18，第一铜水套18内设置有第一炉缸12。在氧化单元1上还设置有第一进料口13和第二进料口14，含铅物料通过第一进料口13中加入第一炉缸12内，熔剂A通过第二进料口14加入第一炉缸12内。在一次下料完成之后停止下料，氧化单元1开始工作，熔剂A和含铅物料在第一炉缸12内熔炼，第一炉缸12内主要发生的反应有，

PbSO4＝PbO+SO3

SO3＝SO2+1/2O2

(2PbO·PbSO4SO2＝4(PbO·PbSO4)+Pb

PbO·PbSO4+Pb＝3PbO+SO2

也就是说在熔炼的过程中产生了粗铅、高渣铅和烟灰，其中粗铅主要成分为铅单质而高渣铅主要成分为氧化铅，粗铅的密度大于氧化铅的密度，故熔融状态的粗铅和高渣铅在氧化单元1周期运转之后在第一炉缸12内快速分层。为了排出粗铅，在氧化单元1上设置有第一出铅口16，此时粗铅为熔融状态，在第一炉缸12内产生的粗铅通过第一出铅口16虹吸排出。其中熔融状态的高渣铅通过第一出渣口19排出，经由渣溜槽3流入到还原单元2中。第一出渣口19设置在第一出铅口16的上端。在氧化单元1中产生的烟灰，经由连通在氧化单元1上的第一出烟管41由引风机吸入到烟灰处理装置43，其中引风机在氧化单元工作的时候开始运行。

其中还原单元2包括第二边框22，在第二边框内设置有第二铜水套24，第二铜水套24内设置有第二炉缸26。还原单元2上还设置有第三进料口21，熔剂B通过第三下料口21内加入还原单元设置的第二炉缸26内。其中还原单元2还设置有第一进渣口27，在氧化单元1中产生的熔融状态的高铅渣通过第一进渣口27流入到还第二炉缸26中。其中还原单元还设置有第三进料口46，氧化单元1中产生的烟灰进入到烟灰处理装置43之后，经过收集之后进入到制粒装置44内，制粒装置44对烟灰进行造粒，造粒完成的烟灰经由第一进料管45进入到第三进料口46进而进入到第二炉缸26中。高渣铅、造粒后的烟灰和熔剂B进入到第二炉缸26内之后还原单元开始工作，停止下料。

其中在还原单元2内主要发生的反应有，

C+O₂＝2CO

PbO+CO＝Pb+CO₂

即在熔炼后产生粗铅、水渣和烟灰，其中粗铅的密度大于水渣的密度，粗铅和水渣在第二炉缸26内分层。在熔炼完成之后，其中为了排出粗铅，在还原单元2上设置有第二出铅口28，在还原单元2内产生的粗铅经由第二出铅口28虹吸排出。其中为了排出水渣，在还原单元2上还设置有第二出渣口23，还原单元2内产生的熔融状态水渣经由第二出渣口23流出。第二出渣口23设置在第二出铅口28的上端。为了排出烟灰，在还原单元2上还设置有第二出烟管42，第二出烟管42是连接在烟灰处理装置43上的，即烟灰处理装置43内设置的引风机对还原单元2内产生的烟灰进行收集而后将烟灰置入制粒装置44内。引风机在还原单元2工作的时候开始运行。

由于烟灰的主要成分为硫化铅，硫化铅在焙烧之后成为氧化铅(高铅渣)，而高铅渣还是需要进入到还原单元2进行还原的，也就是说烟灰主要在第二炉缸26内部还原产生粗铅。而在传统工艺中，一般是将烟灰导入到烟灰单元进行造粒之后重新加入到氧化单元1内熔炼，而在氧化单元内又主要是氧化氛围，烟灰颗粒在变成高铅渣之后仅有少部分还原成粗铅，大量的烟灰变成高铅渣继续流入到还原单元。而还原炉中产生的烟灰由引风机吸入到烟灰处理装置内，并不能充分的反应。也就是说大量的需要重新流入氧化单元1重新进入到还原单元2，而根据烟灰成分来看，烟灰在还原单元2能够最大程度的转化为粗铅。故此，将氧化单元1和还原单元2内产生的烟灰经过造粒之后直接下料到还原单元2内，使得氧化单元1内原先处理烟灰的空间得到释放，能够处理更多的含铅物质(铅膏)。原工艺仅仅是将高铅渣从渣溜槽3下料到还原单元2，而由于氧化单元1内产生大量的烟灰，还原单元2内的下料往往不足够，而在烟灰造粒之后下料到还原单元2内，使得还原单元2的的供料更加充足。同时由于烟灰中含有有害元素Bi，在对烟灰造粒之后直接加入到还原单元2内，烟灰焙烧之后产生的氧化铅被还原而其余成分则随着第二出渣口23排出水冷之后形成水渣，也就是在铅灰中含有的有害元素Bi随着水渣一起排出，使得产品中的Bi含量降低，提升产品质量。

一种利用火法炼铅装置进行的炼铅工艺，炼铅工艺包括以下步骤：

将氧化单元产生的烟灰导入到烟灰处理装置；

还原单元产生的烟灰导入到烟灰处理装置；

从氧化单元的第一出铅口排出粗铅，从还原单元的第二出铅口排出粗铅，从还原单元的第二出渣口排出水渣；

定期从底铅口排出底铅。

进一步的，熔剂A为铁粉、石灰石和煤粒的混合物，所述铁粉在进入氧化单元所有物料(包括含铅物料和熔剂A)占比为3％-5％，所述石灰石在进入氧化单元所有物料占比为2％-3％，所述煤粒在进入氧化单元所有物料占比为10％-13％。

进一步的，熔剂B为石灰石和煤粒的混合物，物料比例在此不做限定。

在还原单元2上还设置有底铅口25，底铅口25的设置使得沉积在底部的铅能够排出，保证还原单元2的生产环境。

在本发明的描述中，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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，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，除非另有明确的限定。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“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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。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、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的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，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种火法炼铅装置，其特征在于，包括：

氧化单元，所述氧化单元上设置有第一出渣口；

还原单元，所述还原单元上设置有第一进渣口；

烟灰单元，所述烟灰单元包括有烟灰处理装置，在所述烟灰处理装置上连通有第一出烟管和第二出烟管，所述第一出烟管和所述氧化单元连通，所述第二出烟管和所述还原单元连通；

所述烟灰处理装置还连接有制粒装置，所述制粒装置连接有第一进料管，所述第一进料管和所述还原单元连接。

2.根据权利要求1所述的一种火法炼铅装置，其特征在于，所述氧化单元包括第一边框，所述第一边框的内侧设置有第一铜水套，所述第一铜水套内设置有第一炉缸。

3.根据权利要求1所述的一种火法炼铅装置，其特征在于，所述氧化单元上设置有第一进料口、第二进料口和第一出铅口。

4.根据权利要求1所述的一种火法炼铅装置，其特征在于，所述还原单元包括有第二边框，所述第二边框的内表面设置有第二铜水套，第二铜水套内设置有第二炉缸。

5.根据权利要求1所述的一种火法炼铅装置，其特征在于，所述还原单元上设置有第三进料口，所述还原单元还包括第二出渣口和底铅口，所述还原单元上还设置有第二出铅口。

6.一种利用如权利要求1-5任意一项所述的火法炼铅装置进行的炼铅工艺，其特征在于，所述炼铅工艺包括以下步骤：

将氧化单元产生的烟灰导入到烟灰处理装置；

还原单元产生的烟灰导入到烟灰处理装置；

从所述氧化单元的第一出铅口排出粗铅，从还原单元的第二出铅口排出粗铅，从还原单元的第二出渣口排出水渣；

定期从底铅口排出底铅。

7.根据权利要求6所述的一种炼铅工艺，其特征在于，熔剂A为铁粉、石灰石和煤粒的混合物，所述铁粉在进入氧化单元所有物料占比为3％-5％，所述石灰石在进入氧化单元所有物料占比为2％-3％，所述煤粒在进入氧化单元所有物料占比为10％-13％。

8.根据权利要求6所述的一种炼铅工艺，其特征在于，熔剂B为石灰石和煤粒的混合物。

9.根据权利要求6所述的一种炼铅工艺，其特征在于，所述制粒装置上还设置有第一进料管，所述第一进料管和所述第三进料口连接。