CN113604675A - 一种消除炼铅氧化炉烟灰发红的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于有色金属冶炼技术领域，涉及一种消除炼铅氧化炉烟灰发红的方法，包括以下步骤：步骤A：从氧化炉下料口向炉内补入纯氧或压缩空气；步骤B：控制氧化炉锅炉出口烟气的含氧浓度，以保证锅炉中烟气的氧化性气氛；步骤C：氧化炉锅炉灰和电场灰中镉含量达到规定数值后，外排烟灰进行金属镉的回收。本发明消除炼铅氧化炉烟灰发红的方法，操作简单，烟尘率低，锅炉管束和电场极线积灰少、锅炉降温效果和电场收尘效果好，回收烟灰含镉品位高。

Description

一种消除炼铅氧化炉烟灰发红的方法
技术领域
本发明属于有色金属冶炼技术领域，涉及一种消除炼铅氧化炉烟灰发红的方法。
背景技术
随着铅冶炼行业的逐年发展，原生铅冶炼过程中主元素铅品位下降，其它杂质元素则逐年上升。铅作为一种易挥发的金属，在不同的铅火法冶炼工艺中，烟尘率一直都比较高，氧化炉烟尘率一般在5-15%之间。为了降低冶炼成本和提高铅的回收率，氧化炉烟灰均经过配料后重新加入炉内进行铅的回收；随着烟灰的循环使用，杂质元素镉在烟灰中进行循环富集。正常的氧化炉烟灰（锅炉灰和电收尘灰）颜色为白色或灰白色；但是当氧化炉烟灰中隔含量达到一定数量时，如果氧化炉炉况控制失调，则会在氧化炉锅炉和电收尘中生成大量的红色烟灰。由于该红色烟灰粘度较大，常常粘附于锅炉管束和电收尘极线上，轻则造成锅炉降温效果和电场收尘效果下降，使氧化炉降低处理量维持生产；重则，锅炉凝渣管屏和管束之间积满灰尘，影响烟气流通，氧化炉被迫停炉处理该红色积灰，造成生产事故。待锅炉和电收尘内温度下降之后，工人进入锅炉和电收尘内通过人工的方式将红色积灰捅打清理干净后，氧化炉方能重新开炉。
目前炼铅氧化炉生产过程中主要存在以下问题：（1）氧化炉烟灰时常出现发红现象，造成锅炉管束积灰，影响锅炉降温效果，为缓解上述情况，经常需要进行降料生产；（2）锅炉管束和电收尘极线积灰，影响收尘效果，下料口经常出现冒烟现象；（3）生成红色烟灰时，需要进行停炉处理，影响氧化炉作业率；（4）氧化炉烟灰需要经常进行外排，增加工人的工作量；由于烟灰循环富集时间短，烟灰含隔品位低，增加隔的回收成本。因此，需要研究一种消除炼铅氧化炉烟灰发红的方法。
2014年“中国（郑州）中西部第七届有色金属工业发展论坛”会议论文《氧气底吹炉炼铅所产烟灰物性异常现象的分析与处理措施》公开了烟灰颜色发红、发黄的原因，但不清楚CdS在降温除尘设备中生成的具体物理化学条件，通过强化锅炉操作人员的巡检意识，进行爆破清灰作业时严格监控温度曲线，在电收尘分布板加装弹性震打并定期人工清理等措施减少了烟灰异常现象的发生。但没有从根本上解决烟灰发红的原因，且增加了操作工人的操作强度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种消除炼铅氧化炉烟灰发红的方法，操作简单，烟尘率低，锅炉管束和电场极线积灰少、锅炉降温效果和电场收尘效果好，回收烟灰含镉品位高。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种消除炼铅氧化炉烟灰发红的方法，包括以下步骤：
步骤A：从氧化炉下料口向炉内补入纯氧或压缩空气；
步骤B：控制氧化炉锅炉出口烟气的含氧浓度，以保证锅炉中烟气的氧化性气氛；
步骤C：氧化炉锅炉灰和电场灰中镉含量达到规定数值后，外排烟灰进行金属镉的回收。
优选地，步骤A中所述补入纯氧或压缩空气中的氧气体积数为氧化炉处理量的2-6倍。
优选地，步骤B控制氧化炉锅炉出口烟气的含氧浓度大于2%。
优选地，步骤C所述锅炉灰和电收尘灰含镉达到20%后，外排烟灰进行金属镉的回收。
本发明从氧化炉下料口向炉内补入氧气的主要目的如下：
（1）将氧化炉熔池上方烟气中易挥发的还原性物质硫化铅和硫化锌与氧气反应为氧化物（或单质）和二氧化硫，进而减少硫化镉（红色物质主要成分）的生成。主要化学反应如下：
①PbS+O2=Pb+SO2↑；
②2PbS+3O2=2PbO+2SO2↑；
③ZnS+O2=ZnO+SO2↑；
④PbS+CdO=CdS+PbO；
⑤ZnS+CdO=CdS+ZnO。
（2）控制氧化炉锅炉出口烟气含氧浓度在2%以上，以保证锅炉中烟气的氧化性气氛。利用锅炉中多余的氧气与烟尘中的硫化镉反应生产氧化镉和二氧化硫，以减少烟灰中的红色物质硫化镉的含量。主要化学反应如下：
⑥CdS+O2=CdO+SO2↑。
（3）氧化炉锅炉灰和电场灰中镉含量达到20%后，外排烟灰进行金属镉的回收，同时减少循环物料中的镉含量。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
（1）操作简单：仅需在系统中原有的氧气或压缩空气管道中引出一根管子将氧气或压缩空气通过氧化炉下料口通入炉内即可，不需要人为进入锅炉或电收尘内清打管束和极线上的积灰。
（2）环保收尘效果好：锅炉管束和电场极线积灰少，以及下料口通入氧气或压缩空气后，现场收尘效果好，烟气无组织排放少。
（3）烟灰含隔富集品位高：由于氧化炉烟灰不再发红，氧化炉烟灰可以长时间的循环使用，因此烟灰含隔富集品位高，烟灰含隔品位高时可以达到35%。
（4）氧化炉作业率高：由于不再需要停炉处理粘度较大的红色烟灰，因此氧化炉作业率与之前相比可提高2-4%。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限定本发明的保护范围。若未特别指明，实施例中所用技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。下述实施例中的试验方法，如无特别说明，均为常规方法。
实施例一
采用底吹氧化炉（直径5m，长28m）混合料处理量为80t/h，混合料中主要成分的百分含量为Pb:45%、Zn:8%、Fe:7.5%、SiO2:3.7%、CaO:1.8%、S:15%、Cd:1.6%；从下料口向炉内以1000m3/h补入压缩空气；压缩空气中氧气的体积数是氧化炉每小时处理混合料数的2.6倍。锅炉出口烟气中氧气浓度为2.8%，氧化炉混合烟灰含镉达到20%后，外排进行金属镉的回收。
实施例二
采用底吹氧化炉（直径5m，长28m）混合料处理量为100t/h，混合料中主要成分的百分含量为Pb:42%、Zn:8.2%、Fe:8%、SiO2:4%、CaO:2%、S:15.5%、Cd:1.4%；从下料口向炉内以300m3/h补入纯氧；氧气的体积数是氧化炉每小时处理混合料数的3倍。锅炉出口烟气中氧气浓度为3%，氧化炉混合烟灰含镉达到20%后，外排进行金属镉的回收。
实施例三
采用底吹氧化炉（直径5m，长28m）混合料处理量为120t/h，混合料中主要成分的百分含量为Pb:40%、Zn:7.8%、Fe:8%、SiO2:3.8%、CaO:1.9%、S:16%、Cd:1.2%；从下料口向炉内以420m3/h补入纯氧；氧气的体积数是氧化炉每小时处理混合料数的3.5倍。锅炉出口烟气中氧气浓度为4%，氧化炉混合烟灰含镉达到20%后，外排进行金属镉的回收。
以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，仅仅用以解释本发明，并非限制本发明实施范围，对于本技术领域的技术人员来说，当然可根据本说明书中所公开的技术内容，通过置换或改变的方式轻易做出其它的实施方式，故凡在本发明的原理上所作的变化和改进等，均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims (4)

1.一种消除炼铅氧化炉烟灰发红的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A：从氧化炉下料口向炉内补入纯氧或压缩空气；
步骤B：控制氧化炉锅炉出口烟气的含氧浓度，以保证锅炉中烟气的氧化性气氛；
步骤C：氧化炉锅炉灰和电场灰中镉含量达到规定数值后，外排烟灰进行金属镉的回收。
2.根据权利要求1所述的一种消除炼铅氧化炉烟灰发红的方法，其特征在于，步骤A中所述补入纯氧或压缩空气中的氧气体积数为氧化炉处理量的2-6倍。
3.根据权利要求1所述的一种消除炼铅氧化炉烟灰发红的方法，其特征在于，步骤B控制氧化炉锅炉出口烟气的含氧浓度大于2%。
4.根据权利要求1所述的一种消除炼铅氧化炉烟灰发红的方法，其特征在于，步骤C所述锅炉灰和电收尘灰含镉达到20%后，外排烟灰进行金属镉的回收。
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