CN114854995B - 一种氢基冶炼含铅精矿和处理铅基固废的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提出一种氢基冶炼含铅精矿和处理铅基固废的方法，采用该方法进行炼铅或处理铅基固废，无碳排放。氢气能量密度高、热效率高，可实现冶炼或处理铅基固废过程的低能耗与高热效率；氢气作为还原剂代替碳质还原剂，大大减少了还原冶炼过程中的碳排放。采用该工艺可以实现温室气体二氧化碳零排放；可提高处理能力并提高铅的回收率，降低尾渣含铅量。同时，回收铁、锌、锡、铟、锗等有价金属并保证较高的回收率；所产烟气中的水蒸气可经洗涤净化后用于工业制氢系统生产氢气和氧气，实现循环利用；可以利用现有火法炼铅工艺及设备，对其进行简单改造，投资成本低；该设备操作简单，金属回收率高，单系列产能适应多种规模。

Description

一种氢基冶炼含铅精矿和处理铅基固废的方法
技术领域
本申请涉及金属冶炼技术领域，尤其涉及一种氢基冶炼含铅精矿和处理铅基固废的方法。
背景技术
铅是人类最早利用的金属之一。金属铅具有良好的延展性、抗腐蚀性，易与其他金属制成性能优良的合金。金属铅、铅合金和其化合物广泛应用于蓄电池、电缆护套、机械制造业、船舶制造、轻工、氧化铅、射线防护等行业。随着环保压力的增加，同时最新发布的《铅锌行业规范条件》对于铅冶炼行业能耗要求的进一步提高，我国需要不断改进现有生产工艺，降低环境污染与生产能耗，增加铅的产量。
目前，铅的生产主要为火法工艺，铅的湿法生产工艺尚在试验阶段无法大规模工业化。铅的火法冶炼工艺包括烧结焙烧-鼓风炉还原熔炼工艺和铅冶炼直接熔炼工艺，前者由于能耗高、环境污染严重等问题已经逐步淘汰，后者已经成为现代铅冶炼的主流工艺。基夫赛特法、氧气顶吹熔炼(包括ISA法和Ausmelt法)、氧气底吹熔炼(包括QSL法和SKS法)、氧气侧吹熔炼、卡尔多法等都属于铅冶炼直接熔炼工艺。这些工艺无一例外都需要消耗大量的碳质物料，在冶炼过程前后会直接或间接将大量碳质物料中的碳以温室气体CO2的形式释放出来，加剧温室效应。
从发展清洁能源的角度来看，氢是最理想的载能体，氢本身是可再生的，且燃烧只生成水，可以实现真正的“二氧化碳零排放”。氢与其他能源相比，还具有能量密度高、热效率高等一系列突出的优点。因此，将氢气作为能源和还原物质应用于冶金领域，可以显著减少CO2的排放，具有很大的潜力。
铅精矿经过氧化脱硫过程形成铅的氧化物，铅的氧化物在H2的还原作用下进行还原形成金属铅。目前工业制氢工艺已经非常成熟，传统制氢工艺有热化学工艺和电解水工艺等，其中热化学工艺包括甲烷蒸气重整制氢、部分氧化工艺制氢和生物质、煤气化制氢等，电解水工艺中利用太阳能和核能进行制氢工艺有很大发展潜力，该工艺工业化后成本可控。利用氢气进行铅精矿的还原过程会产生大量的水，在烟气处理过程中可以首先处理并回收烟气中的水。
现有湿法炼铅技术尚处在试验研究阶段无法大规模应用。而现有的火法炼铅技术存在碳排放量大、能耗高、热效率低等问题。
目前，国内火法炼铅技术有的使用大量的还原煤作为还原剂。还原煤的使用会使其中贮存的大量碳释放出来，通过还原反应形成CO、CO2等含碳气体，而CO的利用无论是作为还原剂或者是燃料，最终都会形成温室气体CO2，排放到环境中，加剧温室效应。
有的采用大量粉煤、天然气或碎焦等碳质物料提供热量或作为还原剂。粉煤、碎焦等主要成分就是C，其在高温下燃烧或发生还原反应最终都会形成温室气体CO2，而天然气虽然较为清洁，但其中C含量依然很高，高温下燃烧或裂解最终也会形成大量温室气体CO2，最终加剧温室效应。
有的仍是使用焦炭和石墨等碳质还原剂进行还原，同样会导致其中贮存的大量碳以温室气体CO2的形式释放到环境中，从而加剧温室效应。
另外，我国每年产生的含铅废物以铅银渣、再生铅泥、铅栅、铅烟尘、铅玻璃等复杂铅基固废为主，产量达数百万吨。铅属于重金属之一，极易造成水-土-气复合污染，铅污染是危及我国生态安全和人民健康的重大环境问题。
目前，湿法处理铅基固废技术尚存在一些问题，仅在云南祥云飞龙有色金属股份有限公司有所应用。火法处理铅基固废工艺仍以短窑、反射炉、鼓风炉工艺为主，规模小，回收率低，颗粒物、NOx、重金属等二次污染物排放严重超标，无法满足现有的超低排放、大规模、低成本、高回收率的资源化利用的要求。侧吹浸没燃烧熔池熔炼技术是针对铅基固废开发的一项低温、连续、高效、清洁的熔炼工艺，在我国应用越来越广泛。
但是，以上火法工艺，包括侧吹浸没燃烧熔池熔炼技术，无一例外都需要消耗大量的碳质物料，在冶炼过程前后会直接或间接将大量碳质物料中的碳以温室气体CO2的形式释放出来，加剧温室效应。
从发展清洁能源的角度来看，氢是最理想的载能体，氢本身是可再生的，且燃烧只生成水，可以实现真正的“二氧化碳零排放”。氢与其他能源相比，还具有能量密度高、热效率高等一系列突出的优点。因此，将氢气作为能源和还原物质应用于冶金领域，可以显著减少CO2的排放，具有很大的潜力。
发明内容
鉴于现有含铅精矿处理技术与铅基固废处理技术存在的碳排放量大、能耗高、热效率低等问题，有必要提供一种针对含铅精矿和铅基固废的低碳排放、低能耗的处理方法。含铅精矿无需复杂备料，配料后加入熔炼炉，熔炼过程中使用富氧空气通过反应自热维持冶炼体系正常运行，产生含硫烟气、粗铅和富铅渣。富铅渣在还原炉中进行还原。该过程采用纯氢气提供热量并充当还原剂，得到粗铅、还原炉渣和烟气，还原炉渣通过氢基还原挥发炉还原挥发后回收铅、锌、铁、锡、铟、锗等有价金属。单系列铅精矿处理可满足1～30 万吨/年等各种规模。
铅基固废、铅锌氧化矿等无需复杂备料，配料后加入还原炉，熔炼过程中使用氢气作还原剂，并通入富氧空气依靠氢气燃烧提供反应所需的热量，维持冶炼体系正常运行，产生含硫烟气、粗铅和还原炉渣。还原炉渣通过氢基还原挥发炉还原挥发后回收铅、锌、锡、铟、锗等有价金属。单系列处理铅基固废可满足1～30万吨/年等各种规模。
为此，本申请的一方面实施例提出一种氢基冶炼含铅精矿和处理铅基固废的方法，包括以下步骤：
含铅精矿和/或铅基固废与熔剂混合配料后加入熔炼炉中，得到富铅渣和烟气；
富铅渣进入到还原炉内还原，得到还原炉渣、粗铅和烟气；
还原炉渣进入到氢基还原挥发炉内还原挥发，得到炉渣、粗铅和烟气；
所有排出的烟气均净化处理和回收利用。
在一些实施例中，所述熔炼炉为氢基侧吹熔炼炉或氢基底吹熔炼炉。
在一些实施例中，当原料为含铅精矿时，熔炼炉内喷入富氧空气；当原料为含铅精矿和铅基固废或仅为铅基固废时，熔炼炉内喷入富氧空气和氢气。
在一些实施例中，所述熔炼炉设置侧吹/底吹喷枪，喷入的富氧空气中氧气浓度30％～90％，喷入的氢气浓度90％～100％，压力0.3～0.5Mpa，作业温度为1000℃～1200℃。
在一些实施例中，所述还原炉为氢基侧吹还原炉或氢基底吹还原炉。
在一些实施例中，所述还原炉和氢基还原挥发炉内均通入氢气和富氧空气。
在一些实施例中，所述还原炉设置侧吹/底吹喷枪，喷入的富氧空气中氧气浓度50％～98％，喷入的氢气浓度90％～100％，压力0.4～0.6Mpa，作业温度为1100℃～1300℃。
在一些实施例中，所述氢基还原挥发炉设置侧吹喷枪，喷入的富氧空气中氧气浓度 50％～98％，喷入的氢气浓度90％～100％，压力0.5～0.8Mpa，作业温度为1200℃～1400℃。
在一些实施例中，所述烟气经余热回收和收尘系统净化处理后得到高硫烟气、含铅烟尘、氧化锌、有价金属和水蒸气，其中高硫烟气送至制酸系统制备硫酸，含铅烟尘返回配料，有价金属和氧化锌在烟尘中富集而综合回收，水蒸气经洗涤净化后用于工业制氢系统生产氢气和氧气以便在还原炉和氢基还原挥发炉中循环利用。
在一些实施例中，当氢基还原挥发炉内持续喷入98％的富氧空气以及100％的氢气且提高氢基还原挥发炉的作业温度至1500℃～1600℃时，炉渣中的铁被还原，并由金属排放口排出，炉渣中的铅被深度还原，炉渣含铅率进一步降低至＜0.05％。
本申请的另一方面实施例提出一种上述的氢基冶炼含铅精矿和处理铅基固废的方法所用到的冶炼设备，包括依次连接的熔炼炉、还原炉和氢基还原挥发炉，熔炼炉的渣排出口与还原炉的渣放入口之间通过保温溜槽连接，还原炉的渣排出口与氢基还原挥发炉的渣放入口之间通过保温溜槽连接，熔炼炉、还原炉和氢基还原挥发炉均设有连接余热回收装置和收尘净化装置的烟气出口。
本发明的氢基冶炼含铅精矿和处理铅基固废的方法同现有技术相比，有如下特点：
(1)备料过程简单；
(2)在该方法中，熔炼炉采用富氧空气和氢气或仅采用富氧空气进行氧化熔炼，还原炉和氢基还原挥发炉内均通入氢气和富氧空气进行还原熔炼，无碳排放，氢气能量密度高、热效率高，可实现含铅精矿的冶炼或处理铅基固废的过程的低能耗与高热效率；氢气作为还原剂代替碳质还原剂，大大减少了还原冶炼过程中的碳排放。采用该工艺可以实现“温室气体二氧化碳零排放”；
(3)采用该工艺可提高处理能力并提高铅的回收率，降低尾渣含铅量。同时，回收铁、锌、锡、铟、锗等有价金属并保证较高的回收率；
(4)所产烟气中的水蒸气可经洗涤净化后用于工业制氢系统生产氢气和氧气，实现循环利用；
(5)可以利用现有火法炼铅工艺及设备，对其进行简单改造，投资成本低；
(6)该工艺操作流程简单，金属回收率高，单系列产能适应多种规模。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，
其中：
图1为本申请实施例中氢基冶炼含铅精矿和处理铅基固废的方法的流程图；
图2为氢基侧吹熔炼炉的结构示意图；
图3为氢基底吹熔炼炉的结构示意图；
图4为氢基侧吹还原炉的结构示意图；
图5为氢基底吹还原炉的结构示意图；
图6为氢基还原挥发炉的结构示意图；
附图标记：
1-加料口；2-侧吹喷枪；3-金属排放口；4-渣排出口；5-烟气出口；6-调渣口；7-渣放入口；8-三次风口；9-烘炉用烧嘴；10-底吹喷枪。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
下面参考附图描述本申请实施例的一种氢基冶炼含铅精矿和处理铅基固废的方法。
本申请的第一方面实施例提出一种氢基冶炼含铅精矿的方法，如图1所示，将含铅精矿与熔剂进行混料，进入到熔炼炉内熔炼，得到富铅渣、粗铅和烟气；将富铅渣通入到还原炉内还原，得到还原炉渣、粗铅和烟气；还原炉渣进入到氢基还原挥发炉内还原挥发，得到炉渣、粗铅和烟气；所有得到的粗铅由虹吸放铅口(即金属排放口3，下同)放出，收集后进行铸块，送去精炼。所有排出的烟气均净化处理和回收利用。
还原炉和还原挥发炉内均通入氢气和氧气。当原料为含铅精矿时，熔炼炉内喷入富氧空气；当原料为含铅精矿和铅基固废或仅为铅基固废时，熔炼炉内喷入富氧空气和氢气。
烟气经余热回收和收尘系统净化处理后得到高硫烟气、含铅烟尘、氧化锌、有价金属和水蒸气，其中高硫烟气送至制酸系统制备硫酸，含铅烟尘返回配料，有价金属和氧化锌在烟尘中富集而综合回收，水蒸气经洗涤净化后用于工业制氢系统生产氢气和氧气以便在还原炉和氢基还原挥发炉中循环利用。
具体的，氢基冶炼含铅精矿的方法包括氢基侧吹还原炼铅工艺、氢基底吹还原炼铅工艺、底吹氧化氢基侧吹还原连续炼铅工艺、侧吹氧化氢基底吹还原连续炼铅工艺。
本还原炼铅工艺通过简单配料，在熔炼炉将含铅精矿氧化脱硫，使用富氧空气通过反应自热维持冶炼体系正常运行，控制温度1000℃～1200℃，产生熔炼烟气制酸，粗铅由虹吸放铅口排出，形成的熔融富铅渣通过保温溜槽进入还原炉进行还原，降低氢基还原的能耗。控制温度1100℃～1300℃，还原得到粗铅、还原炉渣和烟气，熔融还原炉渣通过保温溜槽进入氢基还原挥发炉还原挥发，控制温度1200℃～1400℃，实现锌快速和彻底的挥发，同时回收锡、铟、锗等有价金属。进一步提高温度1500℃～1600℃，可回收金属铁和铅。熔炼炉采用富氧空气进行氧化熔炼，还原炉和氢基还原挥发炉均采用氢气和富氧空气进行还原熔炼，无碳排放。采用该工艺可以真正实现“温室气体二氧化碳零排放”，且氢气能量密度高、热效率高，因此可实现冶炼过程的低能耗与高热效率。还原炉和氢基还原挥发炉的烟气中的水可经洗涤净化后用于工业制氢系统生产氢气和氧气，实现循环利用。采用该方法单系列含铅精矿处理可满足1～30万吨/年等各种规模。
以下分别进行阐述。
1、一种氢基侧吹还原炼铅工艺，具体包括如下步骤：
(1)将含铅精矿与熔剂进行混料；
(2)将混合物料直接加入到氢基侧吹熔炼炉内熔炼；混合物料在氢基侧吹熔炼炉中氧化脱硫造渣，烟气由氢基侧吹熔炼炉烟气出口5排出，经回收余热，收尘净化后得到高硫烟气和含铅烟尘，高硫烟气送制酸系统制备硫酸，回收的含铅烟尘返回步骤(1)进行混料，粗铅由氢基侧吹熔炼炉虹吸放铅口放出，铅氧化造渣形成富铅渣；
(3)富铅渣由氢基侧吹熔炼炉和氢基侧吹还原炉的溜槽进入氢基侧吹还原炉进行还原；氢基侧吹还原炉产出粗铅，由氢基侧吹还原炉虹吸放铅口放出，含铅烟尘回收后返回配料，烟气中水蒸气可经洗涤净化后用于工业制氢系统生产氢气和氧气，实现循环利用。锌、锡、铟、锗等有价金属富集于还原炉渣；
(4)还原炉渣由氢基侧吹还原炉和氢基还原挥发炉的溜槽进入氢基还原挥发炉进行还原挥发；氢基还原挥发炉产出氧化锌烟尘，随烟气由该炉烟气出口5排出，同时锡、铟、锗等有价金属挥发并在烟尘中富集从而得到综合回收；氢基还原挥发炉产出生铁和粗铅，由该炉下部的金属排放口3排出；氢基还原挥发炉的炉渣由位于该炉下部的渣排出口4排出，水淬后外卖或送渣场堆存。
在一些实施例中，步骤(1)中的含铅精矿为硫化铅精矿，原料也可以是铅锌复合矿，或含铅精矿和铅锌复合矿的混合物。熔剂为硅质熔剂或钙质熔剂或铁质熔剂，或是几种熔剂的组合。
在一些实施例中，含铅精矿(含铅精矿中含有铁和二氧化硅等成分)与熔剂的混合物中，按照质量比WCaO/WSiO2为0.5～0.8，WFe/WSiO2为1.0～1.6进行配比。
在一些实施例中，当原料为含铅精矿时，熔炼炉内喷入富氧空气；当原料为含铅精矿和铅基固废或仅为铅基固废时，熔炼炉内喷入富氧空气和氢气。
所用到的冶炼设备包括依次连接的氢基侧吹熔炼炉、氢基侧吹还原炉和氢基还原挥发炉，如图2、4、6所示，氢基侧吹熔炼炉的渣排出口4与氢基侧吹还原炉的渣放入口7之间通过溜槽连接，氢基侧吹还原炉的渣排出口4与氢基还原挥发炉的渣放入口7之间通过溜槽连接，氢基侧吹熔炼炉、氢基侧吹还原炉和氢基还原挥发炉均设有连接余热回收装置和收尘净化装置的烟气出口5。
其中，氢基侧吹熔炼炉的炉体侧部设置有侧吹喷枪2，向氢基侧吹熔炼炉的熔池中喷入富氧空气。炉体顶部设有加料口1和烟气出口5，炉体底部设有虹吸放铅口，炉体侧部设有渣排出口4。氢基侧吹熔炼炉中富氧空气的氧气浓度为30％～90％，喷入的氢气浓度90％～100％，压力0.3～0.5Mpa，作业温度为1000℃～1200℃，脱硫率＞98％，烟气SO2浓度>20％，富铅渣含铅30％～50％。
氢基侧吹还原炉的炉体侧部设置有侧吹喷枪2，向氢基侧吹还原炉的熔池中喷入氢气和氧气。炉体顶部设有调渣口6和烟气出口5，调渣口6的作用是通过加入熔剂等调配渣型。炉体底部设有虹吸放铅口，炉体两侧分别设有渣放入口7和渣排出口4。氢基侧吹还原炉的氢气浓度90％～100％，喷入的富氧空气中氧气浓度50％～98％，压力0.4～0.6Mpa，作业温度为1100℃～1300℃，还原炉渣含铅1％～3％。
氢基还原挥发炉的炉体侧部设置有侧吹喷枪2，向氢基还原挥发炉的熔池中喷入氢气和氧气。炉体顶部设有烟气出口5。炉体上部设置有三次风口8。炉体一侧设有渣放入口，另一侧设有金属排放口3和渣排出口4。氢基还原挥发炉的氢气浓度90％～100％，喷入的富氧空气中氧气浓度50％～98％，压力0.5～0.8Mpa，氢基还原挥发炉的作业温度为1200℃～1400℃。含锌烟气由位于顶部的烟气出口5排出，用以回收锌、锡、铟、锗等有价金属。
当氢基还原挥发炉内持续喷入98％的富氧空气以及100％的氢气且提高氢基还原挥发炉的作业温度至1500℃～1600℃时，炉渣中的铁被还原，并由金属排放口排出，炉渣中的铅被深度还原，炉渣含铅率进一步降低至＜0.05％。
在一些实施例中，氢基侧吹熔炼炉与氢基侧吹还原炉之间的溜槽以及氢基侧吹还原炉与氢基还原挥发炉之间的溜槽均为保温溜槽，以减少熔融富铅渣和还原炉渣的热损失。
下面通过具体的实施例来对本案进行详细描述：
实施例1
将含铅精矿(含Pb：50％)和熔剂(FeO、SiO2和CaO)按照质量比7:1配料后，由氢基侧吹熔炼炉的加料口1加入，富氧空气由氢基侧吹熔炼炉的侧部喷入熔池，然后使含铅精矿与富氧空气进行氧化熔炼，得到粗铅、烟气和富铅渣。氢基侧吹熔炼炉烟气中SO2浓度大于20％，经余热锅炉降温、收尘系统收尘后得到高硫烟气和含铅烟尘，其中，高硫烟气送制酸系统制酸，含铅烟尘返回配料。所得含铅熔炼渣的渣型为PbO-FeO-SiO2型、 PbO-FeO-SiO2-CaO型、PbO-FeO-SiO2-CaO-ZnO型。富氧空气中氧气浓度80％，氢基侧吹熔炼炉熔炼温度为1100℃。
将上述熔融的富铅渣通过保温溜槽送入氢基侧吹还原炉中进行还原处理，得到粗铅、烟气和还原炉渣。烟气经余热锅炉降温、收尘系统收尘后得到含铅烟尘返回配料。氢基侧吹还原炉作业温度为1200℃。
将上述熔融的还原炉渣通过保温溜槽送入氢基还原挥发炉中进行还原挥发，得到烟气、粗铅和炉渣。烟气经余热锅炉降温、收尘系统收尘后得到氧化锌及其他有价金属。氢基还原挥发炉的作业温度为1300℃。
实施例2
与实施例1的区别在于：氢基还原挥发炉的作业温度为1350℃。
实施例3
与实施例1的区别在于：氢基还原挥发炉的作业温度为1500℃。氢基还原挥发炉产生烟气、炉渣、粗铅、生铁。
实施例4
与实施例3的区别在于：氢基还原挥发炉的作业温度为1550℃。
实施例5
与实施例3的区别在于：氢基还原挥发炉的作业温度为1600℃。
实施例1至5中含铅精矿的熔炼方法中氢基还原挥发炉渣中的铅含量、铅的回收率以及铁的回收率见表1。
表1
实施例 渣中铅含量，wt％ 铅的回收率，％ 铁的回收率，％
1 0.5 98.7 0
2 0.2 99.0 0
3 0.1 99.1 56.5
4 0.05 99.3 87.5
5 0.03 99.6 93.7
由实施例1～5可知：采用该工艺可以保证铅的较高的回收率，同时实现铅冶炼的“二氧化碳零排放”；比较实施例2～5及对比实施例1可知，将氢基还原挥发炉的温度限定在本申请优选的保护范围内有利于进一步提高金属铅和铁的回收率，进一步降低尾渣的含铅量。
2、一种氢基底吹还原炼铅工艺，具体步骤与氢基侧吹还原炼铅工艺的区别在于：将氢基侧吹熔炼炉替换为氢基底吹熔炼炉，氢基侧吹还原炉替换为氢基底吹还原炉。
在一些实施例中，含铅精矿为硫化铅精矿，原料也可以是铅锌复合矿，或含铅精矿和铅锌复合矿的混合物。熔剂为硅质熔剂或钙质熔剂或铁质熔剂，或是几种熔剂的组合。
在一些实施例中，含铅精矿(含铅精矿中含有铁和二氧化硅等成分)与熔剂的混合物中，按照质量比WCaO/WSiO2为0.3～0.6，WFe/WSiO2为1.0～1.6进行配比。
在一些实施例中，当原料为含铅精矿时，熔炼炉内喷入富氧空气；当原料为含铅精矿和铅基固废或仅为铅基固废时，熔炼炉内喷入富氧空气和氢气。
所用到的冶炼设备包括依次连接的氢基底吹熔炼炉、氢基底吹还原炉和氢基还原挥发炉，如图3、5、6所示，氢基底吹熔炼炉的渣排出口4与氢基底吹还原炉的渣放入口7之间通过溜槽连接，氢基底吹还原炉的渣排出口4与氢基还原挥发炉的渣放入口7之间通过溜槽连接，氢基底吹熔炼炉、氢基底吹还原炉和氢基还原挥发炉均设有连接余热回收装置和收尘净化装置的烟气出口5。
其中，氢基底吹熔炼炉的炉体底部设置有底吹喷枪10，向氢基底吹熔炼炉的熔池中喷入富氧空气。炉体上设有烘炉用烧嘴9。炉体顶部设有加料口1和烟气出口5，炉体底部设有虹吸放铅口，炉体侧部设有渣排出口4。氢基底吹熔炼炉中富氧空气的氧气浓度为30％～90％，喷入的氢气浓度90％～100％，压力0.3～0.5Mpa，作业温度为1000℃～1200℃，脱硫率＞98％，烟气SO2浓度>15％，富铅渣含铅40％～60％。
氢基底吹还原炉的炉体底部设置有底吹喷枪10，向氢基底吹还原炉的熔池中喷入氢气和氧气。炉体上设有烘炉用烧嘴9。炉体顶部设有调渣口6和烟气出口5，调渣口6的作用是通过加入熔剂等调配渣型。炉体底部设有虹吸放铅口，炉体两侧分别设有渣放入口7和渣排出口4。氢基底吹还原炉喷入的富氧空气中氧气浓度50％～98％，喷入的氢气浓度 90％～100％，压力0.4～0.6Mpa，作业温度为1100℃～1300℃，还原炉渣含铅1％～3％。
氢基还原挥发炉的炉体侧部设置有侧吹喷枪2，向氢基还原挥发炉的熔池中喷入氢气和氧气。炉体顶部设有烟气出口5。炉体上部设置有三次风口8。炉体一侧设有渣放入口，另一侧设有金属排放口3和渣排出口4。氢基还原挥发炉的氢气浓度90％～100％，喷入的富氧空气中氧气浓度50％～98％，压力0.5～0.8Mpa，氢基还原挥发炉的作业温度为1200℃～1400℃。含锌烟气由位于顶部的烟气出口5排出，用以回收锌、锡、铟、锗等有价金属。
当氢基还原挥发炉内持续喷入98％的富氧空气以及100％的氢气且提高氢基还原挥发炉的作业温度至1500℃～1600℃时，炉渣中的铁被还原，并由金属排放口排出，炉渣中的铅被深度还原，炉渣含铅率进一步降低至＜0.05％。
在一些实施例中，氢基底吹熔炼炉与氢基底吹还原炉之间的溜槽以及氢基底吹还原炉与氢基还原挥发炉之间的溜槽均为保温溜槽，以减少熔融富铅渣和还原炉渣的热损失。
下面通过具体的实施例来对本案进行详细描述：
实施例6
将含铅精矿(含Pb：51％)和熔剂(FeO、SiO2和CaO)按照质量比9:1配料并制粒后，由氢基底吹熔炼炉的加料口1加入，富氧空气由氢基底吹熔炼炉的底部喷入熔池，然后使含铅精矿与富氧空气进行氧化熔炼，得到粗铅、烟气和富铅渣。氢基底吹熔炼炉烟气中SO2浓度大于15％，经余热锅炉降温、收尘系统收尘后得到高硫烟气和含铅烟尘，其中，高硫烟气送制酸系统制酸，含铅烟尘返回配料。所得含铅熔炼渣的渣型为PbO-FeO-SiO2型、PbO-FeO-SiO2-CaO型、PbO-FeO-SiO2-CaO-ZnO型。富氧空气中氧气浓度80％，氢基底吹熔炼炉熔炼温度为1050℃。
将上述熔融的富铅渣通过保温溜槽送入氢基底吹还原炉中进行还原处理，得到粗铅、烟气和还原炉渣。烟气经余热锅炉降温、收尘系统收尘后得到含铅烟尘返回配料。氢基底吹还原炉作业温度为1250℃。
将上述熔融的还原炉渣通过保温溜槽送入氢基还原挥发炉中进行还原挥发，得到烟气、粗铅和炉渣。烟气经余热锅炉降温、收尘系统收尘后得到氧化锌及其他有价金属。氢基还原挥发炉的作业温度为1250℃。
实施例7
与实施例6的区别在于：氢基还原挥发炉的作业温度为1350℃。
实施例8
与实施例6的区别在于：氢基还原挥发炉的作业温度为1500℃。氢基还原挥发炉产生烟气、炉渣、粗铅、生铁。
实施例9
与实施例8的区别在于：氢基还原挥发炉的作业温度为1550℃。
实施例10
与实施例8的区别在于：氢基还原挥发炉的作业温度为1600℃。
实施例6至10中含铅精矿的熔炼方法中氢基还原挥发炉渣中的铅含量、铅的回收率以及铁的回收率见表2。
表2
实施例 渣中铅含量，wt％ 铅的回收率，％ 铁的回收率，％
6 1.0 98.9 0
7 0.8 99.1 0
8 0.6 99.3 55.3
9 0.2 99.5 85.5
10 0.1 99.7 91.7
由实施例6～10可知：采用该工艺可以保证铅的较高的回收率，同时实现铅冶炼的“二氧化碳零排放”；比较实施例7～10及对比实施例6可知，将氢基还原挥发炉的温度限定在本申请优选的保护范围内有利于进一步提高金属铅和铁的回收率，进一步降低尾渣的含铅量。
3、一种底吹氧化氢基侧吹还原连续炼铅工艺，具体步骤与氢基侧吹还原炼铅工艺的区别在于：将氢基侧吹熔炼炉替换为氢基底吹熔炼炉。
在一些实施例中，含铅精矿为硫化铅精矿，原料也可以是铅锌复合矿，或含铅精矿和铅锌复合矿的混合物。熔剂为硅质熔剂或钙质熔剂或铁质熔剂，或是几种熔剂的组合。
在一些实施例中，含铅精矿(含铅精矿中含有铁和二氧化硅等成分)与熔剂的混合物中，按照质量比WCaO/WSiO2为0.3～0.6，WFe/WSiO2为1.0～1.6进行配比。
在一些实施例中，当原料为含铅精矿时，熔炼炉内喷入富氧空气；当原料为含铅精矿和铅基固废或仅为铅基固废时，熔炼炉内喷入富氧空气和氢气。
所用到的冶炼设备包括依次连接的氢基底吹熔炼炉、氢基侧吹还原炉和氢基还原挥发炉，如图3、4、6所示，氢基底吹熔炼炉的渣排出口4与氢基侧吹还原炉的渣放入口7之间通过溜槽连接，氢基侧吹还原炉的渣排出口4与氢基还原挥发炉的渣放入口7之间通过溜槽连接，氢基底吹熔炼炉、氢基侧吹还原炉和氢基还原挥发炉均设有连接余热回收装置和收尘净化装置的烟气出口5。
其中，氢基底吹熔炼炉的炉体底部设置有底吹喷枪10，向氢基底吹熔炼炉的熔池中喷入富氧空气。炉体上设有烘炉用烧嘴9。炉体顶部设有加料口1和烟气出口5，炉体底部设有虹吸放铅口，炉体侧部设有渣排出口4。氢基底吹熔炼炉中富氧空气的氧气浓度为30％～90％，喷入的氢气浓度90％～100％，压力0.3～0.5Mpa，作业温度为1000℃～1200℃，脱硫率＞98％，烟气SO2浓度>15％，富铅渣含铅40％～60％。
氢基侧吹还原炉的炉体侧部设置有侧吹喷枪2，向氢基侧吹还原炉的熔池中喷入氢气和氧气。炉体顶部设有调渣口6和烟气出口5，调渣口6的作用是通过加入熔剂等调配渣型。炉体底部设有虹吸放铅口，炉体两侧分别设有渣放入口7和渣排出口4。氢基侧吹还原炉喷入的富氧空气中氧气浓度50％～98％，喷入的氢气浓度90％～100％，压力0.4～0.6Mpa，作业温度为1100℃～1300℃，还原炉渣含铅1％～3％。
氢基还原挥发炉的炉体侧部设置有侧吹喷枪2，向氢基还原挥发炉的熔池中喷入氢气和氧气。炉体顶部设有烟气出口5。炉体上部设置有三次风口8。炉体一侧设有渣放入口，另一侧设有金属排放口3和渣排出口4。氢基还原挥发炉喷入的富氧空气中氧气浓度50％～98％，喷入的氢气浓度90％～100％，压力0.5～0.8Mpa，作业温度为1200℃～1400℃。含锌烟气由位于顶部的烟气出口5排出，用以回收锌、锡、铟、锗等有价金属。
当氢基还原挥发炉内持续喷入98％的富氧空气以及100％的氢气且提高氢基还原挥发炉的作业温度至1500℃～1600℃时，炉渣中的铁被还原，并由金属排放口排出，炉渣中的铅被深度还原，炉渣含铅率进一步降低至＜0.05％。
在一些实施例中，氢基底吹熔炼炉与氢基侧吹还原炉之间的溜槽以及氢基侧吹还原炉与氢基还原挥发炉之间的溜槽均为保温溜槽，以减少熔融富铅渣和还原炉渣的热损失。
下面通过具体的实施例来对本案进行详细描述：
实施例11
将含铅精矿(含Pb：51％)和熔剂(FeO、SiO2和CaO)按照质量比9:1配料并制粒后，由氢基底吹熔炼炉的加料口1加入，富氧空气由氢基底吹熔炼炉的底部喷入熔池，然后使含铅精矿与富氧空气进行氧化熔炼，得到粗铅、烟气和富铅渣。氢基底吹熔炼炉烟气中SO2浓度大于15％，经余热锅炉降温、收尘系统收尘后得到高硫烟气和含铅烟尘，其中，高硫烟气送制酸系统制酸，含铅烟尘返回配料。所得含铅熔炼渣的渣型为PbO-FeO-SiO2型、PbO-FeO-SiO2-CaO型、PbO-FeO-SiO2-CaO-ZnO型。富氧空气中氧气浓度80％，氢基底吹熔炼炉熔炼温度为1050℃。
将上述熔融的富铅渣通过保温溜槽送入氢基侧吹还原炉中进行还原处理，得到粗铅、烟气和还原炉渣。烟气经余热锅炉降温、收尘系统收尘后得到含铅烟尘返回配料。氢基侧吹还原炉作业温度为1200℃。
将上述熔融的还原炉渣通过保温溜槽送入氢基还原挥发炉中进行还原挥发，得到烟气、粗铅和炉渣。烟气经余热锅炉降温、收尘系统收尘后得到氧化锌及其他有价金属。氢基还原挥发炉的作业温度为1300℃。
实施例12
与实施例11的区别在于：氢基还原挥发炉的作业温度为1350℃。
实施例13
与实施例11的区别在于：氢基还原挥发炉的作业温度为1500℃。氢基还原挥发炉产生烟气、炉渣、粗铅、生铁。
实施例14
与实施例13的区别在于：氢基还原挥发炉的作业温度为1550℃。
实施例15
与实施例13的区别在于：氢基还原挥发炉的作业温度为1600℃。
实施例11至15中含铅精矿的熔炼方法中氢基还原挥发炉渣中的铅含量、铅的回收率以及铁的回收率见表3。
表3
实施例 渣中铅含量，wt％ 铅的回收率，％ 铁的回收率，％
11 0.95 98.5 0
12 0.73 98.8 0
13 0.66 99.1 50.5
14 0.35 99.3 80.3
15 0.10 99.6 90.8
由实施例11～15可知：采用该工艺可以保证铅的较高的回收率，同时实现铅冶炼的“二氧化碳零排放”；比较实施例12～15及对比实施例11可知，将氢基还原挥发炉的温度限定在本申请优选的保护范围内有利于进一步提高金属铅和铁的回收率，进一步降低尾渣的含铅量。
4、一种侧吹氧化氢基底吹还原连续炼铅工艺，具体步骤与氢基侧吹还原炼铅工艺的区别在于：将氢基侧吹还原炉替换为氢基底吹还原炉。
在一些实施例中，含铅精矿为硫化铅精矿，原料也可以是铅锌复合矿，或含铅精矿和铅锌复合矿的混合物。熔剂为硅质熔剂或钙质熔剂或铁质熔剂，或是几种熔剂的组合。
在一些实施例中，含铅精矿(含铅精矿中含有铁和二氧化硅等成分)与熔剂的混合物中，按照质量比WCaO/WSiO2为0.3～0.6，WFe/WSiO2为1.0～1.6进行配比。
在一些实施例中，当原料为含铅精矿时，熔炼炉内喷入富氧空气；当原料为含铅精矿和铅基固废或仅为铅基固废时，熔炼炉内喷入富氧空气和氢气。
所用到的冶炼设备包括依次连接的氢基侧吹熔炼炉、氢基底吹还原炉和氢基还原挥发炉，如图2、5、6所示，氢基侧吹熔炼炉的渣排出口4与氢基底吹还原炉的渣放入口7之间通过溜槽连接，氢基底吹还原炉的渣排出口4与氢基还原挥发炉的渣放入口7之间通过溜槽连接，氢基侧吹熔炼炉、氢基底吹还原炉和氢基还原挥发炉均设有连接余热回收装置和收尘净化装置的烟气出口5。
其中，氢基侧吹熔炼炉的炉体侧部设置有侧吹喷枪2，向氢基侧吹熔炼炉的熔池中喷入富氧空气。炉体顶部设有加料口1和烟气出口5，炉体底部设有虹吸放铅口，炉体侧部设有渣排出口4。氢基侧吹熔炼炉中喷入的富氧空气中氧气浓度30％～90％，喷入的氢气浓度90％～100％，压力0.3～0.5Mpa，作业温度为1000℃～1200℃。脱硫率＞98％，烟气SO2浓度>15％，富铅渣含铅40％～60％。
氢基底吹还原炉的炉体底部设置有底吹喷枪10，向氢基底吹还原炉的熔池中喷入氢气和氧气。炉体上设有烘炉用烧嘴9。炉体顶部设有调渣口6和烟气出口5，调渣口6的作用是通过加入熔剂等调配渣型。炉体底部设有虹吸放铅口，炉体两侧分别设有渣放入口7和渣排出口4。氢基底吹还原炉喷入的富氧空气中氧气浓度50％～98％，喷入的氢气浓度 90％～100％，压力0.4～0.6Mpa，作业温度为1100℃～1300℃。还原炉渣含铅1％～3％。
氢基还原挥发炉的炉体侧部设置有侧吹喷枪2，向氢基还原挥发炉的熔池中喷入氢气和氧气。炉体顶部设有烟气出口5。炉体上部设置有三次风口8。炉体一侧设有渣放入口，另一侧设有金属排放口3和渣排出口4。氢基还原挥发炉喷入的富氧空气中氧气浓度50％～98％，喷入的氢气浓度90％～100％，压力0.5～0.8Mpa，作业温度为1200℃～1400℃。含锌烟气由位于顶部的烟气出口5排出，用以回收锌、锡、铟、锗等有价金属。
当氢基还原挥发炉内持续喷入98％的富氧空气以及100％的氢气且提高氢基还原挥发炉的作业温度至1500℃～1600℃时，炉渣中的铁被还原，并由金属排放口排出，炉渣中的铅被深度还原，炉渣含铅率进一步降低至＜0.05％。
在一些实施例中，氢基侧吹熔炼炉与氢基底吹还原炉之间的溜槽以及氢基底吹还原炉与氢基还原挥发炉之间的溜槽均为保温溜槽，以减少熔融富铅渣和还原炉渣的热损失。
下面通过具体的实施例来对本案进行详细描述：
实施例16
将含铅精矿(含Pb：51％)和熔剂(FeO、SiO2和CaO)按照质量比9:1配料并制粒后，由氢基侧吹熔炼炉的加料口1加入，富氧空气由氢基侧吹熔炼炉的底部喷入熔池，然后使含铅精矿与富氧空气进行氧化熔炼，得到粗铅、烟气和富铅渣。氢基侧吹熔炼炉烟气中SO2浓度大于15％，经余热锅炉降温、收尘系统收尘后得到高硫烟气和含铅烟尘，其中，高硫烟气送制酸系统制酸，含铅烟尘返回配料。所得含铅熔炼渣的渣型为PbO-FeO-SiO2型、PbO-FeO-SiO2-CaO型、PbO-FeO-SiO2-CaO-ZnO型。富氧空气中氧气浓度80％，氢基侧吹熔炼炉熔炼温度为1050℃。
将上述熔融的富铅渣通过保温溜槽送入氢基底吹还原炉中进行还原处理，得到粗铅、烟气和还原炉渣。烟气经余热锅炉降温、收尘系统收尘后得到含铅烟尘返回配料。氢基底吹还原炉作业温度为1200℃。
将上述熔融的还原炉渣通过保温溜槽送入氢基还原挥发炉中进行还原挥发，得到烟气、粗铅和炉渣。烟气经余热锅炉降温、收尘系统收尘后得到氧化锌及其他有价金属。氢基还原挥发炉的作业温度为1300℃。
实施例17
与实施例16的区别在于：氢基还原挥发炉的作业温度为1400℃。
实施例18
与实施例16的区别在于：氢基还原挥发炉的作业温度为1450℃。氢基还原挥发炉产生烟气、炉渣、粗铅、生铁。
实施例19
与实施例18的区别在于：氢基还原挥发炉的作业温度为1550℃。
实施例20
与实施例18的区别在于：氢基还原挥发炉的作业温度为1600℃。
实施例16至20中含铅精矿的熔炼方法中氢基还原挥发炉渣中的铅含量、铅的回收率以及铁的回收率见表4。
表4
实施例 渣中铅含量，wt％ 铅的回收率，％ 铁的回收率，％
16 0.85 98.93 0
17 0.68 99.15 10.5
18 0.56 99.33 53.8
19 0.29 99.57 86.7
20 0.08 99.76 92.1
由实施例16～20可知：采用该工艺可以保证铅的较高的回收率，同时实现铅冶炼的“二氧化碳零排放”；比较实施例17～20及对比实施例16可知，将氢基还原挥发炉的温度限定在本申请优选的保护范围内有利于进一步提高金属铅和铁的回收率，进一步降低尾渣的含铅量。
本申请的第二方面实施例提出一种处理铅基固废的方法，铅基固废包括铅银渣、再生铅泥、铅栅、铅烟尘、铅玻璃等含铅二次物料及铅锌氧化矿。该方法具体包括如下步骤：将铅基固废与熔剂进行混料，进入到熔炼炉内熔炼，得到富铅渣、粗铅和烟气；将富铅渣通入到还原炉内还原，得到还原炉渣、粗铅和烟气；还原炉渣进入到氢基还原挥发炉内还原挥发，得到炉渣、粗铅和烟气；所有得到的粗铅由虹吸放铅口(即金属排放口3，下同) 放出，收集后进行铸块，送去精炼。所有排出的烟气均净化处理和回收利用。
还原炉和还原挥发炉内均通入氢气和氧气。当原料为含铅精矿和铅基固废或仅为铅基固废时，熔炼炉内喷入富氧空气和氢气。
烟气经余热回收和收尘系统净化处理后得到高硫烟气、含铅烟尘、氧化锌、有价金属和水蒸气，其中高硫烟气送至制酸系统制备硫酸，含铅烟尘返回配料，有价金属和氧化锌在烟尘中富集而综合回收，水蒸气经洗涤净化后用于工业制氢系统生产氢气和氧气以便在还原炉和氢基还原挥发炉中循环利用。
本发明通过简单配料，在熔炼炉中将铅基固废进行熔炼，使用富氧空气通过反应自热维持冶炼体系正常运行，控制温度1000℃～1200℃，产生熔炼烟气制酸，粗铅由虹吸放铅口排出，形成的熔融富铅渣通过保温溜槽进入还原炉进行还原，喷入富氧空气，利用氢气作还原剂并为还原反应提供热量，从而降低还原反应的能耗。控制温度1100℃～1300℃，还原得到粗铅、还原炉渣和含硫烟气。粗铅进行铸锭，含硫烟气收尘后送制酸系统。熔融还原炉渣通过保温溜槽进入氢基还原挥发炉还原挥发，控制温度1200℃～1400℃，实现锌快速和彻底的挥发，同时回收铅、锡、铟、锗等有价金属。还原炉和氢基还原挥发炉均采用氢气进行还原熔炼，无碳排放。采用该工艺可以真正实现“温室气体二氧化碳零排放”，且氢气能量密度高、热效率高，因此可实现冶炼过程的低能耗与高热效率。氢基还原挥发炉烟气中的水可经洗涤净化后用于工业制氢系统生产氢气和氧气，实现循环利用。采用该方法单系列处理铅基固废可满足1～20万吨/年等各种规模。
具体的，处理铅基固废的方法为氢基侧吹还原处理铅基固废的方法。
以下进行详细阐述。
一种氢基侧吹还原处理铅基固废的方法，如图1所示，具体包括如下步骤：
(1)将铅基固废与熔剂进行混料；
(2)将混合物料直接加入到氢基侧吹熔炼炉内熔炼；混合物料在氢基侧吹熔炼炉中氧化脱硫造渣，烟气由氢基侧吹熔炼炉烟气出口5排出，经回收余热，收尘净化后得到高硫烟气和含铅烟尘，高硫烟气送制酸系统制备硫酸，回收的含铅烟尘返回步骤(1)进行混料，粗铅由氢基侧吹熔炼炉虹吸放铅口放出，铅氧化造渣形成富铅渣；
(3)富铅渣由氢基侧吹熔炼炉和氢基侧吹还原炉的溜槽进入氢基侧吹还原炉进行还原，氢基侧吹还原炉产出粗铅，由氢基侧吹还原炉虹吸放铅口放出，含铅烟尘回收后返回配料，烟气中水蒸气可经洗涤净化后用于工业制氢系统生产氢气和氧气，实现循环利用。剩余铅、锌、锡、铟、锗等有价金属富集于还原炉渣；
(4)还原炉渣由氢基侧吹还原炉和氢基还原挥发炉的溜槽进入氢基还原挥发炉进行还原挥发；氢基还原挥发炉产出氧化锌烟尘，随烟气由该炉烟气出口5排出，同时锡、铟、锗等有价金属挥发并在烟尘中富集从而得到综合回收；氢基还原挥发炉产出粗铅，由该炉下部的金属排放口3排出；氢基还原挥发炉的炉渣由位于该炉下部的渣排出口4排出，水淬后外卖或送渣场堆存。
在一些实施例中，熔剂为硅质熔剂或钙质熔剂或铁质熔剂，或是几种熔剂的组合。
在一些实施例中，铅基固废(铅基固废中含有铁和二氧化硅等成分)与熔剂的混合物中，按照质量比WCaO/WSiO2为0.3～0.8，WFe/WSiO2为0.9～1.5进行配比。
在一些实施例中，当原料为含铅精矿和铅基固废或仅为铅基固废时，熔炼炉内喷入富氧空气和氢气。
所用到的氢基侧吹还原处理铅基固废的设备包括依次连接的氢基侧吹熔炼炉、氢基侧吹还原炉和氢基还原挥发炉，图2、4、6所示，氢基侧吹熔炼炉的渣排出口4与氢基侧吹还原炉的渣放入口7之间通过溜槽连接，氢基侧吹还原炉的渣排出口4与氢基还原挥发炉的渣放入口7之间通过溜槽连接，氢基侧吹还原炉和氢基还原挥发炉均设有连接余热回收装置和收尘净化装置的烟气出口5。
其中，氢基侧吹熔炼炉的结构以及参数与氢基侧吹还原炼铅工艺中氢基侧吹熔炼炉相同。氢基侧吹还原炉的炉体侧部设置有侧吹喷枪2，向氢基侧吹还原炉的熔池中喷入氢气和富氧空气。炉体顶部设有加料口1和烟气出口5。炉体底部设有虹吸放铅口，炉体侧部设有渣排出口4。氢基侧吹还原炉喷入的富氧空气中氧气浓度50％～98％，喷入的氢气浓度90％～100％，压力0.4～0.6Mpa，作业温度为1100℃～1300℃，还原炉渣含铅10％～15％。
氢基还原挥发炉的炉体侧部设置有侧吹喷枪2，向氢基还原挥发炉的熔池中喷入氢气和富氧空气。炉体顶部设有烟气出口5。炉体上部设置有三次风口8。炉体一侧设有渣放入口7，另一侧设有金属排放口3和渣排出口4。氢基还原挥发炉喷入的富氧空气中氧气浓度50％～98％，喷入的氢气浓度90％～100％，压力0.5～0.8Mpa，作业温度为1200℃～1400℃。含锌烟气由位于顶部的烟气出口5排出，用以回收锌、锡、铟、锗等有价金属。粗铅由该炉的金属排放口3放出。氢基还原挥发炉定期放出炉渣，炉渣含铅＜0.3％。
在一些实施例中，氢基侧吹熔炼炉与氢基侧吹还原炉之间的溜槽为保温溜槽，氢基侧吹还原炉与氢基还原挥发炉之间的溜槽为保温溜槽，以减少还原炉渣的热损失。
下面通过具体的实施例来对本案进行详细描述：
实施例21
将含铅二次物料、铅锌氧化矿和熔剂(FeO、SiO2和CaO)按照质量比5:2:1配料后，由氢基侧吹熔炼炉的加料口1加入，富氧空气由氢基侧吹熔炼炉的侧部喷入熔池，然后使含铅精矿与富氧空气进行氧化熔炼，得到粗铅、烟气和富铅渣。富氧空气中氧气浓度85％，氢基侧吹熔炼炉熔炼温度为1100℃。
将上述熔融的富铅渣通过保温溜槽送入氢基侧吹还原炉中进行还原处理，氢气和富氧空气由氢基侧吹还原炉的侧部喷入熔池，混合物料熔化并发生还原反应，得到粗铅、烟气和还原炉渣。氢基侧吹还原炉烟气中SO2浓度大于5％，经余热锅炉降温、收尘系统收尘后得到高硫烟气和含铅烟尘，其中，高硫烟气送制酸系统制酸，含铅烟尘返回配料。所得含铅熔炼渣的渣型为PbO-FeO-SiO2型、PbO-FeO-SiO2-CaO型、PbO-FeO-SiO2-CaO-ZnO型。富氧空气中氧气浓度80％，氢基侧吹还原炉熔炼温度为1150℃。
将上述熔融的还原炉渣通过保温溜槽送入氢基还原挥发炉中进行还原挥发，得到烟气、粗铅和炉渣。烟气经余热锅炉降温、收尘系统收尘后得到氧化锌及其他有价金属。氢基还原挥发炉的作业温度为1150℃。
实施例22
与实施例21的区别在于：氢基还原挥发炉的作业温度为1200℃。
实施例23
与实施例21的区别在于：氢基还原挥发炉的作业温度为1250℃。
实施例24
与实施例21的区别在于：氢基还原挥发炉的作业温度为1300℃。
实施例25
与实施例21的区别在于：氢基还原挥发炉的作业温度为1400℃。
实施例21至25中含铅精矿的熔炼方法中氢基还原挥发炉渣中的铅含量、铅的回收率见表5。
表5
由实施例21～25可知：采用该工艺可以保证铅的较高的回收率，同时实现铅冶炼的“二氧化碳零排放”；比较实施例22～25及对比实施例21可知，将氢基还原挥发炉的温度限定在本申请优选的保护范围内有利于进一步提高金属铅的回收率，进一步降低尾渣的含铅量。
在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等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 (6)

1.一种氢基冶炼含铅精矿和处理铅基固废的方法，其特征在于，包括以下步骤：
含铅精矿和/或铅基固废与熔剂混合配料后加入熔炼炉中，得到富铅渣和烟气；当原料为含铅精矿时，熔炼炉内喷入富氧空气；当原料为含铅精矿和铅基固废或仅为铅基固废时，熔炼炉内喷入富氧空气和氢气；
富铅渣进入到还原炉内还原，得到还原炉渣、粗铅和烟气；所述还原炉内通入氢气和富氧空气；
还原炉渣进入到氢基还原挥发炉内还原挥发，得到炉渣、粗铅和烟气；当氢基还原挥发炉内持续喷入98％的富氧空气以及100％的氢气且提高氢基还原挥发炉的作业温度至1500℃～1600℃时，炉渣中的铁被还原，并由金属排放口排出，炉渣中的铅被深度还原，炉渣含铅率进一步降低至＜0.05％；
所有排出的烟气均净化处理和回收利用，所述烟气经余热回收和收尘系统净化处理后得到高硫烟气、含铅烟尘、氧化锌、有价金属和水蒸气，其中高硫烟气送至制酸系统制备硫酸，含铅烟尘返回配料，有价金属和氧化锌在烟尘中富集而综合回收，水蒸气经洗涤净化后用于工业制氢系统生产氢气和氧气以便在还原炉和氢基还原挥发炉中循环利用；
所用到的冶炼设备包括依次连接的熔炼炉、还原炉和氢基还原挥发炉，熔炼炉的渣排出口与还原炉的渣放入口之间通过保温溜槽连接，还原炉的渣排出口与氢基还原挥发炉的渣放入口之间通过保温溜槽连接，熔炼炉、还原炉和氢基还原挥发炉均设有连接余热回收装置和收尘净化装置的烟气出口。
2.根据权利要求1所述的氢基冶炼含铅精矿和处理铅基固废的方法，其特征在于，所述熔炼炉为氢基侧吹熔炼炉或氢基底吹熔炼炉。
3.根据权利要求1所述的氢基冶炼含铅精矿和处理铅基固废的方法，其特征在于，所述熔炼炉设置侧吹/底吹喷枪，喷入的富氧空气中氧气浓度30％～90％，喷入的氢气浓度90％～100％，压力0.3～0.5MPa，作业温度为1000℃～1200℃。
4.根据权利要求1所述的氢基冶炼含铅精矿和处理铅基固废的方法，其特征在于，所述还原炉为氢基侧吹还原炉或氢基底吹还原炉。
5.根据权利要求1所述的氢基冶炼含铅精矿和处理铅基固废的方法，其特征在于，所述还原炉设置侧吹/底吹喷枪，喷入的富氧空气中氧气浓度50％～98％，喷入的氢气浓度90％～100％，压力0.4～0.6MPa，作业温度为1100℃～1300℃。
6.根据权利要求1所述的氢基冶炼含铅精矿和处理铅基固废的方法，其特征在于，所述氢基还原挥发炉设置侧吹喷枪，喷入的富氧空气中氧气浓度50％～98％，喷入的氢气浓度90％～100％，压力0.5～0.8MPa，作业温度为1200℃～1400℃。
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