CN1285741C - 熔融铅氧化渣冶炼方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种熔融铅氧化渣冶炼方法，采用的炉体为竖式侧吹炉，上炉体的炉壁为水套结构或膜式壁结构，下炉体的炉壁为水套结构，上炉体顶部设排烟口，侧壁设熔剂加料口和铅氧化渣加料口，下炉体一侧壁设有喷嘴入口，另一侧壁设有排渣口，下炉体的底部连通底部炉体，底部炉体内部为倒拱锅底形，底部内衬耐火材料，侧壁上开一个虹吸出铅口；采用上述侧吹炉的冶炼方法包括还原过程和烟化过程两个阶段。该装置为单独一台或两台串联，由溜槽将第一台炉体的出渣口与第二台炉体的进料口连通。本发明具有环保、节能降耗、投资省、成本低的优点。可利用高温熔融渣的热焓，进一步改善操作环境，可代替鼓风炉和烟化炉，取消铸渣，减少生产环节。

Description

熔融铅氧化渣冶炼方法及装置
(一)技术领域
本发明涉及一种有色金属的冶炼方法，特别是一种熔融铅氧化渣(高铅渣)的冶炼方法以及用于实现该冶炼法的装置。
(二)背景技术
现有的炼铅技术采用氧气底吹熔炼-鼓风炉还原炼铅法，虽然较好地解决了长期困扰铅冶炼行业的SO2烟气和铅尘的污染问题，但氧气底吹熔炼过程产出的熔融铅氧化渣(高铅渣)需要凝结铸块后再送鼓风炉还原，高温熔融铅氧化渣的热焓(占铅氧化渣还原所需热焓15％左右)无法利用；同时鼓风炉还原需要消耗价格昂贵的块状冶金焦炭，且还原过程中，有30％左右的焦炭不完全燃烧，既浪费了能源，又增加了生产成本。另外，鼓风炉渣还需送烟化炉进一步处理，生产设备多，生产环节多，投资较大，操作环境污染较重。
(三)发明内容
本发明的目的是提供一种熔融铅氧化渣冶炼方法及装置，解决高温熔融渣热焓的利用，进一步改善操作环境、进一步节能降耗的问题；同时还提供熔融铅氧化渣中铅的还原过程和锌锗铟等有价金属的烟化挥发过程在同一个炉子中进行的方法，代替原有的鼓风炉和烟化炉，取消铸渣，从而减少生产环节，节省工程投资。
本发明的技术方案：这种熔融铅氧化渣冶炼方法，其特征在于：采用竖式侧吹炉，炉体内部是熔池，上炉体顶部设排烟口，侧壁设熔剂加料口和铅氧化渣加料口，下炉体一侧壁设有喷嘴入口，另一侧壁设有排渣口，下炉体的底部连通底部炉体，底部炉体内部为倒拱锅底形，底部内衬耐火材料，侧壁上开一个虹吸出铅口；
采用上述侧吹炉的冶炼方法包括以下两个阶段：
第一阶段为还原过程：将铅氧化渣和熔剂从侧吹炉上炉体的加料口加入，进行还原熔炼，炉体内的熔池温度为1050-1250℃；将空气和还原剂经下炉体的喷嘴入口喷入熔池，吹入空气的氧气浓度为21％-40％；铅氧化渣在炉体内还原熔炼，产出粗铅、粗铅由底部炉体的虹吸口放出并铸锭，含铅烟尘从上炉体的排烟口顺序排至余热锅炉和收尘器被收集；
第二阶段为烟化过程：经第一阶段还原后的炉渣在炉体内继续进行第二阶段烟化吹炼，炉体内熔池温度为1150-1300℃；空气和还原剂通过喷嘴入口从炉侧喷入熔池，吹入空气的氧气浓度为21％-40％；使锌、锗、铟、银以及残余铅有价金属产生烟化挥发，余渣从下炉体的排渣口排出。
这种熔融铅氧化渣冶炼方法，其特征在于：
上述第一阶段中的余渣从该炉体的排渣口排出，并进入第二台侧吹炉中进行烟化吹炼，熔池温度为1150-1300℃；空气和还原剂通过喷嘴入口从炉侧喷入熔池，吹入空气的氧气浓度为23％-40％；炉渣经第二阶段烟化吹炼后，产出含氧化锌灰的烟气和弃渣；氧化锌灰在余热锅炉和收尘器收集，弃渣水淬后排放。
上述第一阶段还原过程中，侧吹炉熔池温度范围为1150-1200℃。
上述空气是富氧空气。
上述还原剂为粉煤、天然气、煤气或液化石油气。
上述喷嘴入口旁侧连接补风口。
这种熔融铅氧化渣冶炼装置，炉体为竖式结构，炉体内部是熔池，炉壁为水套结构，其特征在于：上炉体顶部设排烟口，侧壁设熔剂加料口和铅氧化渣加料口，下炉体一侧壁设有喷嘴入口，另一侧壁设有排渣口，下炉体的底部连通底部炉体，底部炉体内部为倒拱锅底形，底部内衬耐火材料，侧壁上开一个虹吸出铅口。
上述装置由两台熔融铅氧化渣冶炼装置串联或由一台熔融铅氧化渣冶炼装置、一台普通烟化炉串联，后者由溜槽将熔融铅氧化渣冶炼装置的排渣口与的普通烟化炉的热渣进料口连通。
上述上炉体侧壁是水套结构或膜式壁结构。
上述炉体的横截面是矩形或圆形。
本发明有如下显著效果：
(1)能耗低
本发明直接冶炼处理熔融铅氧化渣(高铅渣)，充分利用熔融铅氧化渣(高铅渣)的热焓，并采用富氧空气还原熔炼，较鼓风炉还原可节省能源。
(2)生产成本低
本冶炼法熔融铅氧化渣(高铅渣)的还原采用粉煤(或天然气、煤气、液化石油气)取代鼓风炉还原所用的冶金焦炭作还原剂(燃料)，并采用富氧空气熔炼，可节省冶炼成本。
(3)操作环境好
本冶炼法熔融铅氧化渣(高铅渣)直接进入侧吹炉中进行还原和烟化，取消了铸渣和吊运渣包的作业，可使操作环境进一步改善。
(4)工程投资省
本冶炼法使熔融铅氧化渣(高铅渣)中铅的还原和锌锗铟等有价金属的烟化挥发可以在同一个炉子中进行，用一台侧吹炉代替鼓风炉和烟化炉，并取消了铸渣机，既减少了生产设备、生产环节，又可大大节省工程投资。
(四)附图说明
图1是本发明实施例一的主视图；
图2是图1的侧视图。
图3是本发明实施例二的结构示意图。
图4为本发明的工艺流程图。
图中：1-上炉体、2-下炉体、3-底部炉体、4-熔池、5-水套、6-铅氧化渣加料口、7-熔剂加料口、8-喷嘴入口、9-排烟口、10-排渣口、11-倒拱锅底形结构、12-补风口、13-虹吸出铅口、14-法兰、15-烟化炉、16-溜槽、17-热渣进料口。
(五)具体实施方式
实施例一参见图1、2，采用单一侧吹炉的冶炼高铅渣的具体方法包括如下工艺过程：
采用的炉体为竖式侧吹炉，炉体内部是熔池4，炉壁为水套5或膜式壁结构，上炉体1的顶部设排烟口9，上炉体1的侧壁各设一个铅氧化渣加料口6、熔剂加料口7，下炉体2侧壁设有喷嘴入口8和排渣口10，下炉体的底部连通底部炉体3，底部炉体内部为倒拱锅底形结构11，底部内衬耐火材料，侧壁上开一个虹吸出铅口13。
采用上述侧吹炉的冶炼方法参见图4，它包括以下两个阶段：
第一阶段为还原过程：将铅氧化渣和熔剂从上炉体的加料口加入，进行还原熔炼，还原剂为粉煤、天然气、煤气或液化石油气。炉体的熔池温度为1050-1250℃，优选的温度范围为1150-1200℃。将空气和还原剂经下炉体的喷嘴入口和侧吹口喷入熔池，吹入空气的氧气浓度为21％-40％，优选的氧气浓度为25％-32％。为增加吹入效果，可以在喷嘴入口旁侧连接补风口12，便于通入二次风。
部分铅氧化渣在炉体内还原熔炼，产出粗铅、粗铅由底部炉体的虹吸口放出并铸锭，含铅烟尘从上炉体的排烟口顺序排至余热锅炉和收尘器被收集；
第二阶段烟化过程：第一阶段还原后的炉渣在炉体中继续进行第二阶段烟化吹炼，熔池温度为1150-1300℃；空气和还原剂通过喷嘴入口从炉侧喷入熔池，吹入空气的氧气浓度为23％-40％；使锌、锗、铟、银以及残余铅有价金属产生烟化挥发，余渣从下炉体的排渣口排出。
实施例二参见图3：由一台熔融铅氧化渣冶炼装置、一台普通烟化炉串联，用溜槽16将熔融铅氧化渣冶炼装置的排渣口10与的普通烟化炉15的热渣进料口17连通。
参见图4，其熔融铅氧化渣冶炼方法：
在侧吹炉中，第一阶段的还原过程如同实施例一。第一阶段中产出的余渣从该炉体的排渣口排出，并进入第二台侧吹炉中进行烟化吹炼，熔池温度为1150-1300℃；空气和还原剂通过喷嘴入口从炉侧喷入熔池，吹入空气的氧气浓度为23％-40％；炉渣经第二阶段烟化吹炼后，产出含氧化锌灰的烟气和弃渣；氧化锌灰在余热锅炉和收尘器收集，弃渣水淬后排放。
本发明的这种熔融铅氧化渣冶炼装置，炉体为竖式结构，上炉体1、下炉体2和底部炉体3之间由法兰14连接为一体，炉体的横截面是矩形或圆形。炉体内部是熔池4，炉壁有水套5，上炉体顶部设排烟口9，侧壁设熔剂加料口7和铅氧化渣加料口6，下炉体一侧壁设有喷嘴入口8，另一侧壁设有排渣口10，为增加吹入效果，上述喷嘴入口旁侧连接补风口12。下炉体的底部连通底部炉体3，底部炉体内部为倒拱锅底形结构11，底部内衬耐火材料，侧壁上开一个虹吸出铅口13。
上述装置可以由两台熔融铅氧化渣冶炼装置串联。也可以由一台熔融铅氧化渣冶炼装置、一台普通烟化炉串联，可以用溜槽16将熔融铅氧化渣冶炼装置的排渣口10与的普通烟化炉15的热渣进料口17连通。
另一个具体实施例：要冶炼的铅氧化渣(高铅渣)主要成份为：含Pb35-55％，Fe/SiO2：0.8-1.4/1(重量比)，CaO/SiO2：0.2-0.8/1(重量比)。熔融铅氧化渣(高铅渣)按总质量百分比计的主要成分如下：pb 45％、Zn 6.63％、Cu 0.43％、SiO2 7.54％、Fe9％、CaO 3.01％，其中pb、Zn、Cu、Fe等金属均以氧化物形态存在。
把该高铅渣与熔剂分别加入侧吹炉，第一阶段进行还原熔炼，熔池温度1150℃。粉煤和富氧空气从炉侧喷入炉内，富氧空气含O2 32％(总体积百分比)，产出粗铅、炉渣和含铅尘的高温烟气，其中炉渣按总质量百分比计的主要成分如下：pb4％、Zn11.4％、Cu 0.15％、SiO2 14.76％、Fe16.14％、CaO 9.57％。该炉渣在侧吹炉中进行第二阶段烟化吹炼，熔池温度1250℃。粉煤和富氧空气从炉侧喷入炉内，富氧空气含O2 28％(总体积百分比)，产出含氧化锌灰的高温烟气和炉渣，其中炉渣按总质量百分比计的主要成分如下：pb0.24％、Zn1.85％、Cu 0.05％、SiO2 16.72％、Fe 24.81％、CaO 5.89％。

Claims (9)

1.一种熔融铅氧化渣冶炼方法，其特征在于：采用竖式侧吹炉，炉体内部是熔池，上炉体顶部设排烟口，侧壁设熔剂加料口和铅氧化渣加料口，下炉体一侧壁设有喷嘴入口，另一侧壁设有排渣口，下炉体的底部连通底部炉体，底部炉体内部为倒拱锅底形，底部内衬耐火材料，侧壁上开一个虹吸出铅口；
采用上述侧吹炉的冶炼方法包括以下两个阶段：
第一阶段为还原过程：将铅氧化渣和熔剂从侧吹炉上炉体的加料口加入，进行还原熔炼，炉体内的熔池温度为1050-1250℃；将空气和还原剂经下炉体的喷嘴入口喷入熔池，吹入空气的氧气浓度为21％-40％；铅氧化渣在炉体内还原熔炼，产出粗铅，粗铅由底部炉体的虹吸口放出并铸锭，含铅烟尘从上炉体的排烟口顺序排至余热锅炉和收尘器被收集；
第二阶段为烟化过程：  经第一阶段还原后的炉渣在炉体内继续进行第二阶段烟化吹炼，炉体内熔池温度为1150-1300℃；空气和还原剂通过喷嘴入口从炉侧喷入熔池，吹入空气的氧气浓度为21％-40％；使锌、锗、铟、银以及残余铅有价金属产生烟化挥发，余渣从下炉体的排渣口排出。
2.根据权利要求1所述的熔融铅氧化渣冶炼方法，其特征在于：
上述第一阶段中的余渣从该炉体的排渣口排出，并进入第二台侧吹炉中进行烟化吹炼，熔池温度为1150-1300℃；空气和还原剂通过喷嘴入口从炉侧喷入熔池，吹入空气的氧气浓度为23％-40％；炉渣经第二阶段烟化吹炼后，产出含氧化锌灰的烟气和弃渣；氧化锌灰在余热锅炉和收尘器收集，弃渣水淬后排放。
3.根据权利要求1或2所述的熔融铅氧化渣冶炼方法，其特征在于，所述第一阶段还原过程中，侧吹炉熔池温度范围为1150-1200℃。
4.根据权利要求1或2所述的熔融铅氧化渣冶炼方法，其特征在于，上述还原剂为粉煤、天然气、煤气或液化石油气。
5.根据权利要求1或2所述的熔融铅氧化渣冶炼方法，其特征在于，述喷嘴入口旁侧连接补风口。
6.一种熔融铅氧化渣冶炼装置，炉体为竖式结构，炉体内部是熔池，炉壁为水套结构，其特征在于：上炉体顶部设排烟口，侧壁设熔剂加料口和铅氧化渣加料口，下炉体一侧壁设有喷嘴入口，另一侧壁设有排渣口，下炉体的底部连通底部炉体，底部炉体内部为倒拱锅底形，底部内衬耐火材料，侧壁上开一个虹吸出铅口。
7.一种熔融铅氧化渣冶炼装置，其特征在于，由两台根据权利要求6所述熔融铅氧化渣冶炼装置串联，或由一台据权利要求6所述熔融铅氧化渣冶炼装置与另一台普通烟化炉串联，并由溜槽将熔融铅氧化渣冶炼装置的排渣口与普通烟化炉的热渣进料口连通。
8.根据权利要求6或7所述的熔融铅氧化渣冶炼装置，其特征在于，上述上炉体侧壁是水套结构或膜式壁结构。
9.根据权利要求6或7所述的熔融铅氧化渣冶炼装置，其特征在于，上述炉体的横截面是矩形或圆形。
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