CN1584075A - 顶吹沉没熔炼炉渣的鼓风炉粉状燃料喷吹熔炼方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种顶吹沉没熔炼炉渣的鼓风炉粉状燃料喷吹熔炼方法。该方法通过将顶吹沉没熔炼炉渣、熔剂和焦炭混合后连续加入鼓风炉中；在鼓风炉的风口区布置粉状燃料喷吹口，粉状燃料在喷吹介质的携带下通过喷吹口向鼓风炉中连续喷吹；本方法在铅精矿的氧化过程中，烟气制酸回收，减少环境污染，用粉煤喷吹替代部分焦炭提供热量和还原性气体，降低冶金焦消耗量，粉状燃料的强还原气氛和还原温度，使铅渣中的铅得到充分还原回收。
Description
技术领域
本发明属于粗铅冶炼方法，更具体地说，涉及一种铅炉渣的熔炼方法。
背景技术
传统的粗铅冶炼方法是将铅精矿烧结成疏松多孔的块状烧结块(孔隙率一般为50～60％，堆比重1.8～2.2)，使铅精矿中的铅在焙烧过程中转化为氧化铅，在鼓风炉中，烧结块中的氧化铅与焦炭燃烧形成的一氧化碳气体发生还原反应生产粗铅，反应主要是在气相的一氧化碳与固相的烧结块中的氧化铅之间进行。该工艺在烧结过程中，产生大量低浓度二氧化硫烟气，不能用制酸技术经济、有效地回收烟气中的二氧化硫，烟气的直接外排造成了严重的环境污染；在鼓风炉熔炼烧结块的还原过程中需要消耗昂贵的冶金焦。为了从根本上消除铅精矿焙烧产生的低浓度二氧化硫烟气污染，采用顶吹沉没熔炼工艺处理铅精矿，熔炼过程在密闭的炉体中进行，烟气可用经典的制酸工艺回收二氧化硫，实现清洁生产。在顶吹沉没熔炼铅精矿的过程中，直接生产部分粗铅，其它的铅主要进入炉渣，顶吹沉没熔炼炉渣为块状致密块状渣(堆比重3.05)，铅主要成分为硅酸铅。在物理、化学特性上与烧结块存在极大差异，用传统鼓风炉熔炼这种炉渣时，因炉渣比表面积比烧结块小得多，鼓风炉渣的含铅高于5％，不能实现炉渣中铅的有效回收。
上述方法的不足之处是低浓度二氧化硫烟气造成严重的环境污染；需要大量昂贵的冶金焦；普通鼓风炉不能有效将顶吹沉没熔炼炉渣中的铅有效回收，使5％以上的铅损失在渣中。
发明内容
本发明克服了铅精矿烧结——烧结块鼓风炉熔炼方法存在的不足。提供了一种环境污染小、冶金焦消耗量低，渣含铅低的粗铅冶炼新方法。
本发明的方案包括以下步骤：
(1)、将顶吹沉没熔炼炉渣、熔剂和入炉物料量的7％-12％的焦炭混合后连续加入鼓风炉中；
(2)、在鼓风炉的风口区布置粉状燃料喷吹口，粉状燃料在喷吹介质的携带下通过喷吹口向鼓风炉中连续喷吹；
其中：顶吹沉没熔炼炉渣由顶吹沉没熔炼炉熔炼铅精矿产生的炉渣，含铅40％～50％、含硅酸铅60％～90％、炉渣结构为致密块状熔结渣，比重为3～3.5；鼓风炉为风口区面积为3m2～20m2；粉状燃料是粒度小于2mm的褐煤或烟煤或半焦或碎焦及其这四种燃料中两种或两种以上的混合物；粉状燃料喷吹量为炉顶加入焦炭量的10％-30％；喷吹粉煤系统的喷吹介质为空气或富氧空气，空气或富氧空气可以是不经预热的常温气体，也可以是经预热的气体，预热气体温度达到80℃以上；喷吹粉煤系统的富氧空气的含氧浓度22％-40％；粉状燃料喷吹口是喷吹口轴线位于鼓风炉风口轴线以上10cm-以下10cm范围以内。
有益效果
顶吹沉没熔炼是在密闭炉体中实现铅精矿的氧化，喷入的是空气或富氧空气，并充分利用铅精矿的氧化潜热，在节约能耗的同时，含二氧化硫的烟气浓度高，可用制酸工艺回收烟气中的二氧化硫成分，极大地减轻了烟气的污染问题。
顶吹沉没熔炼炉渣为致密块状，比表面积比疏松多孔的烧结块低得多，仅靠焦炭燃烧形成的一氧化碳与有限的固态炉渣表面接触实现炉渣中铅化合物的还原程度十分有限，这必然导致还原渣中铅含量高于5％。并且，铅在渣中的赋存状态以硅酸铅为主，渣熔点比以含氧化铅为主的烧结块高，反应温度在1100～1200℃。单纯使用焦炭时，使用量较高。通过喷吹粉状燃料，不仅部分取代了昂贵的冶金焦，而且充分利用了粉状燃料中的活性可燃成分，延长物料在炉内停留时间，提高焦点区的还原强度，喷吹粉状燃料提供了理想的还原条件。降低焦炭消耗的同时，节约了成本。
当喷吹粉状燃料时，除碳燃烧形成的一氧化碳参加还原外，活性的碳、氢物质强化了铅化合物的还原，并提高焦点区温度，使熔化的炉渣通过炽热的碳层时，发生固态的碳与液态的炉渣中的铅化合物的还原反应。保证还原渣中铅含量降低到2％以下。
鼓风炉粉状燃料喷吹熔炼顶吹沉没熔炼炉渣的成功，解决了顶吹沉没熔炼炉渣的有效回收问题，形成了“铅精矿顶吹沉没熔炼——炉渣鼓风炉粉状燃料还原”的粗铅冶炼新工艺，实现了粗铅冶炼的高效、清洁生产。
具体实施例
实施例1、粉煤重量为冶金焦重量的10％，顶吹沉没熔炼炉渣铅含量40％
按照8分钟加入顶吹沉没熔炼炉渣100kg、铁矿石熔剂17kg、其它熔剂17.5kg、焦炭14.87kg的速度均匀加入鼓风炉中，同时从风口区喷入粉煤1.49kg，鼓入空气进行还原熔炼。铅直收率89.61％、铅回收率95.79％、粗铅品位92.54％、渣含铅1.88％。
实施例2、粉煤重量为冶金焦重量的10％，顶吹沉没熔炼炉渣铅含量50％
按照10分钟加入顶吹沉没熔炼炉渣100kg、铁矿石熔剂17kg、其它熔剂17.5kg、焦炭14.87kg的速度均匀加入鼓风炉中，同时从风口区喷入粉煤1.59kg，鼓入空气进行还原熔炼。铅直收率90.29％、铅回收率96.21％、粗铅品位93.23％、渣含铅1.93％。
实施例3、粉煤重量为冶金焦重量的30％，顶吹沉没熔炼炉渣铅含量40％
按照8分钟加入顶吹沉没熔炼炉渣100kg、铁矿石熔剂17kg、其它熔剂17.5kg、焦炭12.39kg的速度均匀加入鼓风炉中，同时从风口区喷入粉煤3.72kg，鼓入空气进行还原熔炼。铅直收率89.45％、铅回收率95.94％、粗铅品位92.20％、渣含铅1.81％。
实施例4、粉煤重量为冶金焦重量的30％，顶吹沉没熔炼炉渣铅含量50％
按照10分钟加入顶吹沉没熔炼炉渣100kg、铁矿石熔剂17kg、其它熔剂17.5kg、焦炭12.39kg的速度均匀加入鼓风炉中，同时从风口区喷入粉煤3.72kg，鼓入空气进行还原熔炼。铅直收率90.51％、铅回收率96.37％、粗铅品位93.16％、渣含铅1.98％。
实施例5、粉煤重量为冶金焦重量的20％，顶吹沉没熔炼炉渣铅含量45％
按照9分钟加入顶吹沉没熔炼炉渣100kg、铁矿石熔剂17kg、其它熔剂17.5kg、焦炭13.54kg的速度均匀加入鼓风炉中，同时从风口区喷入粉煤2.71kg，鼓入空气进行还原熔炼。铅直收率90.87％、铅回收率96.47％、粗铅品位93.71％、渣含铅1.79％。
实施例6、粉状褐煤、烟煤、碎焦混合物重量为冶金焦重量的25％，顶吹沉没熔炼炉渣铅含量45％
按照9分钟加入顶吹沉没熔炼炉渣100kg、铁矿石熔剂17kg、其它熔剂17.5kg、焦炭13.00kg的速度均匀加入鼓风炉中，同时从风口区喷入褐煤1kg、烟煤1kg、碎焦1.25kg，鼓入空气进行还原熔炼。铅直收率90.34％、铅回收率97.24％、粗铅品位92.47％、渣含铅1.85％。
Claims (10)
1、一种顶吹沉没熔炼炉渣的鼓风炉粉状燃料喷吹熔炼方法，包括以下步骤：
(1)、将顶吹沉没熔炼炉渣、熔剂和入炉物料量的7％-12％的焦炭混合后连续加入鼓风炉中；
(2)、在鼓风炉的风口区布置粉状燃料喷吹口，粉状燃料在喷吹介质的携带下通过喷吹口向鼓风炉中连续喷吹；
2、根据权利要求1所述的顶吹沉没熔炼炉渣的鼓风炉粉状燃料喷吹熔炼方法，其特征是：所述顶吹沉没熔炼炉渣是由顶吹沉没熔炼炉熔炼铅精矿产生的炉渣，含铅40％～50％；
3、根据权利要求1或2所述的顶吹沉没熔炼炉渣的鼓风炉粉状燃料喷吹熔炼方法，其特征是：所述顶吹沉没熔炼炉渣含硅酸铅60％～90％；
4、根据权利要求1或2或3所述的顶吹沉没熔炼炉渣的鼓风炉粉状燃料喷吹熔炼方法，其特征是：所述的顶吹沉没熔炼炉渣是致密块状熔结渣，比重为3～3.5；
5、根据权利要求1所述的顶吹沉没熔炼炉渣的鼓风炉粉状燃料喷吹熔炼方法，其特征是：所述的鼓风炉为风口区面积为3m2～20m2；
6、根据权利要求1所述的顶吹沉没熔炼炉渣的鼓风炉粉状燃料喷吹熔炼方法，其特征是：所述的粉状燃料是粒度小于2mm的褐煤或烟煤或半焦或碎焦及其这四种燃料中两种或两种以上的混合物；
7、根据权利要求1或6所述的顶吹沉没熔炼炉渣的鼓风炉粉状燃料喷吹熔炼方法，其特征是：所述的粉状燃料喷吹量为炉顶加入焦炭量的10％-30％；
8、根据权利要求1所述的顶吹沉没熔炼炉渣的鼓风炉粉状燃料喷吹熔炼方法，其特征是：所述的喷吹粉煤系统的喷吹介质为空气或富氧空气；
9、根据权利要求8所述的顶吹沉没熔炼炉渣的鼓风炉粉状燃料喷吹熔炼方法，其特征是：所述的喷吹粉煤系统的富氧空气的含氧浓度22％-40％；
10、根据权利要求1所述的顶吹沉没熔炼炉渣的鼓风炉粉状燃料喷吹熔炼方法，其特征是：所述的粉状燃料喷吹口是喷吹口轴线位于鼓风炉风口轴线以上10cm-以下10cm范围以内。
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