CN201514112U - 悬浮熔炼侧吹还原炼铅炉 - Google Patents

悬浮熔炼侧吹还原炼铅炉 Download PDF

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宋守恒
蔡晖
孙月强
陈萃
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Abstract

本实用新型公开了一种悬浮熔炼侧吹还原炼铅炉，包括悬浮熔炼区和富氧侧吹还原区，所述悬浮熔炼区包括反应塔、熔炼区烟道和熔炼区熔池，在反应塔顶部装有投料喷嘴，用于向反应塔内喷炉料、焦碳和氧气，熔炼区熔池位于反应塔和熔炼区烟道之下方；所述富氧侧吹还原区包括还原区炉体、还原区熔池及还原区烟道，在还原区炉体的顶部设有还原煤加入口，在还原区熔池的渣线下部安装有氧气喷嘴，用于向炉内熔体吹入富氧空气和可燃气体，所述熔炼区熔池与还原区熔池连通，放渣口和放铅口设在还原区炉体之下部。本实用新型将现有的悬浮熔炼和富氧熔池熔炼有机的结合在一起，使之聚集了二者的优点，由此实现更环保更节能的粗铅冶炼。

Description

悬浮熔炼侧吹还原炼铅炉
技术领域
本实用新型涉及一种用于粗铅冶炼的新型熔炼炉，尤其涉及一种悬浮熔炼侧吹还原炼铅炉。
背景技术
随着我国环保政策的日益严格和《铅锌行业准入条件》的实施，对于满足环保要求、生产成本低廉的炼铅新工艺的需求日益突出。富氧强化熔炼作为一种直接炼铅工艺，主要包括：悬浮熔炼(也称闪速熔炼)和富氧熔池熔炼。悬浮熔炼主要指基夫赛特法；富氧熔池熔炼主要有指氧气侧吹，氧气底吹，氧气顶吹等方法。
基夫赛特炼铅炉由熔炼区和电热区两部份组成，在熔炼区采用悬浮熔炼，铅精矿(主要指PbS)在反应塔内进行氧化脱硫，再掉入下部熔池，穿过焦滤层时进行还原反应，生成金属粗铅。炉渣流入电热区，通过电极加热，进一步对炉渣中的氧化铅进行还原和铅渣分离。这种方法虽然克服了原有工艺烟气含SO2浓度低的问题，对炉料的适应性强，使物料配比没有限制，但存在造价高、消耗大量电能等缺点。
富氧熔池熔炼是铅精矿直接加入熔池中，并在熔池吹入富氧空气，使铅精矿(主要指PbS)在熔池内进行氧化脱硫，充分利用PbO和PbS的交互反应生成金属粗铅，并形成高铅渣，然后再采用鼓风炉对高铅渣进行进一步的粗铅还原冶炼。这种方法无需昂贵的焦炭做燃料和还原剂，且燃料用量减少；床能力大；氧的利用率高，但存在无法搭配较多的冶炼残渣(如锌浸出渣)、易形成泡沫渣、高铅渣的热量得不到充分利用等缺点。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种对原料成分无要求，产出的SO2烟气可直接送硫酸车间制酸，同时节约焦炭，对氧气利用率高，产出的高含锌挥发烟尘可直接送锌系统湿法冶金工段处理的悬浮熔炼侧吹还原炼铅炉。
本实用新型提供的这种悬浮熔炼侧吹还原炼铅炉，包括悬浮熔炼区和富氧侧吹还原区，所述悬浮熔炼区包括反应塔、熔炼区烟道和熔炼区熔池，在反应塔顶部装有投料喷嘴，用于向反应塔内喷炉料、焦碳和氧气，熔炼区熔池位于反应塔和熔炼区烟道之下方；所述富氧侧吹还原区包括还原区炉体、还原区熔池及还原区烟道，在还原区炉体的顶部设有还原煤加入口，在还原区熔池的渣线下部安装有氧气喷嘴，用于向炉内熔体吹入富氧空气和可燃气体，所述熔炼区熔池与还原区熔池连通，放渣口和放铅口设在还原区炉体之下部。
所述悬浮熔炼区和富氧侧吹还原区之间至渣线处设有烟气隔墙。
所述烟气隔墙采用水冷隔墙。
本实用新型由于具有悬浮熔炼区和富氧侧吹还原区，炉料、焦碳和氧气喷入悬浮熔炼区在反应塔内进行氧化反应，炉料中的PbS被迅速氧化生成PbO并形成高温熔体落入熔炼区熔池，PbO熔体落入熔池表面时将通过漂浮在熔池上的焦炭过滤层，从而使氧化铅还原成金属铅；富氧侧吹还原区的主要作用是使流入还原区的熔体进一步还原沉淀分离，并使部分金属氧化物烟化挥发。含铅氧化物从熔炼区熔池流入富氧侧吹还原区进行进一步还原反应，在富氧侧吹还原区，液态铅和渣可间断或连续地放出。本实用新型将现有的悬浮熔炼和富氧熔池熔炼有机的结合在一起，使之聚集了二者的优点，对原料成分无要求，产出的SO2烟气可直接送硫酸车间制酸，同时节约焦炭，对氧气利用率高，产出的高含锌挥发烟尘可直接送锌系统湿法冶金工段处理，由此实现更环保更节能的粗铅冶炼。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
从图1可以看出，本实用新型提供的这种悬浮熔炼侧吹还原炼铅炉，由悬浮熔炼区和富氧侧吹还原区两个部分组成，悬浮熔炼区包括反应塔1、熔炼区烟道2和熔炼区熔池3，在反应塔1顶部装有投料喷嘴4，熔炼区熔池3位于反应塔1和熔炼区烟道2之下方；富氧侧吹还原区包括还原区炉体5、还原区熔池6及还原区烟道7，在还原区炉体5的顶部设有还原煤加入口8，在还原区熔池6的渣线下部安装有氧气喷嘴9。放渣口10和放铅口11设在还原区炉体5之下部。悬浮熔炼区的熔炼区熔池3与富氧侧吹还原区的还原区熔池6连通，在两区之间至渣线处还设有烟气隔墙12，该烟气隔墙12采用水冷隔墙。
本实用新型使用时，干燥后的炉料(由铅精矿、粉煤、浸出渣等多种成份组成)、焦碳和氧气通过投料喷嘴4喷入，然后在反应塔1内主要进行以下氧化反应：
2PbS+3O2＝2PbO+2SO2-Q
C+O2＝CO2-Q
炉料中的PbS被迅速氧化生成PbO并形成高温熔体落入熔炼区熔池3。上述反应是放热反应，在反应过程中，一般不需要外部热源，只需保证氧气量即可使反应完全和延续。反应后的PbO熔体落入熔池表面时将漂浮在熔池上的焦炭过滤层，一部分的氧化铅会与焦炭发生还原反应：
PbO+C＝Pb+CO+Q
PbO+CO＝Pb+CO2+Q
从而使氧化铅还原成金属铅。上述反应是吸热反应，在反应过程中，需要外部热源，而反应塔中的放热反应可作反应的热源，使反应得以延续。
熔炼过程产生的含硫烟气在烟气隔墙12的阻隔下只能流向熔炼区烟道2，进入余热锅炉，而含铅氧化物则会从熔炼区熔池3流入还原区熔池6进行进一步反应：
PbO+C＝Pb+CO+Q
上述反应是吸热反应，在反应过程中，需要外部热源。
使用时，通过还原煤加入口8向富氧侧吹还原区补充还原剂，再通过氧气喷嘴9向炉内熔体吹入富氧空气(或纯氧)和天然气(或其他可燃气体)，天然气(或其他可燃气体)和富氧空气(或纯氧)燃烧，生成高温烟气，使加入的物料在还原区熔池6中被高温烟气湍流包裹、搅动，完成快速的传热传质、并进行激烈的物理化学反应过程。该反应为：
CH4+2O2＝CO2+2H2O-Q
上述反应生成大量的热，满足氧化铅与还原煤的反应，同时，搅动熔体，使氧化铅和还原煤充分接触，提高反应速度。
富氧侧吹还原区生成的高温烟气含有大量的CO，为使其充分的复燃，还可在富氧侧吹还原区烟道附近设置一个二次燃烧进风口13。反应后的烟气经复燃后通过还原区烟道7排出，液态铅和渣则分别通过放铅口11和放渣口10可间断或连续地放出。

Claims (3)

1.一种悬浮熔炼侧吹还原炼铅炉，其特征在于该炉包括悬浮熔炼区和富氧侧吹还原区，所述悬浮熔炼区包括反应塔(1)、熔炼区烟道(2)和熔炼区熔池(3)，在反应塔(1)顶部装有投料喷嘴(4)，用于向反应塔内喷炉料、焦碳和氧气，熔炼区熔池(3)位于反应塔(1)和熔炼区烟道(2)之下方；所述富氧侧吹还原区包括还原区炉体(5)、还原区熔池(6)及还原区烟道(7)，在还原区炉体(5)的顶部设有还原煤加入口(8)，在还原区熔池(6)的渣线下部安装有氧气喷嘴(9)，用于向炉内熔体吹入富氧空气和可燃气体，所述熔炼区熔池(3)与还原区熔池(6)连通，放渣口(10)和放铅口(11)设在还原区炉体(5)之下部。
2.根据权利要求1所述的悬浮熔炼侧吹还原炼铅炉，其特征在于所述悬浮熔炼区和富氧侧吹还原区之间至渣线处设有烟气隔墙(12)。
3.根据权利要求2所述的悬浮熔炼侧吹还原炼铅炉，其特征在所述烟气隔墙(12)采用水冷隔墙。
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