專利名稱：硫化鉛精礦一步氧化熔煉、還原熔煉及爐渣煙化揮發(fā)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有色金屬冶金工藝技術(shù)，具體涉及硫化鉛精礦的火法冶煉工藝技術(shù)。
背景技術(shù)：
硫化鉛礦的冶煉方法可概括為傳統(tǒng)煉鉛法和直接煉鉛法兩大類。傳統(tǒng)煉鉛法即燒結(jié)機(jī)——鼓風(fēng)爐熔煉法；直接煉鉛法即取消硫化鉛精礦燒結(jié)過程，生精礦直接入爐熔煉的方法。多年來傳統(tǒng)法是鉛的主要生產(chǎn)方法，但隨著人類對環(huán)保、節(jié)能認(rèn)識和要求的不斷提高，傳統(tǒng)煉鉛法的缺點(diǎn)日顯突出，世界上很多鉛冶煉廠逐步采用直接煉鉛法替代傳統(tǒng)煉鉛法。直接煉鉛法可歸納為一段爐法和兩段爐法兩種。一段爐法，如吉夫賽特法、澳斯麥特法、QSL法、卡爾多法、瓦紐柯夫法等，是在一臺爐中完成粗鉛冶煉的氧化熔煉和還原熔煉兩個過程。兩段爐法，如艾薩法、水口山法等，是在兩臺爐中完成粗鉛生產(chǎn)氧化熔煉和還原熔煉兩個過程。目前，中國大多數(shù)鉛冶煉生產(chǎn)企業(yè)仍然采用傳統(tǒng)的燒結(jié)機(jī)——鼓風(fēng)爐熔煉法生產(chǎn)粗鉛，其中部分企業(yè)正著手采用先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行改造；有少量生產(chǎn)企業(yè)采用了艾薩法、水口山法和QSL法生產(chǎn)粗鉛。傳統(tǒng)煉鉛法存在人們較難繼續(xù)接受的缺點(diǎn)燒結(jié)機(jī)、鼓風(fēng)爐產(chǎn)生的煙氣量大， 而煙氣中的SA濃度又較低，一般低于4%，難以經(jīng)濟(jì)地治理和利用，以致對環(huán)境會造成嚴(yán)重污染；燒結(jié)過程中大量氧化反應(yīng)熱未得到充分利用，而燒結(jié)塊冷卻后在鼓風(fēng)爐熔煉又要大量消耗昂貴的冶金焦，能耗高；工藝流程長、設(shè)備多；物料周轉(zhuǎn)多；燒結(jié)塊返回破碎、混合料燒結(jié)、鼓風(fēng)爐熔煉作業(yè)產(chǎn)生含鉛粉塵、含鉛蒸汽和SA的煙氣，低空污染嚴(yán)重，操作環(huán)境差， 勞動和工業(yè)衛(wèi)生條件差、對職工身體健康有較大危害。目前，我國已經(jīng)禁止使用燒結(jié)機(jī)作為新建工廠硫化鉛精礦的處理設(shè)備，對原有傳統(tǒng)煉鉛法也要求必須限期進(jìn)行技術(shù)改造。水口山(SKS)法、艾薩法煉鉛屬于典型的兩段煉鉛法，其粗鉛冶煉工藝采用艾薩爐 (或SKS爐)一鼓風(fēng)爐一煙化爐聯(lián)合工藝完成。兩段煉鉛法作為硫化鉛精礦的氧化熔煉爐，在熔煉段，能產(chǎn)生入爐總鉛量的30 70%的粗鉛，煙氣量較小，SO2濃度高，煙氣易于治理，90%以上的硫得到回收利用，對環(huán)境污染及勞動工業(yè)衛(wèi)生條件比傳統(tǒng)法有較大改善。熔煉爐產(chǎn)生的爐渣(富鉛渣)定期放出，需冷卻、破碎到一定粒度后，再在鼓風(fēng)爐還原熔煉，配加昂貴的冶金焦；反應(yīng)熱利用不充分，能耗仍然較高。鼓風(fēng)爐產(chǎn)出的爐渣送到煙化爐煙化， 進(jìn)一步回收鋅等有價金屬，能耗較高。澳斯麥特法、吉夫賽特法、卡爾多爐法、QSL法、瓦紐柯夫法煉鉛屬在同一冶金爐內(nèi)完成氧化熔煉和還原熔煉兩個過程。但是這些冶金爐產(chǎn)出的爐渣需要送到煙化爐煙化，進(jìn)一步回收鋅等有價金屬。也就是說，整個冶金過程至少需要在兩座冶金爐內(nèi)完成。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在同一冶金爐內(nèi)依次完成硫化鉛精礦氧化熔煉——還原熔煉——煙化揮發(fā)三個冶煉過程，一步冶煉出粗鉛、鋅煙塵和可以拋棄的爐渣。
解決發(fā)明的技術(shù)問題所采用的方案是硫化鉛精礦在同一冶金爐內(nèi)先后依次進(jìn)行氧化熔煉、還原熔煉和煙化揮發(fā)，一步冶煉出粗鉛、鋅煙塵和可以拋棄的爐渣；冶金爐采用噴槍頂吹爐，在氧化熔煉時，硫化鉛精礦連續(xù)從爐頂進(jìn)料口加入爐內(nèi)，并連續(xù)通入壓縮空氣和氧氣，進(jìn)到設(shè)定的物料量后，控制爐渣中的PbO含量為35% 40%、S含量為0. 5% 1.0%，爐渣留在爐內(nèi)直接轉(zhuǎn)入還原熔煉；還原熔煉時，加入硫化鉛精礦和還原煤，并加入壓縮空氣將尾氣CO濃度控制在低于lOOOppm，氧化熔煉和還原熔煉產(chǎn)生的含鉛煙塵返回爐內(nèi)熔煉，同時分次從排鉛口放出氧化熔煉和還原熔煉的全部粗鉛，而高溫液態(tài)爐渣繼續(xù)留在爐內(nèi)，轉(zhuǎn)入爐渣煙化揮發(fā)；煙化揮發(fā)時，加入還原煤和壓縮空氣，并控制尾氣CO濃度低于 lOOOppm，回收鋅煙塵，達(dá)到拋渣含量標(biāo)準(zhǔn)時，從排渣口放出爐渣，進(jìn)入下一生產(chǎn)循環(huán)。發(fā)明的具體技術(shù)方案是①在氧化熔煉時，以加入硫化鉛精礦35 45t/h (平均為40t/h)、返回鉛煙塵15 23t/h(平均為18t/h)的速率，連續(xù)進(jìn)料4 6小時，根據(jù)加入物料的含硫量，加入壓縮空氣13000 21000Nm7h和氧氣3500 7500Nm7h的混合氣體， 混合氣體含A控制在32士3%，使精礦中的硫氧化產(chǎn)生的隨煙氣排出到制酸系統(tǒng)制取硫酸；②還原熔煉連續(xù)進(jìn)行50 70分鐘，前半段還原熔煉時間加入14 16t硫化鉛精礦和 0. 8 1. 2t普通還原煤，后半段還原熔煉時間加入1. 8 2. 8t普通還原煤，停止加入硫化鉛精礦，為保證還原溫度，在這一階段還需要以1. 5 2. 0t/h的速率從噴槍加入粉煤，同時以15000 M000Nm7h的速率加入壓縮空氣，不加入氧氣，并以尾氣CO濃度低于IOOOppm 為標(biāo)準(zhǔn)，加入二次燃燒風(fēng)；③爐渣煙化揮發(fā)時為了保證還原氣氛和提高溫度，應(yīng)以3. 0 4. 0t/h的速率加入普通還原煤，2. 5 3. 0t/h的速率從噴槍加入粉煤，同時以16000 28000Nm3/h的速率加入壓縮空氣，不加入氧氣，并加入二次燃燒風(fēng)來控制以尾氣CO濃度低于 lOOOppm。本發(fā)明的有益效果是用此種工藝方法只需要一座冶金爐就可以完成硫化鉛精礦的氧化熔煉、還原熔煉和爐渣的煙化三個冶金過程，一步冶煉出高質(zhì)量的粗鉛以及較純的含鋅煙塵；爐渣熱量得到充分利用，節(jié)能效果明顯。用此種工藝方法，原料制備簡單，還原劑只需要普通無煙煤，還原段和煙化段需要補(bǔ)充的部分燃料為粉煤，價值低，易獲得。由于只需要一座冶金爐及配套設(shè)施，設(shè)備投資少，操作人員少，作業(yè)成本低。


圖1為本發(fā)明方法的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
將硫化鉛精礦加入到一座噴槍頂吹沉沒熔煉爐內(nèi)熔煉，在同一爐內(nèi)連續(xù)進(jìn)行氧化熔煉一還原熔煉一煙化揮發(fā)，在氧化熔煉和還原熔煉過程中分次排放粗鉛，產(chǎn)生的鉛煙塵返回爐內(nèi)熔煉。還原結(jié)束時排放出所有粗鉛，進(jìn)入煙化揮發(fā)段，生產(chǎn)高鋅煙塵。煙化結(jié)束后，將可以丟棄的爐渣排放出熔煉爐。氧化熔煉時，以加入硫化鉛精礦36t/h、返回鉛煙塵 15t/h的速率，連續(xù)進(jìn)料4 6小時，根據(jù)加入物料的含硫量，加入壓縮空氣13000Nm3/h和氧氣3500Nm3/h的混合氣體，混合氣體含&控制在32士3%，使精礦中的硫氧化產(chǎn)生的SO2隨煙氣排出到制酸系統(tǒng)制取硫酸，且控制爐渣中的PbO含量為40%、S含量為小于1. 0%。還原熔煉連續(xù)進(jìn)行50分鐘，前25分鐘加入14t硫化鉛精礦和0. 8t普通還原煤，后25分鐘加入 1. 9t普通還原煤，同時在這一階段還以1. 5t/h的速率從噴槍加入粉煤，同時以16000Nm3/ h的速率加入壓縮空氣，不加入氧氣，并以尾氣CO濃度低于IOOOppm為標(biāo)準(zhǔn)，加入二次燃燒風(fēng)；爐渣煙化揮發(fā)時，以4. Ot/h的速率加入普通還原煤，3. Ot/h的速率從噴槍加入粉煤， 同時以28000Nm3/h的速率加入壓縮空氣，不加入氧氣，并加入二次燃燒風(fēng)來控制以尾氣CO 濃度低于lOOOppm。產(chǎn)出粗鉛含鉛97. 84% ；高鋅煙塵含鋅54. 11%，含鉛19. 83% ；拋渣含鉛 0. 92%，含鋅 1. 67%。實(shí)施例2
將硫化鉛精礦加入到一座噴槍頂吹沉沒熔煉爐內(nèi)熔煉，在同一爐內(nèi)連續(xù)進(jìn)行氧化熔煉——還原熔煉——煙化揮發(fā)，在氧化熔煉和還原熔煉過程中分次排放粗鉛，產(chǎn)生的鉛煙塵返回爐內(nèi)熔煉。還原結(jié)束時排放出所有粗鉛，進(jìn)入煙化揮發(fā)段，生產(chǎn)高鋅煙塵。煙化結(jié)束后，將可以丟棄的爐渣排放出熔煉爐。氧化熔煉時，以加入硫化鉛精礦45t/h、返回鉛煙塵 23t/h的速率，連續(xù)進(jìn)料4 6小時，根據(jù)加入物料的含硫量，加入壓縮空氣21000Nm3/h和氧氣7500Nm3/h的混合氣體，混合氣體含&控制在32士3%，使精礦中的硫氧化產(chǎn)生的SO2隨煙氣排出到制酸系統(tǒng)制取硫酸，且控制爐渣中的PbO含量為35%、S含量為0. 5%。還原熔煉連續(xù)進(jìn)行70分鐘，前35分鐘加入16t硫化鉛精礦和1. 2t普通還原煤，后35分鐘加入2. 8t 普通還原煤，同時在這一階段還以2. 0t/h的速率從噴槍加入粉煤，同時以M000Nm7h的速率加入壓縮空氣，不加入氧氣，并以尾氣CO濃度低于IOOOppm為標(biāo)準(zhǔn)，加入二次燃燒風(fēng)；爐渣煙化揮發(fā)時，以3. 5t/h的速率加入普通還原煤，2. 5t/h的速率從噴槍加入粉煤，同時以 16000Nm3/h的速率加入壓縮空氣，不加入氧氣，并加入二次燃燒風(fēng)來控制以尾氣CO濃度低于IOOOppm0產(chǎn)出粗鉛含鉛97. 38% ；高鋅煙塵含鋅53. 85%，含鉛20. 14% ；拋渣含鉛0. 87%， 含鋅0. 96%ο實(shí)施例3
將硫化鉛精礦加入到一座噴槍頂吹沉沒熔煉爐內(nèi)熔煉，在同一爐內(nèi)連續(xù)進(jìn)行氧化熔煉——還原熔煉——煙化揮發(fā)，在氧化熔煉和還原熔煉過程中分次排放粗鉛，產(chǎn)生的鉛煙塵返回爐內(nèi)熔煉。還原結(jié)束時排放出所有粗鉛，進(jìn)入煙化揮發(fā)段，生產(chǎn)高鋅煙塵。煙化結(jié)束后，將可以丟棄的爐渣排放出熔煉爐。氧化熔煉時，以加入硫化鉛精礦40t/h、返回鉛煙塵 18t/h的速率，連續(xù)進(jìn)料4 6小時，根據(jù)加入物料的含硫量，加入壓縮空氣17000Nm3/h和氧氣5600Nm3/h的混合氣體，混合氣體含&控制在32士3%，使精礦中的硫氧化產(chǎn)生的隨煙氣排出到制酸系統(tǒng)制取硫酸，且控制爐渣中的PbO含量為37%、S含量為0. 7%。還原熔煉連續(xù)進(jìn)行60分鐘，前30分鐘加入15t硫化鉛精礦和1. Ot普通還原煤，后30分鐘加入2. Ot 普通還原煤，同時在這一階段還以1. 7t/h的速率從噴槍加入粉煤，同時以19000Nm3/h的速率加入壓縮空氣，不加入氧氣，并以尾氣CO濃度低于IOOOppm為標(biāo)準(zhǔn)，加入二次燃燒風(fēng)；爐渣煙化揮發(fā)時，以3. 5t/h的速率加入普通還原煤，2. 8t/h的速率從噴槍加入粉煤，同時以 23000Nm3/h的速率加入壓縮空氣，不加入氧氣，并加入二次燃燒風(fēng)來控制以尾氣CO濃度低于IOOOppm0產(chǎn)出粗鉛含鉛98. 25% ；高鋅煙塵含鋅56. 70%，含鉛18. 92% ；拋渣含鉛0. 68%， 含鋅1. 29%ο
權(quán)利要求
1.一種硫化鉛精礦一步氧化熔煉、還原熔煉及爐渣煙化揮發(fā)的方法，其特征是硫化鉛精礦在同一冶金爐內(nèi)先后依次進(jìn)行氧化熔煉、還原熔煉和煙化揮發(fā)，一步冶煉出粗鉛、鋅煙塵和可以拋棄的爐渣；冶金爐采用噴槍頂吹爐，在氧化熔煉時，硫化鉛精礦連續(xù)從爐頂進(jìn)料口加入爐內(nèi)，并連續(xù)通入壓縮空氣和氧氣，進(jìn)到設(shè)定的物料量后，控制爐渣中的PbO含量為35% 40%、S含量為0. 5% 1. 0%，爐渣留在爐內(nèi)直接轉(zhuǎn)入還原熔煉；還原熔煉時，加入硫化鉛精礦和還原煤，并加入壓縮空氣將尾氣CO濃度控制在低于lOOOppm，氧化熔煉和還原熔煉產(chǎn)生的含鉛煙塵返回爐內(nèi)熔煉，同時分次從排鉛口放出氧化熔煉和還原熔煉的全部粗鉛，而高溫液態(tài)爐渣繼續(xù)留在爐內(nèi)，轉(zhuǎn)入爐渣煙化揮發(fā)；煙化揮發(fā)時，加入還原煤和壓縮空氣，并控制尾氣CO濃度低于lOOOppm，回收鋅煙塵，達(dá)到拋渣含量標(biāo)準(zhǔn)時，從排渣口放出爐渣，進(jìn)入下一生產(chǎn)循環(huán)。
2.按權(quán)利要求1所述的硫化鉛精礦一步氧化熔煉、還原熔煉及爐渣煙化揮發(fā)方法，其特征是①在氧化熔煉時，以加入硫化鉛精礦35 45t/h、返回鉛煙塵15 23t/h的速率， 連續(xù)進(jìn)料4 6小時，根據(jù)加入物料的含硫量，加入壓縮空氣13000 21000Nm3/h和氧氣 3500 7500Nm3/h的混合氣體，混合氣體含仏控制在32士3%，氧化產(chǎn)生的隨煙氣排出到制酸系統(tǒng)制取硫酸；②還原熔煉連續(xù)進(jìn)行50 70分鐘，前半段還原熔煉時間加入14 16t硫化鉛精礦和0. 8 1. 2t普通還原煤，后半段還原熔煉時間加入1. 8 2. 8t普通還原煤，停止加入硫化鉛精礦，在這一階段還需要以1. 5 2. 0t/h的速率從噴槍加入粉煤，同時以15000 M000Nm7h的速率加入壓縮空氣；③爐渣煙化揮發(fā)時，以3. 0 4. 0t/h的速率加入普通還原煤，2. 5 3. 0t/h的速率從噴槍加入粉煤，同時以16000 ^OOONm3Ai的速率加入壓縮空氣，并加入二次燃燒風(fēng)來控制以尾氣CO濃度。
全文摘要
本發(fā)明涉及有色金屬冶金工藝技術(shù)，具體涉及硫化鉛精礦的火法冶煉工藝技術(shù)。本工藝方法是將硫化鉛精礦在同一冶金爐內(nèi)先后依次進(jìn)行氧化熔煉、還原熔煉和煙化揮發(fā)三個冶煉過程，一步冶煉出粗鉛、鋅煙塵和可以拋棄的爐渣。氧化熔煉階段，進(jìn)料到設(shè)定量后，不放出氧化鉛爐渣，直接在爐內(nèi)利用高溫液態(tài)爐渣轉(zhuǎn)入氧化鉛渣的還原階段，氧化熔煉和還原熔煉產(chǎn)生的煙塵返回爐內(nèi)熔煉。還原結(jié)束后，放出全部粗鉛，高溫液態(tài)爐渣繼續(xù)留在爐內(nèi)，轉(zhuǎn)入爐渣煙化階段，爐渣煙化的鋅煙塵回收，進(jìn)入下一個冶煉周期。本發(fā)明爐渣熱量得到充分利用，節(jié)能效果明顯，該方法原料制備簡單，還原劑只需要普通無煙煤，還原段和煙化段需要補(bǔ)充的部分燃料為粉煤，價值低，易獲得。
文檔編號C22B13/02GK102268557SQ20111021966
公開日2011年12月7日 申請日期2011年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月2日
發(fā)明者蘭旭, 宋興誠, 皇甫智偉, 顧鶴林 申請人:云南錫業(yè)集團(tuán)(控股)有限責(zé)任公司