氧气侧吹直接炼铅新工艺的开发与应用.pdf

氧气侧吹直接炼铅新工艺的开发与应用 宋光辉， 张乐如 （长沙有色冶金设计研究院， 湖南长沙 “ “ “） 摘要 氧气侧吹直接炼铅半工业试验结果表明 铅精矿和含铅物料在氧气侧吹炉内熔炼， 用煤作还原剂， 可直接产出粗铅。铅回收率大于 8 4 （ 9 5 6 7 A 9 52 B 6 C B 4 AD E 5 F F 4 7 G 5 F H 6 7 6 6 7IJ A 5 G 9 6 A E E 4 E ， 9 5 6 7 A 9 5， A 4 F E B C F 5 K K G E A L F E 6 7 M N B O N 7 6 A K 8 M F B P 6 7 6Q F B E 8 Q F 5 6 E 8 A G 5 F 6 K G 5 E A E 9 5 E F 5 K G B 6 G 6 8 E 5 E 5 6 K A K 4 5 6 KK 4 A E G 5 6M A L F E K 6 O N 7 6 K 8 M F B P 6 7 4 6 5 G E BQ B K 4 G G 4 K F 5 K，P 9 G 9G B 5 F A 4 A K5 A K 4 G 6 75 7 6 E R* 9 G B S N 5 E B B C F 5 K AL B E 9 5 6 ／9 “／9／9 6／93 4／95 6／ （80 ） 5 8 ／ （80 ） 混合铅精矿 ／9 “／93 4／9 6／9“／9 第 次富铅渣 , , * , - , , 第 次富铅渣 / * /* * . - 烟尘 . * - * - “ “ *。 这次试验烟气7 8 用于制备亚硫酸钠， 外销造 纸企业， 尾气排放浓度 / / 3 ／3 .。如果进行工业 化生产， 可用制酸工艺回收烟气中的7 8 。 “ 试验结果评价 本次试验证明氧气侧吹直接炼铅是完全可行 的， 主要技术经济指标大部分优于传统的烧结鼓 风炉熔炼法， 并有如下特点 （）改进后的炉型结构基本合理， 实践证明此 炉型既能进行氧化熔炼， 也能进行还原熔炼。无论 是氧化熔炼还是还原熔炼， 具有很高的床能力； （）可用廉价煤替代还原熔炼的焦炭， 节省生 产成本； （.）氧化熔炼和还原熔炼均可连续生产， 如果 采用双炉结构， 氧化炉排出的富铅渣直接流入还原 炉， 就可直接得到粗铅和弃渣。并且降低煤和氧气 的单耗； （,）氧气侧吹直接炼铅工艺设备简单， 流程短， 投资少； （）硫化铅精矿直接氧化熔炼， 脱硫率 “ *， 离炉烟气7 8 浓度 / * , *。有利于硫的回收 利用， 完全解决烟气7 8 的环境污染问题。 试验情况表明， 目前的炉型结构和操作方式还 有需要改进的问题 （）烟尘率过高。其主要原因是加料位置过 高， 物料落入熔池的距离过长， 导致部分物料在下落 过程中就被烟气带走； 直升烟道高度不够， 烟尘在烟 道内没有足够时间沉降； 由于炉子小， 温度难以控 制， 熔炼温度偏高； （）煤和氧气单耗偏高。主要有如下几方面原 因 一是试验过程炉子小， 热损失大， 水套带走热量 比例大； 二是单炉操作， 还原熔炼加入的是水淬后的 冷渣， 冷渣熔化需要大量的热能； （.）还原熔炼阶段锌的富集回收问题。氧气侧 吹直接炼铅试验中， 氧化熔炼阶段精矿中的锌富集 在富铅渣中， 而在还原阶段 / *的锌进入烟尘， 同 时烟尘中含铅很高 （烟尘成分’ - *， 5 6 *） 。 这种烟尘无法作为氧化锌处理， 只能返回熔炼系统 继续炼铅， 造成锌在系统中的循环和富集。还原熔 炼阶段的渣含’ *、 5 6 , . *， 如果用烟化炉处 理， 经济上不太合算。因此如何降低烟尘率和还原 阶段铅锌的挥发是该工艺需重点改进的问题。 氧气侧吹直接炼铅改进设想 “ 直升烟道的改进 烟尘率高和氧化锌进入烟尘比率偏高， 与炉体 结构和直升烟道密切相关。由于受到厂房的限制， 试验炉直升烟道高度不够导致铅和锌的挥发物没有 足够冷凝沉降时间， 就被上升气流带入烟气系统。 在工业化应用设计中， 必须增加直升烟道的高度， 并 扩大直升烟道的横断面积， 降低气流上升速度， 使挥 发物有足够的沉降时间。 “ 炉体结构的改进 还原炉的烟尘率高和氧化锌进入烟尘比例偏 高， 与还原炉的结构有密切关系， 还原炉应该在现有 氧化炉结构的基础上作一些局部改进。根据基夫赛 特炉的结构特征， 富铅渣进入还原阶段之前应该有 一个相对静止的区域， 以便还原出来的铅有足够的 沉清和分离的时间。 “ 冶炼工艺及技术条件的改进 试验采用单炉操作， 氧化熔炼和还原熔炼在同 一炉内交替进行， 这样不仅使能耗增加， 而且也是造 成烟尘率高的原因之一。工业化生产设计将采用双 炉操作， 氧化炉排出的炽热的富铅渣直接流入还原 炉， 一方面可以大大的降低还原阶段的煤耗和氧气 消耗， 另一方面可以减少烟气量， 从而减少挥发物的 带走量。同时还可以减少炉顶加入冷料时直接带走 的烟尘量。 “ 提高自动化控制水平 为减少烟尘量， 必须严格控制炉内温度。还原 , 有色金属 （冶炼部分） / / 年.期 万方数据 阶段锌挥发进入烟尘不是问题， 而问题是大量的铅 也同时挥发进入烟尘， 导致烟尘中铅含量远高于锌 含量， 烟尘无法作为氧化锌处理。如果能抑制铅及 化合物的挥发， 减少烟尘量， 烟尘中氧化锌含量就会 提高， 就可以进入氧化锌系统进行处理。从沸点 （如 锌 “ ， 铅 ’ ， * ’ ， ,’ - ） 和 平衡蒸气压分析， 锌的挥发要比铅容易得多。如果 试验中还原温度真正控制在 “ ’ “ “ ， 和 *的蒸气压都只有. . .// / / 0， 铅的挥发率 不会如此高。因此提高控制水平， 严格控制炉内温 度是至关重要的。同时还可以根据渣型将还原温度 控制在“ “ “ 。 . 氧气侧吹直接炼铅工艺的应用 氧气侧吹直接炼铅工艺经过工业试验， 工艺流 程、 设备能力均已确定， 炉型结构基本合理， 炉子的 操作特性完全掌握， 各项技术经济指标令人满意。 对个别需改进的部分进行了认真的研究， 找出了引 起问题的原因， 研究出了改进措施。因此该工艺应 用于工业化生产的工厂设计所需条件已经具备。根 据试验所提供的条件， 应新乡中联总公司要求进行 了氧气侧吹直接炼铅新工艺/万1／ 0粗铅炼铅厂的 可行性研究。 /万1 ／ 0粗铅厂采用双炉连续冶炼， 混合铅精矿 与溶剂、 煤计量配料后制粒， 加入侧吹炉熔炼， 温度 控制在 . “ . “ ， 产出一次粗铅、 富铅渣和含 , *’浓度’ “ 2的高温烟气。粗铅铸锭， 富铅渣进 还原炉产出二次粗铅和弃渣， 烟气送往制酸， 制酸采 用两转两吸接触法工艺流程尾气达标排放。 研究结果表明， 直接工程投资费用仅-“ “ “余 万元， 与烧结3鼓风炉熔炼工艺不相上下， 对中小铅 厂流程短， 各项指标非常理想， 铅回收率达 - 4 2， 银达 - 4 2， 金达 2， 通过烟气制酸硫的总回收 率达 / 4 2， 因此， 该工艺对中小铅厂特别是一些 民营炼铅企业尤为适用。可用廉价的煤取代焦炭， 从而降低了生产成本。该工艺床能力很高， 只需 “ 5 ’氧化炉和 “ 5’还原炉各座， 年产量可达到 “ ’万1粗铅。因此对于大型铅厂的技术改造 也非常适合。 结语 我国作为世界产铅大国， 各炼铅企业或多或少 存在环境污染问题。以消除污染和解决环保问题的 铅厂技术改造将会相继进行。由于氧气侧吹法具有 投资少、 流程短、 设备简单、 易于操作、 生产成本低、 各种有价金属和烟气, * ’回收率高等特点， 可以作 为我国铅冶炼技术改造重点考虑的方法之一， 积极 推广应用。 参考文献 ［］彭容秋4有色金属提取冶金手册 锌镉铅铋分卷 ［6］ 4 北京 冶金工业出版社， ’’ ［’］宋光辉4瓦纽可夫法直接炼铅及其进展 ［7］ 4工程设计 与研究， ’ “ “ （） 有色金属 （冶炼部分）’ “ “ 年.期 万方数据