[发明专利]熔渣粉煤直接还原炼铅工艺及煤粉还原炼铅卧式熔炼装置

说明书

技术领域  本发明属于金属冶炼领域，具体地说涉及一种铅还原熔炼方法，本发明还涉及铅还原熔炼方法所应用的装置。

背景技术  我国铅冶炼技术由烧结机加鼓风炉还原技术，转型为底吹炉加鼓风炉还原技术，底吹炉加鼓风炉炼铅构成我国目前铅冶金的主体；同时还存在部分顶吹炉加鼓风炉还原炼铅技术。目前鼓风炉还原构成了我国还原炼铅的主体，鼓风炉还原是一个传统技术，尽管技术成熟，但是，其一是炉内进料为固体块状物料，将固态物料转化成液态需要消耗二次能源焦炭，CO分压高，固气反应速率慢，热效率低，耗能高；其二还原过程炉内正压操作，会产生大量的粉尘和烟尘，环境污染严重，区域性铅毒危害严重。有色金属工业是“十一五”推进节能降耗的重点行业，鼓风炉已经进入了限制新建阶段。因此，国内急需寻找一种新的铅的还原熔炼工艺。

发明内容  本发明要解决的技术问题在于提供一种耗能低、热效率利用高、降低熔炼成本并且环境污染小的铅还原熔炼工艺；本发明要解决的第二个技术问题在于提供一种煤粉还原炼铅卧式熔炼装置。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：一种熔渣粉煤直接还原炼铅工艺，其特征在于；将液态富铅渣直接进入还原炉，将作为还原剂的粉煤连续向还原炉内熔渣中补充，并连续将作为助燃剂的富氧空气向还原炉内补充，同时将作为保护粉煤喷射装置的氮气通过喷枪向还原炉内补充；将天然气或煤层气热源向还原炉内补充，保持炉内还原反应温度为1200±50℃；富铅渣和还原剂连续进入，粗铅连续放出，间断或连续排渣。

液态熔融形态的富铅渣通过溜槽从进料口加入还原炉内；石灰石与石英石从进料口进入还原炉内；同时，采用粉煤喷射装置即粉煤喷枪，连续将粉煤、富氧空气和保护气体一同从位于还原炉下部的还原剂入口吹入还原炉液态渣中，富氧空气以70～120m³/h的速度通过粉煤喷射装置喷入炉内，达到诱发加快反应的作用；氮气为保护气体，以55～65m³/h的速度通过粉煤喷射装置喷入炉内，起到冷却喷嘴和制造空腔的作用；同时，冷却水以15～18L/h的速度通过氮气雾化后由喷枪喷入炉内，起到强化冷却喷嘴和诱发水煤气反应作用；实现快速、连续还原。

还原炉内物料包括富铅渣和还原剂，富铅渣和粉煤的重量比是富铅渣∶粉煤＝10∶1。

富铅渣从炉体上部的进料口进入还原炉，粉煤还原剂通过粉煤喷枪从炉体下部进入还原炉内。

根据终渣成分，补充作为造渣添加剂的石灰石和石英石的加入量。

液态富铅渣的技术要求为：含铅30％以上，含锌15％以下，含硫≤1％；

粉煤的技术要求是：含固体碳60～80％，灰分10％以下，挥发分8％以下，水分≤2％，硫≤1％；粉煤粒径80目～200目；

石英石的技术要求是：含SiO₂≥90％，Fe₂O₃≤3％；

石灰石的技术要求是：含CaO≥50％，SiO₂≤3％。

石英石和石灰石是造渣添加剂，用于对炉内物料进行造渣，以达到炉渣与还原后的粗铅分离。造渣添加剂加入量的基本原则是使氧化亚铁的重量百分比与氧化钙的重量百分比之和对于二氧化硅的重量百分比比值为2.0～2.5之间，即FeO+CaO/SiO₂＝2.0～2.5。

富氧空气的技术要求是：氧含量50～70％，氮气含量30～50％；氮气的氮含量不低于99％。

本发明工艺实现了无焦铅熔渣粉煤直接还原熔炼。

渣型：FeO 30～37％，CaO 15～18％，SiO₂ 22～28％。

本发明工艺的优点在于：液态渣不需冷却成固态块状，还原剂不需二次能源焦炭，粉煤用量比鼓风炉焦炭用量大幅减少，能耗低，余热利用率高，能耗指标优于行业准许值；本工艺实现负压操作，密闭性好，粉尘和铅毒基本消除，各项排放指标低于国家相关许可值；过程自动化程度高，操作劳动强度低，工艺单元简化，易于大型化，在行业中推行完全能够取代鼓风炉。

为达到良好的还原效果，本发明解决第二个技术问题所采取的技术方案是：