[实用新型]一种含铅物料的熔炼装置

说明书

技术领域

一种含铅物料的熔炼装置，涉及一种采用熔炼方法处理复杂铅物料的装置。

背景技术

铅是发展国民经济的重要基础原材料，中国是全球最大的铅生产国和仅次于美国的第二铅消费国。铅的冶炼方法可以简单概括为传统法和直接炼铅法二大类。传统法即烧结-鼓风炉熔炼法(包括烧结机、烧结锅、烧结盘等)；直接炼铅法即取消硫化铅精矿烧结过程，生精矿直接入炉熔炼的方法。多年来传统的烧结-鼓风炉熔炼法一直是铅的主要生产方法，即使到目前，其产量依旧占世界铅产量的60％以上。但随着人类对环保、节能认识和要求的不断提高，烧结-鼓风炉熔炼法的缺点日显突出，新建的铅冶炼厂已大都采用了直接炼铅工艺来生产。

直接炼沿法可归纳为一段炉法，主要有前苏联开发的基夫赛特法和瓦纽科夫法、德国鲁奇公司开发的QSL法、瑞典波利顿公司开发的卡尔多法等，在一台炉中完成粗铅的冶炼过程。两段炉法有澳大利亚开发的氧气顶吹浸没熔炼法(又称澳斯麦特法、艾萨法)，以及我国在上世纪80年代开发的水口山法(又称氧气底吹熔炼法-SKS)，在两台炉中完成粗铅生产过程。

基夫赛特法是一种一步闪速熔炼法。基大赛特炉由两个反应区组成，炉内设以隔墙，隔墙一侧为氧化反应区，另一侧为还原区。氧化区设有方形反应塔，粒度＜1mm，含水＜1％的炉料由设于塔顶的四个喷咀喷入，在高氧位、高温的条件下，自上而下呈悬浮状飘浮下落，通过传热，传质和气-固、气-液反应，完成炉料的氧化脱硫和造渣。熔融物料经过反应塔下的熔池焦炭层实现第一阶段的还原，超过80％的金属铅在氧化熔体中滤出。铅渣混合物再进入液相连通的电炉还原区，在电炉中加入焦炭，炉渣中的铅锌氧化物在强还原气氛下被二次还原，锌蒸汽在电炉出口段氧化为氧化锌，通过收尘回收。基夫赛特炉气相被隔墙分隔，氧化段烟气含SO₂高，通过余热锅炉降温及收尘后送往制酸。炉渣与粗铅由还原区不同高位的出口放出。基夫赛特法有诸多优点，但基夫赛特炉的隔墙由于二面受热，炉衬腐蚀比较快，并常常导致事故的发生。另外，在处理高锌物料时，由于氧化锌烟尘的堆积，常导致烟道的堵塞。

QSL法为富氧底吹熔池熔炼，其QSL炉为可转动的卧式长圆筒型炉，并向放铅口方向倾斜0.5％，并分为氧化区和还原区。在氧化和还原两个区域，分别配有浸没式氧气喷嘴和粉煤喷嘴。铅精矿经制粒后由顶部加入氧化区，与氧枪喷入的氧气在熔池中反应生成氧化铅和SO₂，实现自热熔炼；氧化铅与硫化铅在氧化区发生交互反应生成一次粗铅由底部放出。炉渣由氧化区进入还原区，其中的PbO被粉煤喷嘴喷入的粉煤还原，渣含铅逐渐降低，同时还产出铅锌氧化物烟尘和二次粗铅。二次粗铅和一次粗铅合并一起放出，炉渣逆向运动由反应器的另一端放出。为解决铅渣混流，在氧化段与还原段之间增设一道隔墙，耐火材料采用熔铸铬镁砖。QSL法曾在德国斯托尔伯格、韩国温山、中国西北冶炼厂、加拿大特雷尔建厂使用，由于一个炉内氧化、还原气氛控制困难，加之操作难度大，炉衬冲刷侵蚀快，氧枪寿命短，结渣堵塞，烟尘率高(约25％)等问题，中国西北冶炼厂1992年投产，十多年间试车3次合计运行不足12个月而停产至今。特雷尔冶炼厂1989年建成，投产后出现了一系列的工艺和设备问题，喷枪寿命仅2～4天，内衬腐蚀严重，投产3个月就被迫停产，后改造为基夫赛特法。

卡尔多炼铅法是瑞典波利顿公司开发一项铅冶炼技术。1979年用来处理含铅烟尘的首台有色金属卡尔多熔炼炉在瑞典的隆斯卡尔冶炼厂诞生。1992年伊朗曾姜铅锌总公司用卡尔多炉处理氧化铅精矿生产铅，年生产能力为4.1万吨。到目前为止，世界上已有12台卡尔多炉投产。卡尔多炉有多种类型，但基本结构类似，其炉子本体与炼钢氧气顶吹转炉的形状相似，由圆桶形的下部炉缸和喇叭形的炉口两部分组成，内衬为铬镁砖。炉子本体在电机、减速传动机的驱动下，可沿炉缸轴作回转运动。在正常作业的倾角部位，设有烟罩和烟道，将炉气引入收尘系统，输送燃油和氧气的燃烧喷枪以及输送精矿的加料喷枪通过烟罩从炉口插入炉内。卡尔多炉是一台倾斜氧气顶吹转炉，加料、氧化、还原、放渣/放铅四个冶炼步骤在一台炉内完成，周期性作业。还原期炉烟气SO₂很少，不得不在氧化期吸收、压缩冷凝一部分SO₂为液体，在还原期再气化后补充到烟气中以维持烟气制酸系统的连续运行，操作麻烦。