[发明专利]硫化铅精矿一步氧化熔炼、还原熔炼及炉渣烟化挥发方法

说明书

技术领域

本发明涉及有色金属冶金工艺技术，具体涉及硫化铅精矿的火法冶炼工艺技术。

背景技术

硫化铅矿的冶炼方法可概括为传统炼铅法和直接炼铅法两大类。传统炼铅法即烧结机——鼓风炉熔炼法；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。多年来传统法是铅的主要生产方法，但随着人类对环保、节能认识和要求的不断提高，传统炼铅法的缺点日显突出，世界上很多铅冶炼厂逐步采用直接炼铅法替代传统炼铅法。直接炼铅法可归纳为一段炉法和两段炉法两种。一段炉法，如吉夫赛特法、澳斯麦特法、QSL法、卡尔多法、瓦纽柯夫法等，是在一台炉中完成粗铅冶炼的氧化熔炼和还原熔炼两个过程。两段炉法，如艾萨法、水口山法等，是在两台炉中完成粗铅生产氧化熔炼和还原熔炼两个过程。

目前，中国大多数铅冶炼生产企业仍然采用传统的烧结机——鼓风炉熔炼法生产粗铅，其中部分企业正着手采用先进技术进行改造；有少量生产企业采用了艾萨法、水口山法和QSL法生产粗铅。

   传统炼铅法存在人们较难继续接受的缺点：烧结机、鼓风炉产生的烟气量大，而烟气中的SO₂浓度又较低，一般低于4%，难以经济地治理和利用，以致对环境会造成严重污染；烧结过程中大量氧化反应热未得到充分利用，而烧结块冷却后在鼓风炉熔炼又要大量消耗昂贵的冶金焦，能耗高；工艺流程长、设备多；物料周转多；烧结块返回破碎、混合料烧结、鼓风炉熔炼作业产生含铅粉尘、含铅蒸汽和SO₂的烟气，低空污染严重，操作环境差，劳动和工业卫生条件差、对职工身体健康有较大危害。目前，我国已经禁止使用烧结机作为新建工厂硫化铅精矿的处理设备，对原有传统炼铅法也要求必须限期进行技术改造。

水口山（SKS）法、艾萨法炼铅属于典型的两段炼铅法，其粗铅冶炼工艺采用艾萨炉（或SKS炉）——鼓风炉——烟化炉联合工艺完成。两段炼铅法作为硫化铅精矿的氧化熔炼炉，在熔炼段，能产生入炉总铅量的30～70%的粗铅，烟气量较小，SO₂浓度高，烟气易于治理，90％以上的硫得到回收利用，对环境污染及劳动工业卫生条件比传统法有较大改善。熔炼炉产生的炉渣（富铅渣）定期放出，需冷却、破碎到一定粒度后，再在鼓风炉还原熔炼，配加昂贵的冶金焦；反应热利用不充分，能耗仍然较高。鼓风炉产出的炉渣送到烟化炉烟化，进一步回收锌等有价金属，能耗较高。澳斯麦特法、吉夫赛特法、卡尔多炉法、QSL法、瓦纽柯夫法炼铅属在同一冶金炉内完成氧化熔炼和还原熔炼两个过程。但是这些冶金炉产出的炉渣需要送到烟化炉烟化，进一步回收锌等有价金属。也就是说，整个冶金过程至少需要在两座冶金炉内完成。

发明内容

本发明的目的是提供一种在同一冶金炉内依次完成硫化铅精矿氧化熔炼——还原熔炼——烟化挥发三个冶炼过程，一步冶炼出粗铅、锌烟尘和可以抛弃的炉渣。

解决发明的技术问题所采用的方案是：硫化铅精矿在同一冶金炉内先后依次进行氧化熔炼、还原熔炼和烟化挥发，一步冶炼出粗铅、锌烟尘和可以抛弃的炉渣；冶金炉采用喷枪顶吹炉，在氧化熔炼时，硫化铅精矿连续从炉顶进料口加入炉内，并连续通入压缩空气和氧气，进到设定的物料量后，控制炉渣中的PbO含量为35%～40%、S含量为0.5%～1.0%，炉渣留在炉内直接转入还原熔炼；还原熔炼时，加入硫化铅精矿和还原煤，并加入压缩空气将尾气CO浓度控制在低于1000ppm，氧化熔炼和还原熔炼产生的含铅烟尘返回炉内熔炼，同时分次从排铅口放出氧化熔炼和还原熔炼的全部粗铅，而高温液态炉渣继续留在炉内，转入炉渣烟化挥发；烟化挥发时，加入还原煤和压缩空气，并控制尾气CO浓度低于1000ppm，回收锌烟尘，达到抛渣含量标准时，从排渣口放出炉渣，进入下一生产循环。