[发明专利]一种底吹富氧自热熔炼-电熔直接还原提取金属铅锌的方法

说明书

本发明属于冶金领域，具体涉及一种底吹富氧自热熔炼‑电熔直接还原提取金属铅锌的方法，包括以下步骤：将铅锌硫化矿、铅锌氧化矿与熔剂氧化钙、二氧化硅配成混合料，送入底吹氧化炉，通入高压氧气，炉内温度为950℃～1200℃，熔炼后得到SO₂烟气、铅液和氧化渣熔体；将氧化渣熔体送入电熔还原炉中，加入煤碳、二氧化硅、氧化钙和含铅锌氧化物的冷料，加热还原得到铅液、还原渣和含锌烟气；含锌烟气进入高效冷凝器，经冷凝后得到铅液、锌液和CO气体。本发明可以在得到金属铅产品的同时，也能得到金属锌，提高产品附加值，并且提高了铅锌的回收率，具有原料适用性广、降低燃料消耗、降低废气排放量的优点。

技术领域

本发明属于冶金领域，具体涉及一种底吹富氧自热熔炼-电熔直接还原提取金属铅锌的方法。

背景技术

我国是世界上最大的铅、锌生产消费国家，锌的冶炼以湿法为主，而铅的生产主要为火法冶炼。铅矿原料通常与锌共生，约含有3%～15%的锌和3%～50%的铅。在2002年前，铅的火法冶炼工艺主要为烧结焙烧-鼓风炉熔炼流程；在2009年之后被新的“底吹氧化熔炼-液态高铅渣熔融还原-烟化提锌”技术所替代，成为目前我国炼铅技术的主流程。该技术的工艺过程主要为：铅物料（并含有锌、金、银、铁、硫等有价元素）加熔剂后进入底吹氧化熔炼炉中，物料中的硫化物与所供的氧气反应，得到金属铅和熔融高铅渣，铅熔液中富集了金银和冰铜，沉于炉底排出炉外，得到粗铅；而熔融高铅渣则进入还原系统，经还原熔炼得到金属铅液和含氧化锌的熔融还原渣，还原所形成的铅液排出炉外，得到粗铅；熔融还原渣进入下游的烟化提锌工序进行锌的回收。在烟化炉中，在供入粉煤和空气的条件下产生热量，并维持1150℃～1300℃的温度范围，还原渣中的氧化锌被还原成金属锌并以锌蒸气的形式挥发，锌蒸气从炉顶排出。在烟化炉的炉膛上部设有三次风口，维持烟气系统约200Pa的负压，使得空气从三次风口处吸入，使得锌蒸气被氧化成氧化锌，含有氧化锌的烟气经降温收尘后得到氧化锌产品和废气；而烟化处理后的烟化渣（主要含有氧化铁、二氧化硅和氧化钙）经水淬后成为低廉的固废产品。但烟化炉的工作原理及配套的收锌系统（一般为余热锅炉降温和袋式收尘），决定了锌的回收产品为氧化锌烟灰，这种烟灰通常需再经湿法炼锌后才能得到金属锌。即锌在整个生产链中经历了“硫化态-氧化态-金属态-氧化态-金属态”的曲折过程，造成工艺流程过长、废气排放量大的缺陷。

在另一种铅锌混合火法冶炼的技术中，目前只有少数企业采用其典型工艺-ISP鼓风炉冶炼，它的特征是将含铅、锌、铁、硫的物料经烧结焙烧脱硫后，得到烧结块；烧结块送入ISP鼓风炉中，在配入温度约800℃的预热焦碳块，同时从该炉的风口处鼓入温度在800℃左右的预热空气，完成铅锌烧结块的熔化，在熔化过程中进，CO与半熔的烧结块中的氧化铅、氧化锌进行还原反应。缺点在于工艺条件苛刻，如：（Pb+Zn）的含量要达到48%以上，焦碳和空气均要预热到800℃左右。

在申请号为201610438907 .5的专利文件中提到了一种铅锌矿冶炼方法，提出的是一种针对铅锌冶炼的技术，产品主要是铅、锌、煤气和炉渣。其不足之处在于加热还原时石墨导磁体因密度较炉内熔体的密度小，会漂浮在熔体表面，造成上部熔体温度高，下部熔体温度低的现象，从而影响还原反应的速度。

发明内容

为解决现有技术中工艺流程长、条件苛刻等问题，本发明提供一种底吹富氧自热熔炼-电熔直接还原提取金属铅锌的方法，可以在得到金属铅产品的同时，也能得到金属锌，提高产品附加值。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种底吹富氧自热熔炼-电熔直接还原提取金属铅锌的方法，包括以下步骤：

步骤A.将铅锌硫化矿、铅锌氧化矿与熔剂氧化钙、二氧化硅配成混合料，送入底吹氧化炉，通入高压氧气，炉内温度为950℃～1200℃，熔炼后得到SO₂烟气、铅液和氧化渣熔体；

步骤B.将氧化渣熔体送入电熔还原炉中，加入煤碳、二氧化硅、氧化钙，加热还原得到铅液、还原渣和含锌烟气；