專利名稱：氧氣底吹爐液態(tài)高鉛渣直接還原的方法及專用還原爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氧氣底吹爐中的高鉛渣熔體在液態(tài)下進(jìn)行直接還原的方法及專用還原爐。
背景技術(shù)：
目前，隨著國內(nèi)較先進(jìn)的氧氣底吹氧化-鼓風(fēng)爐還原煉鉛技術(shù)取代傳統(tǒng)的燒結(jié)-鼓風(fēng)爐還原煉鉛技術(shù)的推廣應(yīng)用，生產(chǎn)環(huán)境有了明顯改善，但從底吹爐氧化熔煉產(chǎn)出的高溫高鉛渣熔體需經(jīng)鑄渣系統(tǒng)冷卻鑄成塊狀才利于鼓風(fēng)爐的還原熔煉。它先要把液態(tài)高鉛渣中的大量熱量釋放出來冷成塊狀，然后在鼓風(fēng)爐中加熱使它熔化，這使得液態(tài)高鉛渣中的熱量不能直接利用，造成能源浪費(fèi)，而且使生產(chǎn)系統(tǒng)龐大復(fù)雜；目前國際上先進(jìn)的QSL煉鉛技術(shù)使氧化-還原在同一爐中進(jìn)行，但巨額的投資和技術(shù)引進(jìn)費(fèi)以及較高的技術(shù)水平要求，使得還原段的操作不易控制。我國白銀公司引進(jìn)的這套生產(chǎn)系統(tǒng)就是因?yàn)檫€原段不能很好控制至今未能正常生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足而提供的一種在煉鉛過程中具有投資少，能耗低、設(shè)備系統(tǒng)簡單、過程操作易控制的氧氣底吹爐液態(tài)高鉛渣直接還原的方法及專用還原爐。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的將經(jīng)底吹爐氧化熔煉放出的具有溫度高、熱量大的液態(tài)高鉛渣熔體，直接注入還原爐中進(jìn)行還原熔煉，同時(shí)向還原爐中加入碎煤或碎焦，并通過還原爐底側(cè)部的氣體噴槍向還原爐供入氧。還原爐底側(cè)部的氣體噴槍的供氧方式為能夠使液態(tài)高鉛渣熔體在氣體噴槍氧氣的作用下發(fā)生攪動，使液態(tài)高鉛渣熔體與碎煤或碎焦和氧氣充分接觸，完成CO氣體與高鋁渣熔體的充分反應(yīng)并生成金屬Pb。高鉛渣熔體加入還原爐后，在氣體噴槍供入高壓氧氣、氮?dú)夂?，高鉛渣熔體被吹動并發(fā)生旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生旋渦，形成明顯的凹液面，氣體噴槍沿爐壁呈一定角度進(jìn)入還原爐。通過調(diào)整煤量和氧氣量，可控制熱量和還原氣氛，反應(yīng)產(chǎn)出的鉛液沉積于底部，由鉛虹吸道排出，反應(yīng)后的熔渣通過出渣口處由渣面控制池排出，通過控制渣面控制池的高度可實(shí)現(xiàn)對爐內(nèi)熔體液面高低的控制，反應(yīng)后的鉛、渣若分離不徹底可把爐渣流進(jìn)電熱前床中進(jìn)一步沉淀分離，產(chǎn)出的煙氣另行處理。
一種氧氣底吹爐液態(tài)高鉛渣直接還原的專用還原爐，包括由下半部的熔池部分和上半部的煙氣上升冷卻部分組成的爐體、設(shè)置在爐體上的煙道，在爐體上部設(shè)置有碎煤或碎焦的加入口，在爐體上部設(shè)置有冷卻水套，在冷卻水套上設(shè)置有高鉛渣熔體的加入口，在還原爐底側(cè)部設(shè)置有氣體噴槍，在熔池部分開有出渣口，在爐體外出渣口處設(shè)置有渣面控制池，在爐體底部設(shè)置有排出反應(yīng)沉積于爐體底部鉛液的鉛虹吸道，該爐是一種圓型豎爐，氣體噴槍與通過氣體噴槍和爐壁交點(diǎn)處的斷面的圓直徑有一個夾角α，α范圍14°≤α≤29°。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)設(shè)備投資少，勞動強(qiáng)度低，勞動環(huán)境好，還原速度快，可操作性強(qiáng)，占地面積小，煙塵率低，熱還原劑來源方便且價(jià)廉，高鉛渣熔體的熱被充分利用等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的還原方法流程示意圖。
圖2為本發(fā)明的專用還原爐結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明的專用還原爐的氣體噴槍與圓型還原爐截面的位置示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明將經(jīng)底吹爐氧化熔煉放出的具有溫度高，熱量大的液態(tài)高鉛渣熔體，直接注入還原爐中進(jìn)行還原熔煉，同時(shí)向還原爐中加入碎煤或碎焦，并通過還原爐底側(cè)部的氣體噴槍向還原爐內(nèi)供入氧氣。還原爐底側(cè)部的氣體噴槍的供氧方式為能夠使液態(tài)高鉛渣熔體在氣體噴槍氧氣的作用下發(fā)生攪動，使液態(tài)高鉛渣熔體與碎煤或碎焦和氧氣充分接觸，完成CO氣體與高鉛渣熔體的充分反應(yīng)并生成金屬Pb。高鉛渣熔體加入還原爐后，在氣體噴槍供入高壓氧氣、氮?dú)夂螅咩U渣熔體被吹動并發(fā)生旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生旋渦，形成明顯的凹液面，氣體噴槍噴口與爐壁不垂直并沿爐壁呈一定角度進(jìn)入還原爐。通過調(diào)整煤量和氧氣量，可控制熱量和還原氣氛，反應(yīng)產(chǎn)出的鉛液沉積于底部，由鉛虹吸道排出，反應(yīng)后的熔渣通過出渣口處由渣面控制池排出，通過控制渣面控制池的高度可實(shí)現(xiàn)對爐內(nèi)熔體液面高低的控制，反應(yīng)后的鉛、渣若分離不徹底可把爐渣流進(jìn)電熱前床中進(jìn)一步沉淀分離，產(chǎn)出的煙氣另行處理。
經(jīng)底吹爐氧化熔煉放出的液態(tài)高鉛渣熔體具有溫度高，熱量大的特點(diǎn)，把它直接注入還原爐中進(jìn)行還原熔煉，在還原爐中碎煤或碎焦遇到氧氣發(fā)生燃燒反應(yīng)，放出熱量以維持過程溫度，同時(shí)產(chǎn)生還原性氣體CO。高溫碎煤或碎煤和CO氣體均能與高鉛渣反應(yīng)生成金屬Pb。
如圖2、3所示，氧氣底吹爐液態(tài)高鉛渣直接還原的專用還原爐包括由下半部的熔池部分和上半部的煙氣上升冷卻部分組成的爐體5、設(shè)置在爐體上的煙道1，在爐體上部設(shè)置有碎煤或碎焦的加入口2，在爐體上部設(shè)置有冷卻水套4，在冷卻水套4上設(shè)置有高鉛渣熔體11的加入口3，在還原爐底側(cè)部設(shè)置有氣體噴槍9，在熔池部分開有出渣口8，在爐體5外設(shè)置有渣面控制池7，在爐體底部設(shè)置有排出反應(yīng)沉積于爐體底部鉛液12的鉛虹吸道10。該爐是一種圓型豎爐，氣體噴槍與通過氣體噴槍和爐壁交點(diǎn)處的斷面的圓直徑有一個夾角α，α范圍14°≤α≤29°。
在碎煤或碎焦加入口2處加入碎煤或碎焦后，同時(shí)在還原爐底側(cè)部的氣體噴槍9處供入氧氣，發(fā)生燃燒，放出熱量并產(chǎn)出CO還原性氣體，從而保證了爐內(nèi)的溫度和還原性氣氛。本方案的關(guān)鍵設(shè)備是還原爐及氣體噴槍；該爐是一種圓型豎爐，它由下半部的熔池部分和上半部的煙氣上升冷卻部分組成；而關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)在于氣體噴槍與爐壁并不垂直，這樣高鉛渣熔體在其加入口3處加入后，在氣體噴槍供入高壓氧氣、氮?dú)夂蟾咩U渣熔體被吹動并發(fā)生旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生旋渦，形成明顯的凹液面；部分碎煤或碎焦6浸入熔體11中，這樣大大增強(qiáng)了高溫碎煤或碎焦和熔體的接觸，產(chǎn)生的CO氣體和高溫碎煤(或碎煤)均能與高鉛渣反應(yīng)生成金屬Pb，其反應(yīng)機(jī)理為
通過調(diào)整煤量和氧氣量，可方便控制熱量和還原氣氛。反應(yīng)產(chǎn)出的鉛液較重，沉積于底部由鉛虹吸道10排出；反應(yīng)后的熔渣通過出渣口8處由渣面控制池7排出，通過控制渣面控制池的高度可實(shí)現(xiàn)對爐內(nèi)熔體液面高低的控制；反應(yīng)后的鉛、渣若分離不徹底可把爐渣流進(jìn)電熱前床中進(jìn)一步沉淀分離；產(chǎn)出的煙氣另行處理。
權(quán)利要求
1.一種氧氣底吹爐液態(tài)高鉛渣直接還原的方法，其特征在于將經(jīng)底吹爐氧化熔煉放出的具有溫度高，熱量大的液態(tài)高鉛渣熔體，直接注入還原爐中進(jìn)行還原熔煉，同時(shí)向還原爐中加入碎煤或碎焦，并通過還原爐底側(cè)部的氣體噴槍向還原爐內(nèi)供入氧氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧氣底吹爐液態(tài)高鉛渣直接還原的方法，其特征在于還原爐底側(cè)部的氣體噴槍的供氧方式為能夠使液態(tài)高鉛渣熔體在氣體噴槍氧氣的作用下發(fā)生攪動，使液態(tài)高鉛渣熔體與碎煤或碎焦和氧氣充分接觸，完成CO氣體與高鉛渣熔體的充分反應(yīng)并生成金屬Pb。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氧氣底吹爐液態(tài)高鉛渣直接還原的方法，其特征在于高鉛渣熔體加入還原爐后，在氣體噴槍供入高壓氧氣、氮?dú)夂?，高鉛渣熔體被吹動并發(fā)生旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生旋渦，形成明顯的凹液面，氣體噴槍噴口與爐壁不垂直并沿爐壁呈一定角度進(jìn)入還原爐。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種氧氣底吹爐液態(tài)高鉛渣直接還原的方法，其特征在于通過調(diào)整煤量和氧氣量，可控制熱量和還原氣氛，反應(yīng)產(chǎn)出的鉛液沉積于底部，由鉛虹吸道排出，反應(yīng)后的熔渣通過出渣口處由渣面控制池排出，通過控制渣面控制池的高度可實(shí)現(xiàn)對爐內(nèi)熔體液面高低的控制，反應(yīng)后的鉛、渣若分離不徹底可把爐渣流進(jìn)電熱前床中進(jìn)一步沉淀分離，產(chǎn)出的煙氣另行處理。
5.一種氧氣底吹爐液態(tài)高鉛渣直接還原的專用還原爐，包括由下半部的熔池部分和上半部的煙氣上升冷卻部分組成的爐體(5)、設(shè)置在爐體上的煙道(1)，其特征在于在爐體上部設(shè)置有碎煤或碎焦的加入口(2)，在爐體上部設(shè)置有冷卻水套(4)，在冷卻水套(4)上設(shè)置有高鉛渣熔體(11)加入口(3)，在還原爐底側(cè)部設(shè)置有氣體噴槍(9)，在熔池部分開有出渣口(8)，在爐體(5)外設(shè)置有渣面控制池(7)，在爐體底部設(shè)置有排出反應(yīng)沉積于爐體底部鉛液(12)的鉛虹吸道(10)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種氧氣底吹爐液態(tài)高鉛渣直接還原的專用還原爐，其特征在于該爐是一種圓型豎爐，氣體噴槍與通過氣體噴槍和爐壁交點(diǎn)處的斷面的圓直徑有一個夾角α，α范圍14°≤α≤29°。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氧氣底吹爐中的高鉛渣熔體在液態(tài)下進(jìn)行直接還原的方法及專用還原爐，將經(jīng)底吹爐氧化熔煉的液態(tài)高鉛渣熔體，直接注入還原爐中，同時(shí)向還原爐中加入碎煤或碎焦，并通過還原爐底側(cè)部的氣體噴槍向還原爐供入氧，在爐體上部設(shè)有碎煤或碎焦的加入口，在爐體上部設(shè)有冷卻水套，在冷卻水套上設(shè)有高鉛渣熔體的加入口，在還原爐底側(cè)部設(shè)有氣體噴槍，在熔池部分開有出渣口，在爐體外出渣口處設(shè)置有渣面控制池，在爐體底部設(shè)置有排出反應(yīng)沉積于爐體底部鉛液的鉛虹吸道，具有設(shè)備投資少、勞動強(qiáng)度低、勞動環(huán)境好、還原速度快、操作性強(qiáng)，占地面積小、煙塵率低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C22B13/02GK1594614SQ20041001037
公開日2005年3月16日 申請日期2004年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月29日
發(fā)明者楊安國, 王擁軍, 李艷軍, 劉合全, 趙傳和, 李貴, 陳會成 申請人:河南豫光金鉛股份有限公司