鉛冰銅頂吹爐富氧吹煉生產粗鉛和冰銅工藝的制作方法
【專利摘要】鉛冰銅頂吹爐富氧吹煉生產粗鉛和冰銅工藝。本發(fā)明屬于有色金屬冶金【技術領域】，具體涉及一種頂吹爐富氧吹煉鉛冰銅生產粗鉛和冰銅的工藝技術。本工藝在頂吹爐內留FeO-SiO2-CaO三元系渣起始熔池，將鉛冰銅連續(xù)投入爐中，控制吹煉溫度，按鉛冰銅中硫化鉛中的硫完全氧化為SO2的要求，從噴槍中加入計量的富氧空氣進行連續(xù)氧化吹煉；吹煉結束后，停止給入鉛冰銅和富氧空氣，直接加入還原劑進行液態(tài)鉛渣還原熔煉；吹煉過程和液態(tài)鉛渣還原熔煉中排放出熔化的粗鉛和硫化銅的混合物，在爐前鉛鍋中冷卻沉降后，將硫化銅以固體冰銅形態(tài)撈出，而液態(tài)粗鉛送到鉛精煉系統(tǒng)。本發(fā)明生產效率高，鉛和銅回收率高，成本較低，可減少排放，有利于環(huán)保。
【專利說明】鉛冰銅頂吹爐富氧吹煉生產粗鉛和冰銅工藝
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及有色金屬冶金工藝【技術領域】，具體涉及一種頂吹爐富氧吹煉鉛冰銅生產粗鉛和冰銅的工藝技術。
【背景技術】
[0002]在粗鉛冶煉過程中，經常會產生一種鉛冰銅，主要是鉛的硫化物和銅的硫化物的混合物，一般含 Pb40% ~80%，Cu5% ~20%，S7 ~18%。
[0003]在傳統(tǒng)生產工藝中，這種鉛冰銅一般采用反射爐加鼓風爐的聯合流程進行冶煉，回收鉛和銅。在反射爐冶煉和鼓風爐冶煉的過程中，一般采用加入熔劑造渣熔煉的方法進行冶煉。在反射爐熔煉中，一般加入鐵屑、氧化鐵、黃鐵礦、蘇打、石英砂等熔劑，采用鐵置換、造堿性渣等方式，首先把鉛置換和還原熔煉出來。反射爐產出的富銅爐渣，再在帶爐缸的鼓風爐中進行熔煉，在爐缸區(qū)分區(qū)段回收鉛和冰銅。
[0004]采用這種方法處理鉛冰銅，生產流程較長，需要大量的鐵屑、蘇打等熔劑，生產成本高，產生大量的熔煉渣，鉛和銅的回收率都較低，而且勞動強度大，環(huán)境條件較差，作業(yè)效率低，且鼓風爐屬國家產業(yè)政策限期淘汰的冶煉設備。
[0005]在過去的冶煉工藝中，對于銅冶煉的冰銅(也稱作“銅锍”或“銅冰銅”，主要是硫化銅和硫化鐵的混合物，是銅冶煉過程中的中間產物)，有采用頂吹爐富氧吹煉生產粗銅的工藝。在冰銅吹煉生產粗銅的過程中，需要加入石英砂熔劑，與冰銅吹煉中硫化鐵氧化后的鐵的氧化物結合造渣，以吹煉渣的形式將冰銅中的鐵脫出，銅則以粗銅形態(tài)產出。
[0006]到目前，尚無采用頂吹爐處理鉛冰銅的實踐和相關報道，因此需要探索一套簡單、回收率較高的生產工藝。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種鉛冰銅在噴槍頂吹沉沒熔煉爐中采用富氧吹煉生產粗鉛和冰銅的工藝技術，其生產效率高，鉛和銅的冶煉回收率都較高，作業(yè)成本較低，可減少排放，有利于保護環(huán)境。
[0008]實現本發(fā)明上述目的采取的具體技術方案為:在頂吹爐內留FeO-SiO2-CaO三元系渣起始熔池，Fe0/Si02的重量比為0.7~1.4，Ca0/Si02的重量比為0.3~0.9，硅酸度在
0.8~1.4 ; 將鉛冰銅連續(xù)投入爐中，控制吹煉溫度在1200~1300°C，按鉛冰銅中硫化鉛中的硫完全氧化為SO2的要求，從噴槍中加入計量的富氧空氣進行連續(xù)氧化吹煉，產生的部分氧化鉛與新投入的鉛冰銅中硫化鉛發(fā)生交互反應生成金屬鉛和SO2,另部分氧化鉛留在起始渣池的爐渣中；吹煉結束后，停止給入鉛冰銅和富氧空氣，直接加入還原劑進行液態(tài)鉛渣還原熔煉，將渣中的氧化鉛還原為金屬鉛；吹煉過程中產生的SO2用以制硫酸；在吹煉過程和液態(tài)鉛渣還原熔煉中，分幾次排放出熔化的粗鉛和硫化銅的混合物，在爐前鉛鍋中冷卻沉降后，將硫化銅以固體冰銅形態(tài)撈出，產出冰銅產品，送到銅冶煉系統(tǒng)，而液態(tài)粗鉛送到鉛精煉系統(tǒng)。[0009]頂吹爐內留的三元系渣起始熔池深度為300~400mm ;每熔煉3~4個周期后對逐漸增高的起始熔池排放一次爐渣。
[0010]富氧氧化吹煉的時間為5.5~6小時；爐前鉛鍋的冷卻終止溫度為500~550°C。
[0011]鉛冰銅連續(xù)投入頂吹爐的速度為50~60t/h。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:鉛冰銅直接采用頂吹爐富氧吹煉，一次就可產出含鉛大于97%的粗鉛和含銅大于50%的銅冰銅，實現銅和鉛的有效分離，生產效率高，不需要加入任何熔劑，鉛和銅的冶煉回收率都較高，作業(yè)成本較低。吹煉過程中產生的SO2煙氣可以通過頂吹爐的收塵和制酸系統(tǒng)處理將煙塵充分回收利用，將SO2用以制取硫酸，不僅實現了資源的有效利用，還有效減少了排放，保護了環(huán)境。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本工藝的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0014]實施例1:在一座內徑為5m的頂吹爐內留有300mm深的鉛冶煉FeO-SiO2-CaO三元系渣起始熔池，爐渣Fe0/Si02的重量比為0.9，Ca0/Si02的重量比為0.8，硅酸度1.24 ;把以硫化鉛和硫化銅的混合物為主要成分的鉛冰銅以50t/h的速度連續(xù)投入到頂吹爐中，控制吹煉溫度在1200~1250°C之間。根據鉛冰銅的含硫量，按照使鉛冰銅中硫化鉛中的硫完全氧化為SO2的化學反應要求，計算出單位時間內需要加入的氧量，從噴槍中加入富氧空氣，進行連續(xù)氧化吹煉6h。通過富氧空氣氧化吹煉，使鉛冰銅中的硫化鉛氧化為氧化鉛，同時部分氧化鉛與新投入的鉛冰銅中的硫化鉛發(fā)生交互反應生成金屬鉛和SO2，一部分氧化鉛留在起始渣池的爐渣中。連續(xù)進料氧化吹煉6h后，停止給入鉛冰銅，同時停止給入富氧空氣，接著加入還原劑進行液態(tài)鉛渣還原熔煉，將渣中的氧化鉛還原為金屬鉛。吹煉過程中產生的SO2煙氣用以制取硫酸。在富氧吹煉過程中分三次放出從金屬口排放出粗鉛和硫化銅的混合物；在爐渣還原熔煉結束時，再次從金屬口排放出粗鉛和硫化銅的混合物。粗鉛和硫化銅的混合物在爐前鉛鍋中冷卻至500°C，冰銅(銅的硫化物)以固體冰銅形態(tài)浮于上層，撈出，產出含銅大于50%的冰銅產品，交銅冶煉系統(tǒng)；含鉛大于97%的液態(tài)粗鉛交鉛精煉系統(tǒng)處理。還原后的金屬熔體排放后，進入下一個吹煉周期。在整個吹煉過程中不加入任何熔劑，燃料燃燒和還原劑帶入到少量SiO2與鉛冰銅中帶入到少量鐵等形成少許爐渣，在富鉛渣還原結束后，起始渣池會略有增高，熔煉4個周期后，打開一次渣口排放少量爐渣。
[0015]實施例2:在一座內徑為5m的頂吹爐內留有350mm深的鉛冶煉FeO-SiO2-CaO三元系渣起始熔池，爐渣Fe0/Si02的重量比為1.0,Ca0/Si02的重量比為0.6，硅酸度1.35 ;把以硫化鉛和硫化銅的混合物為主要成分的鉛冰銅以55t/h的速度連續(xù)投入到頂吹爐中，控制吹煉溫度在1180~1260°C之間。根據鉛冰銅的含硫量，按照使鉛冰銅中硫化鉛中的硫完全氧化為SO2的化學反應要求，計算出單位時間內需要加入的氧量，從噴槍中加入富氧空氣，進行連續(xù)氧化吹煉5.5h。通過富氧空氣氧化吹煉，使鉛冰銅中的硫化鉛氧化為氧化鉛，同時部分氧化鉛與新投入的鉛冰銅中的硫化鉛發(fā)生交互反應生成金屬鉛和SO2，一部分氧化鉛留在起始渣池的爐渣中。連續(xù)進料氧化吹煉5.5h后，停止給入鉛冰銅，同時停止給入富氧空氣，接著加入還原劑進行液態(tài)鉛渣還原熔煉，將渣中的氧化鉛還原為金屬鉛。吹煉過程中產生的SO2煙氣用以制取硫酸。在富氧吹煉過程中分三次放出從金屬口排放出粗鉛和硫化銅的混合物；在爐渣還原熔煉結束時，再次從金屬口排放出粗鉛和硫化銅的混合物。粗鉛和硫化銅的混合物在爐前鉛鍋中冷卻至550°c，冰銅(銅的硫化物)以固體冰銅形態(tài)浮于上層，撈出，產出含銅大于50%的冰銅產品，交銅冶煉系統(tǒng)；含鉛大于97%的液態(tài)粗鉛交鉛精煉系統(tǒng)處理。還原后的金屬熔體排放后，進入下一個吹煉周期。在整個吹煉過程中不加入任何熔劑，燃料燃燒和還原劑帶入到少量SiO2與鉛冰銅中帶入到少量鐵等形成少許爐渣，在富鉛渣還原結束后，起始渣池會略有增高，熔煉4個周期后，打開一次渣口排放少量爐渣。
[0016]實施例3:在一座內徑為5m的頂吹爐內留有300mm深的鉛冶煉FeO-SiO2-CaO三元系渣起始熔池，爐渣Fe0/Si02的重量比為1.2，Ca0/Si02的重量比為0.7，硅酸度1.14 ;把以硫化鉛和硫化銅的混合物為主要成分的鉛冰銅以60t/h的速度連續(xù)投入到頂吹爐中，控制吹煉溫度在1200~1250°C之間。根據鉛冰銅的含硫量，按照使鉛冰銅中硫化鉛中的硫完全氧化為SO2的化學反應要求，計算出單位時間內需要加入的氧量，從噴槍中加入富氧空氣，進行連續(xù)氧化吹煉5.5h。通過富氧空氣氧化吹煉，使鉛冰銅中的硫化鉛氧化為氧化鉛，同時部分氧化鉛與新投入的鉛冰銅中的硫化鉛發(fā)生交互反應生成金屬鉛和SO2，一部分氧化鉛留在起始渣池的爐渣中。連續(xù)進料氧化吹煉5.5h后，停止給入鉛冰銅，同時停止給入富氧空氣，接著加入還原劑進行液態(tài)鉛渣還原熔煉，將渣中的氧化鉛還原為金屬鉛。吹煉過程中產生的SO2煙氣用以制取硫酸。在富氧吹煉過程中分三次放出從金屬口排放出粗鉛和硫化銅的混合物；在爐渣還原熔煉結束時，再次從金屬口排放出粗鉛和硫化銅的混合物。粗鉛和硫化銅的混合物在爐前鉛鍋中冷卻至530°C，冰銅(銅的硫化物)以固體冰銅形態(tài)浮于上層，撈出，產出含銅大 于50%的冰銅產品，交銅冶煉系統(tǒng)；含鉛大于97%的液態(tài)粗鉛交鉛精煉系統(tǒng)處理。還原后的金屬熔體排放后，進入下一個吹煉周期。在整個吹煉過程中不加入任何熔劑，燃料燃燒和還原劑帶入到少量SiO2與鉛冰銅中帶入到少量鐵等形成少許爐渣，在富鉛渣還原結束后，起始渣池會略有增高，熔煉3個周期后，打開一次渣口排放少量爐渣。
【權利要求】
1.一種鉛冰銅頂吹爐富氧吹煉生產粗鉛和冰銅工藝，其特征是:在頂吹爐內留FeO-SiO2-CaO三元系渣起始熔池，Fe0/Si02的重量比為0.7~1.4，Ca0/Si02的重量比為0.3~0.9，硅酸度在0.8~1.4 ;將鉛冰銅連續(xù)投入爐中，控制吹煉溫度在1200~1300°C，按鉛冰銅中硫化鉛中的硫完全氧化為SO2的要求，從噴槍中加入計量的富氧空氣進行連續(xù)氧化吹煉，產生的部分氧化鉛與新投入的鉛冰銅中硫化鉛發(fā)生交互反應生成金屬鉛和SO2,另部分氧化鉛留在起始渣池的爐渣中；吹煉結束后，停止給入鉛冰銅和富氧空氣，直接加入還原劑進行液態(tài)鉛渣還原熔煉，將渣中的氧化鉛還原為金屬鉛；吹煉過程中產生的SO2用以制硫酸；在吹煉過程和液態(tài)鉛渣還原熔煉中，分幾次排放出熔化的粗鉛和硫化銅的混合物，在爐前鉛鍋中冷卻沉降后，將硫化銅以固體冰銅形態(tài)撈出，產出冰銅產品，送到銅冶煉系統(tǒng)，而液態(tài)粗鉛送到鉛精煉系統(tǒng)。
2.按權利要求1所述的鉛冰銅頂吹爐富氧吹煉生產粗鉛和冰銅工藝，其特征是:頂吹爐內留的三元系渣起始熔池深度為300~400mm ;每熔煉3~4個周期后對逐漸增高的起始熔池排放一次爐渣。
3.按權利要求1所述的鉛冰銅頂吹爐富氧吹煉生產粗鉛和冰銅工藝，其特征是:富氧氧化吹煉的時間為5.5~6小時；爐前鉛鍋的冷卻終止溫度為500~550°C。
4.按權利要求2或3所述的鉛冰銅頂吹爐富氧吹煉生產粗鉛和冰銅工藝，其特征是:鉛冰銅連續(xù)投入頂吹爐的速度為50~60t/h。
【文檔編號】C22B13/02GK103937990SQ201410112627
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月25日 優(yōu)先權日:2014年3月25日
【發(fā)明者】宋興誠, 楊繼生, 王建偉, 李俊杰, 李雍, 趙勇, 孔正國, 彭林, 熊義期, 李成學, 李正永, 白家福 申請人:云南錫業(yè)股份有限公司