本發(fā)明涉及一種含鉛爐料煉鉛的方法，具體涉及一種含鉛爐料連續(xù)直接煉鉛的方法。

背景技術(shù)：

針對傳統(tǒng)“燒結(jié)—鼓風(fēng)爐”粗鉛生產(chǎn)工藝流程長，能耗高，存在低濃度SO₂煙氣及含鉛粉塵污染環(huán)境問題，20世紀80年后期，在總結(jié)、吸收國外有關(guān)粗鉛冶煉先進技術(shù)基礎(chǔ)上，國內(nèi)開發(fā)了“氧氣底吹氧化熔煉—鼓風(fēng)爐還原熔煉”粗鉛生產(chǎn)工藝，即：“氧氣底吹爐 — 鑄渣機 — 鼓風(fēng)爐 — 電熱前床 — 煙化爐”，該工藝采用“氧氣底吹氧化熔煉”取代傳統(tǒng)工藝中的“燒結(jié)”工序，基本解決了傳統(tǒng)工藝流程長和SO₂濃度難以達到兩轉(zhuǎn)兩吸制酸工藝要求等問題。在當(dāng)時國家相關(guān)政策的支持下，該工藝得到迅速推廣。

然而，這種工藝在生產(chǎn)過程中，氧化熔煉高鉛渣需要澆鑄成渣塊才能加入鼓風(fēng)爐熔煉，不僅在澆鑄冷卻造成環(huán)境污染較嚴重和能源浪費；而且能耗高、爐頂溫度高、爐結(jié)嚴重、床能力低、渣含鉛高；氧氣底吹氧化爐、鼓風(fēng)爐均采用間斷放渣，所以煙化爐只能周期性操作。煙化爐的周期性間斷作業(yè)，使其產(chǎn)生的煙氣量、煙氣溫度和煙氣SO₂濃度呈周期性波動，導(dǎo)致余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽周期性波動，給余熱綜合利用和煙氣脫硫帶來很大難度。隨著國家發(fā)改委《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2011年本）》將以“焦炭為燃料的有色金屬熔煉爐”列入淘汰類工業(yè)產(chǎn)品，國家節(jié)能減排力度的加強和《有色金屬十二五發(fā)展規(guī)劃》的發(fā)布，采用該工藝的各生產(chǎn)企業(yè)均在積極尋求改進工藝方案。

為了改善氧氣底吹氧化熔煉—鼓風(fēng)爐還原熔煉粗鉛冶煉工藝中的環(huán)保問題，降低能耗，國內(nèi)開發(fā)了氧氣底吹氧化爐熔煉—液態(tài)高鉛渣直接還原工藝。

氧氣底吹氧化爐熔煉產(chǎn)出的液態(tài)高鉛渣直接還原采用富氧底吹爐或富氧側(cè)吹爐作為還原爐，高鉛渣直接流入還原爐，以煤或煤加天然氣作為還原劑，鼓入富氧空氣進行還原熔煉。但是，由于底吹爐中的物料在氧化熔煉過程中，爐體的放渣口是封堵的，放渣時需先通過專用工具將放渣口打開，放完渣后重新封堵放渣口才能進行氧化熔煉，也就是說物料氧化熔煉的高鉛渣是分爐次間斷放出的。也就是說底吹爐的爐型結(jié)構(gòu)決定了它只能間斷放渣，所以目前所有液態(tài)高鉛渣直接還原都是分爐次周期性作業(yè)，煙化爐也只能周期性作業(yè)，用富氧底吹爐或側(cè)吹爐進行氧化熔煉時，還原熔煉和煙化吹煉一般以120分鐘為一個周期，進渣20-30分鐘，熔煉或吹煉時間70-80分鐘，排渣20-30分鐘。若用富氧頂吹爐進行氧化熔煉，需要4小時放一次高鉛渣，還原熔煉則以240分鐘為一個周期。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種連續(xù)氧化熔煉、連續(xù)還原熔煉及連續(xù)吹煉的直接煉鉛方法，以改變粗鉛冶煉過程中氧化熔煉間斷放渣、還原熔煉和煙化吹煉分爐次周期性間斷作業(yè)的現(xiàn)狀，實現(xiàn)連續(xù)作業(yè)，提高生產(chǎn)能力，提高節(jié)能減排和技術(shù)裝備自動化水平，降低勞動強度、安全和環(huán)境污染風(fēng)險。

本發(fā)明提供的這種連續(xù)直接煉鉛的方法，采用鉛精礦或者含鉛物料作為冶煉原料，采用碎煤作為還原劑，通過三臺串聯(lián)的富氧側(cè)吹爐分別作為氧化爐、還原爐及煙化爐連續(xù)作業(yè)實現(xiàn)直接煉鉛，包括以下步驟：

（1）往氧化爐中加入含鉛物料及熔劑，從爐體兩側(cè)鼓入富氧空氣對物料進行強化氧化熔煉，得到的一次粗鉛由虹吸放鉛口放出送往精煉處理，液態(tài)高鉛渣由排渣口連續(xù)流入還原爐中；

（2）往還原爐中加入碎煤，從爐體的兩側(cè)向鼓入富氧空氣對液態(tài)高鉛渣進行連續(xù)還原熔煉，得到的二次粗鉛由虹吸放鉛口放出送往精煉處理，含鋅還原熔渣由排渣口連續(xù)流入煙化爐中；

（3）往煙化爐中加入碎煤，從爐體的兩側(cè)鼓入富氧空氣對含鋅還原熔渣進行吹煉回收其中的鋅；

作為優(yōu)選，所述氧化爐中鼓入富氧空氣中的氧氣濃度為60~90%，氧化反應(yīng)溫度為1000~1100℃。

作為優(yōu)選，所述還原爐中加入的碎煤粒度為10～30mm。

作為優(yōu)選，所述還原爐中鼓入富氧空氣中的氧氣濃度為45~75%，反應(yīng)溫度為1200~1300℃。

作為優(yōu)選，所述煙化爐中加入的碎煤量為所述還原渣量的16~18%，鼓入富氧空氣中的氧氣濃度為30~45%，使吹煉后的爐渣中含鉛量小于1%，含鋅量小于2%。

本發(fā)明的整個冶煉過程是連續(xù)作業(yè)的，其基本條件是氧化爐、還原爐和煙化爐均采用富氧側(cè)吹爐。將三臺富氧側(cè)吹爐串聯(lián)，氧化爐產(chǎn)出的液態(tài)高鉛渣連續(xù)流入還原爐中，還原爐產(chǎn)出的還原熔渣連續(xù)流入煙化爐中，從而保證了煙化爐對爐渣的連續(xù)吹煉。還原爐采用富氧側(cè)吹爐還使得還原劑可直接采用碎煤，無需粉煤制備，從而節(jié)省粉煤制備的建設(shè)投資和運行成本。煙化爐采用富氧側(cè)吹爐，由于富氧側(cè)吹爐采用銅水套進行冷卻，所以吹煉爐渣可以使用氧氣濃度較高的富氧空氣來降低鼓風(fēng)強度和減少鼓風(fēng)量，提高吹煉強度和熱效率。即本發(fā)明在原理和設(shè)備上實現(xiàn)了熔池熔煉直接煉鉛的連續(xù)性，改變了現(xiàn)有技術(shù)底吹爐作為氧化爐的分爐次間斷放渣而導(dǎo)致的還原爐和煙花爐的分爐次間斷操作的現(xiàn)狀。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。

圖2為本發(fā)明的物料流向示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供的這種連續(xù)直接煉鉛的方法，如圖1、圖2所示，煉鉛原料采用硫化鋅精礦或者其它含鉛物料，還原劑直接采用碎煤，設(shè)備采用三臺串聯(lián)的富氧側(cè)吹爐分別作為氧化爐1、還原爐2及煙化爐3。具體煉鉛操作過程如下：

（1）以硫化鉛精礦及其它含鉛物料為原料，配入適當(dāng)石灰石等熔劑構(gòu)成爐料。如果爐料含可燃硫過低，配入少量碎煤作為補充燃料，混合制粒后連續(xù)加入富氧側(cè)吹氧化爐內(nèi)；從富氧側(cè)吹氧化爐兩側(cè)鼓入氧氣濃度為60%～90%的富氧空氣，在1000～1100℃條件下進行強化氧化熔煉，經(jīng)過“PbS+3/2O₂=PbO+SO₂、PbS+2PbO =3Pb+SO₂、PbS+PbSO₄=2Pb+2SO₂”等一系列發(fā)應(yīng)，得到部分一次粗鉛和含Pb約為30～50%的液態(tài)高鉛渣。液態(tài)高鉛渣和一次粗鉛在爐體熔池內(nèi)沉淀分離，一次粗鉛由虹吸放鉛口放出送精煉處理，液態(tài)高鉛渣由渣口連續(xù)排出，熔融的液態(tài)高鉛渣經(jīng)溜槽直接流入還原爐，進行還原熔煉；

（2）在高鉛渣還原過程中，從還原爐的加料口加入少量粒度為10～30mm的碎煤，必要時可加入少量石灰石作為調(diào)渣熔劑，從還原爐兩側(cè)鼓入氧氣濃度為45%～75%的富氧空氣，在1200～1300℃條件下進行還原熔煉，得到二次粗鉛和還原熔渣，還原熔渣和二次粗鉛在爐體熔池內(nèi)沉淀分離，二次粗鉛從側(cè)部虹吸放鉛口放出送精煉處理，含鋅還原熔渣由端部的渣口連續(xù)排出，經(jīng)溜槽流入煙化爐進行連續(xù)吹煉；

（3）在爐渣煙化吹煉過程中，加入還原熔渣量16～18%左右的粒煤，鼓入氧氣濃度30%～45%進行爐渣連續(xù)吹煉，爐渣中的金屬鋅、鉛還原揮發(fā)，上部三次風(fēng)氧化得到次氧化鋅煙塵；爐渣含鉛小于1％、含鋅小于2％時經(jīng)水碎后外售。

氧化爐進行氧化熔煉的連續(xù)出爐煙氣的SO₂濃度約為15～30%，經(jīng)余熱鍋爐冷卻、靜電收塵器收塵后，送制酸系統(tǒng)生產(chǎn)硫酸，余熱鍋爐和電收塵器收集的煙塵返回熔煉配料。余熱鍋爐生產(chǎn)的余熱蒸汽可綜合利用。

還原爐進行還原熔煉的連續(xù)出爐煙氣經(jīng)余熱鍋爐冷卻、收塵器收塵，盡管還原爐煙氣SO₂濃度很低，但是仍高于大氣污染物排放標(biāo)準，必須經(jīng)過脫硫后排放；余熱鍋爐和收塵器收集的煙塵返回熔煉配料。余熱鍋爐生產(chǎn)的余熱蒸汽可綜合利用。

煙化爐進行煙化吹煉的連續(xù)出爐煙氣經(jīng)余熱鍋爐冷卻、袋式收塵器收塵后，與還原爐的出爐煙氣及制酸尾氣合并，經(jīng)脫硫凈化后排放。余熱鍋爐和收塵器收集的煙塵即為次氧化鋅產(chǎn)品外售，可作為濕法煉鋅的原料生產(chǎn)電鋅。

為了實現(xiàn)爐渣吹煉（即煙化）過程的連續(xù)作業(yè)，必須確保還原爐爐渣連續(xù)不斷地流入富氧側(cè)吹煙化爐，為了確保還原爐爐渣能夠連續(xù)流出，氧化爐產(chǎn)出的高鉛渣必須連續(xù)流入還原爐，這樣才能保證整個冶煉過程的連續(xù)作業(yè)。

為此本發(fā)明的氧化爐選擇了富氧側(cè)吹爐，而不是底吹爐或頂吹爐，這是因為側(cè)吹爐比底吹爐和頂吹爐更加容易實現(xiàn)連續(xù)放渣。其理由主要有二：一是側(cè)吹爐為立式爐型，爐缸及熔池有一定深度，渣鉛界面位于風(fēng)口以下500-600mm，采用潛流排渣，爐渣的運行軌跡比底吹爐更長，有利于渣鉛分離。二是側(cè)吹爐采用多個噴嘴從兩側(cè)鼓入富氧空氣，對熔體產(chǎn)生強烈攪動，傳質(zhì)傳熱效果好，反應(yīng)速度比頂吹爐更快。

煙化爐采用富氧側(cè)吹爐可以用粒煤取代粉煤作還原劑，不需要制備粉煤，從而節(jié)省粉煤制備的建設(shè)投資和運行成本。用富氧側(cè)吹爐取代傳統(tǒng)煙化爐進行爐渣吹煉，因為富氧側(cè)吹爐采用銅水套進行冷卻，所以可使用氧氣濃度較高的富氧空氣進行吹煉來降低鼓風(fēng)強度和減少鼓風(fēng)量，提高吹煉強度和熱效率。

所以本發(fā)明在原理和裝備上實現(xiàn)了熔池熔煉直接煉鉛的連續(xù)性，改變了目前氧化爐（底吹爐或頂吹爐）間斷放高鉛渣，還原爐進高鉛渣、熔煉、放出還原渣、煙化爐進渣、吹煉、放渣分爐次間斷操作的現(xiàn)狀。