现代铅冶炼主要工艺与技术水平分析

文摘   2024-11-14 13:10   山东  

摘要:我国的铅锌生产量在世界范围内一直处于领先地位,并且其冶炼技术也随着产量的增加而迅速提高,各种不同的冶炼方式也在我国铅锌生产中得到广泛的应用。虽然有的技术看起来相对落后,但是其冶炼效果却十分惊人,因此我国对于铅锌冶炼有着独特的见解与方式。

我国是铅锌生产大国,其产量位居世界第一,因此我国的铅锌冶炼方式也多种多样,各种不同的冶炼方式,能够起到不同的效果,好的冶炼方式不但可以加快生产速度,并对环境的污染和对职工的危害大大降低。随着现代技术的不断融入,铅锌冶炼也从老旧的冶炼方式向现代冶炼技术进行转变。

01

粗铅冶炼技术

目前世界上粗铅的生产方法主要采用火法,湿法炼铅尚未实现工业化。火法炼铅可分为传统炼铅法直接炼铅法传统炼铅法包括烧结一鼓风炉熔炼法、电炉熔炼法等。

1、底吹一鼓风炉炼铅工艺(SKS法):

铅精矿、铅烟尘、熔剂及少量粉煤经计量、配料、制粒后,由炉子上方的加料口加入炉内;工业氧气从炉底的氧枪喷入熔池,氧气进入熔池后,首先和铅液接触反应,生成氧化铅,其中一部分氧化铅在激烈地搅动状态下和位于熔池上部的硫化铅进行交互反应生成一次粗铅、氧化铅和二氧化硫;所生成的一次粗铅和铅氧化渣沉淀分离后,粗铅虹吸或直接放出;铅氧化渣则由铸锭机铸块后,送往鼓风炉还原熔炼,产出二次粗铅。氧化熔炼产生的SO2烟气经余热锅炉和电收尘器后送硫酸车间制酸。

(2)富氧底吹+液态高铅渣直接还原熔炼工艺:
该工艺的前面氧化炉熔炼部分与SKS法等熔炼工艺基本相同,还原炉采用富氧熔炼炉替代了鼓风炉,取消了铸渣机,用溜槽将氧化炉和还原炉进行连接。氧化炉产生的液态高铅渣经溜槽直接进入还原炉进行还原熔炼,有效利用高铅渣的显热,还原炉内加煤粒或焦炭,采用天然气或煤或煤气等进行还原熔炼。还原炉产出二次粗铅送后续的精炼系统,还原炉渣送后续的烟化炉处理,回收锌。

氧气底吹炼铅技术在中国的应用比例图

(3)基夫赛特直接炼铅工艺(Kivcet法):

铅精矿、含铅锌渣料、熔剂及少量煤经计量、配料、干燥及磨矿后,混合炉料由反应塔顶的炉料一氧气喷嘴喷入炉内,进行工业纯氧熔炼,在一个熔炼炉中完成氧化、还原过程直接产出粗铅。基夫赛特炉有反应塔、电热区和竖烟道三个主要部分,设置在同一固定的炉床上,反应塔和电热区由隔墙分开。炉料在反应塔内完成硫化物的氧化反应并使炉料颗粒熔化,产出金属氧化物、金属铅滴和其他成分所组成的熔体,熔体在通过熔池表面的焦炭过滤层时,大部分氧化铅被还原成金属铅而沉降到熔池底部,熔体流经水冷隔墙下通道进入电热区:在电热区,部分氧化锌被加入电热区的焦炭还原挥发,同时渣、铅进一步沉降分离,然后分别通过渣口和放铅口放出。竖烟道区排出含高浓度SO2的烟气,经竖烟道和废热锅炉回收余热以及电收尘器收尘后送往硫酸车间制酸;废热锅炉和电收尘器所捕收的烟尘与计量后的炉料、焦炭混匀后一道直接返回反应塔熔炼。电热区产出烟气含有大量的锌蒸汽和一氧化碳,经过复燃室通入空气使锌蒸汽氧化成氧化锌,一氧化碳也得以充分燃烧呈二氧化碳形式进入电热区余热锅炉冷却,然后进入沉降斗沉降和布袋收尘器收尘,所得烟尘即为次氧化锌,作为锌冶炼的原料;收尘后的烟气可以单独排放也可以作为竖烟道烟气的稀释气体进入制酸系统。

基夫赛特直接炼铅工艺特点是闪速熔炼、炼铅的同时可以搭配处理大量锌浸出渣等含铅、锌渣料。

(4)富氧顶吹熔炼工艺(ISA法):

富氧顶吹熔炼法系富氧顶吹浸没式熔池熔炼过程,ISA法为顶吹熔炼,核心设备为艾萨炉。铅精矿、铅烟尘、熔剂及少量粉煤经计量、配料、制粒后,由炉子上方的加料口加入炉内;富氧空气从炉顶的喷枪喷入熔池,氧气进入熔池后,首先和铅液接触反应,生成氧化铅,其中一部分氧化铅在激烈的搅动状态下和位于熔池上部的硫化铅进行交互反应生成一次粗铅、氧化铅和二氧化硫;所生成的一次粗铅和铅氧化渣沉淀分离后,粗铅虹吸或直接放出;铅氧化渣则由铸锭机铸块后,送往鼓风炉还原熔炼,产出二次粗铅。氧化熔炼产生的SO2烟气经余热锅炉和电收尘器后送硫酸车间制酸。

(5)富氧侧吹炼铅工艺:

富氧空气从炉子侧墙上位于静置熔体平面以下约0.5m处的风口以约100kPa的表压送入炉内,使熔体强烈鼓泡与激烈搅动,控制炉内温度及气氛灯完成熔炼过程。其核心设备是侧吹熔炼炉,炉子是由三层冷却水套围成的横断面呈矩形的炉子,自下而上分为炉缸、炉身(熔池区和再燃烧区)、炉顶三部分。炉缸用耐火材料砌筑于钢板焊接而成的钢槽内,呈倒拱形;炉身两侧装有熔池风口和再燃烧风口,炉一端为加料室,另一端为渣虹吸井,有放渣口和虹吸放铅口;炉顶有上层(熔炼室)炉顶和中层(加料室)炉顶,炉顶均为钢水套内衬耐火泥,加料室炉顶有主加料口。上层炉顶设有备用加料口和直升烟道,直升烟道也由水套围成。

富氧侧吹炼铅工艺由两台串联炉子组成,经过配料的炉料计量后送入氧化炉内进行富氧侧吹氧化熔炼,产出一次粗铅、富铅渣、含高浓度SO2烟气,其烟气送制酸;热态富铅渣经溜槽直接流入还原炉,加入还原剂进行富氧侧吹还原熔炼,产出二次粗铅和还原炉渣,还原炉渣进烟化炉吹炼进一步回收铅、锌。氧化炉和还原炉产出的粗铅送后续精炼系统。

(6)烧结一鼓风炉工艺:

我国采用该工艺的烧结设备主要有烧结机、烧结锅和烧结盘,还原设备主要是鼓风炉[[8]。目前该工艺己经列入产业结构调整指导目录(2011年版)淘汰类,属于淘汰工艺。

02

粗铅精炼工艺

我国的粗铅精炼基本上均采用初步火法精炼加电解的工艺,在电解前根据粗铅成分有一段火法除铜过程,除铜通常是采用熔析及硫化除铜法。

进高质量铅产业群

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