[發明專利]硫化鉛精礦連續冶煉的方法及設備

有效

• 申請號: 200710066226.1
• 申請日: 2007-09-24
• 公開（公告）號: CN101200777A
• 公開（公告）日: 2008-06-18
• 發明（設計）人: 宋興誠
• 申請（專利權）人: 云南錫業集團（控股）有限責任公司
• 主分類號: C22B13/02
• 分類號: C22B13/02;C22B5/10;C01B17/69
• 代理公司: 昆明正原專利代理有限責任公司
• 代理人: 趙云

技術領域

本發明涉及有色金屬冶金工藝技術，具體涉及硫化鉛精礦的火法冶煉及實現工藝采用的專門設備。

背景技術

鉛冶煉方法可概括為傳統煉鉛法和直接煉鉛法兩大類。傳統煉鉛法即燒結機——鼓風爐熔煉法；直接煉鉛法即取消硫化鉛精礦燒結過程，生精礦直接入爐熔煉的方法。多年來傳統法是鉛的主要生產方法，但隨著人類對環保、節能認識和要求的不斷提高，傳統煉鉛法的缺點日顯突出，世界上很多鉛冶煉廠逐步采用直接煉鉛法替代傳統煉鉛法。直接煉鉛法可歸納為一段爐法和兩段爐法兩種。一段爐法，如吉夫賽特法、澳斯麥特法、QSL法、卡爾多法、瓦紐柯夫法等，是在一臺爐中完成粗鉛冶煉的氧化熔煉和還原熔煉兩個過程。兩段爐法，如艾薩法、水口山法等，是在兩臺爐中完成粗鉛生產氧化熔煉和還原熔煉兩個過程。

目前，中國大多數鉛冶煉生產企業仍然采用傳統的燒結機——鼓風爐熔煉法生產粗鉛，其中部分企業正著手采用先進技術進行改造；有少量生產企業采用了艾薩法、水口山法和QSL法生產粗鉛。

傳統煉鉛法存在人們較難繼續接受的缺點：燒結機、鼓風爐產生的煙氣量大，而煙氣SO₂濃度又較低，難以經濟地治理，以致對環境會造成嚴重污染；燒結過程中大量氧化反應熱未得到充分利用，而燒結塊冷卻后在鼓風爐熔煉又要大量消耗昂貴的冶金焦，能耗高；工藝流程長、設備多；物料周轉多；燒結塊返回破碎、混合料燒結、鼓風爐熔煉這些作業會產生含鉛粉塵、含鉛蒸汽和SO₂的煙氣，造成低空污染嚴重，操作環境差，勞動和工業衛生條件差，對職工身體健康有較大危害。目前，我國已經禁止使用燒結機作為新建工廠硫化鉛精礦的處理設備，對原有傳統煉鉛法也要求必須限期進行技術改造。

水口山(SKS)法、艾薩法煉鉛屬于典型的兩段煉鉛法，其粗鉛冶煉工藝采用艾薩爐(或SKS爐)——鼓風爐——煙化爐聯合工藝完成。兩段煉鉛法作為硫化鉛精礦的氧化熔煉爐，在熔煉段，能產生入爐總鉛量的30～70％的粗鉛，煙氣量較小，SO₂濃度高，煙氣易于治理，90％以上的硫得到回收利用，對環境污染及勞動工業衛生條件比傳統法有較大改善。但是，熔煉爐產生的爐渣(富鉛渣)定期放出，需冷卻、破碎到一定粒度后，再在鼓風爐還原熔煉，配加昂貴的冶金焦，存在反應熱利用不充分，能耗仍然較高的問題；由于鼓風爐熔煉段產生的煙氣含SO₂較低，還原段的煙氣SO₂無法用于生產硫酸，必須進行治理后才能排放；鼓風爐產出的爐渣送到煙化爐煙化，進一步回收鋅等有價金屬。煙化爐煙氣也含有低濃度SO₂，必須進行治理后才能排放。

澳斯麥特法、卡爾多爐法、QSL法、瓦紐柯夫法煉鉛屬在同一冶金爐內完成氧化熔煉和還原熔煉兩個過程。但是這些冶金爐產出的爐渣需要送到煙化爐煙化，進一步回收鋅等有價金屬，爐渣需要冷卻后再用另外的爐子加熱熔化并煙化才能產出含鋅煙塵，爐渣潛能得不到充分利用，且氧化段和還原段煙氣SO₂濃度波動很大，制酸系統難以穩定運行。煙化爐煙氣含有低濃度且不穩定的SO₂，必須進行治理后才能排放。也就是說，整個冶金過程至少需要在兩座冶金爐內完成。而且，低濃度SO₂往往都得不到充分利用，還必須花費較多資金進行治理后尾氣才能排放。

吉夫賽特法基本實現了硫化鉛精礦在同一爐內完成三個冶煉過程，但是這一方法物料制備復雜，需要磨細和干燥；還原需要昂貴的冶金焦；需要用功率很高的電爐作為還原和煙化的供熱，能耗高；設備復雜，投資高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種硫化鉛精礦連續冶煉的方法及相應的專用設備，其工藝路線短，爐渣熱量得到充分利用，節能效果明顯，冶金爐設備投資少，作業成本低，SO₂濃度波動小，還原劑價廉且資源廣。

解決本發明的技術問題所采用的專用設備的方案是：在爐體熔池的液態爐渣層中以上空間設有隔墻，將其分隔為互不連通的氧化區、還原區和煙化區三個區域，每個區域頂有各自的煙氣出口并分別裝有噴槍，冶煉物料入口設在氧化區頂部，在爐體底部的粗鉛層處設置有虹吸放出口，爐渣放出口設置在煙化區液態爐渣層處。在爐體的底部煙化區處設有斜坡，將粗鉛層集中在氧化區和還原區范圍，虹吸放出口設在粗鉛層底部，爐渣放出口設在液態爐渣層上部，隔墻下緣設置在液態爐渣層的下部。