一种用于还原液态富铅渣生产粗铅的冶金炉及其使用方法与流程

本发明属于冶金技术领域，具体地说，涉及一种用于还原液态富铅渣生产粗铅的冶金炉及其使用方法。

背景技术：

随着环保、节能要求的提高，大量新工艺、新装备应用于炼铅工业。国内比较先进的的炼铅工艺有两大类：富氧强化熔炼加冷态富铅渣还原和富氧强化熔炼加液态富铅渣还原。两类粗铅冶炼方法经实践证明均为可行，较传统粗铅冶炼工艺均有较大的环保、节能优势。

中国恩菲工程技术有限公司自主研发的“富氧强化熔炼+液态渣直接还原”得到大力推广运用，是国内最具代表性的粗铅生产工艺。液态渣直接还原在侧吹还原炉内完成，该方法充分利用液态富铅渣的物理热，余热利用率高，粗铅生产综合能耗低；自动化程度高，有效降低工人劳动强度。但是，侧吹还原炉具有配套辅助设施多，投资大的缺点。

因此，结合生产实际情况，研发一种操作简单，热利用率高，生产过程稳定，自动化程度高，能有效还原液态富铅渣，降低粗铅生产成本，节约能源，达到环境友好、资源综合利用的高效的液态富铅渣还原生产粗铅的冶金炉及其使用方法是必要的。

技术实现要素：

为了克服背景技术中存在的问题，本发明提供了一种用于还原液态富铅渣生产粗铅的冶金炉，采用冶金炉焦炭还原柱的还原功能和保温室的沉清分离功能，将液态富铅渣进行强化还原和有效沉清分离，清洁、高效地还原液态富铅渣，得到粗铅。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

所述的用于还原液态富铅渣生产粗铅的冶金炉包括冶金炉本体、烟道；所述冶金炉本体包括炉基、还原室、沉清分离室、熔渣口，炉基顶部设有还原室，还原室左侧的炉基上设有沉清分离室，还原室底部设有熔渣口，还原室与沉清分离室通过熔渣口相连通；还原室顶部安装有烟道，沉清分离室右侧顶部，熔渣口的正上方设有烟气口，还原室中部设有鼓风口，还原室右侧顶部设有热渣进料口，还原室左侧顶部设有焦炭口，沉清分离室侧壁上设有放渣口，所述的虹吸口设在沉清分离室侧壁上，位于放渣口的下方，沉清分离室侧壁上设有烧嘴，位于放渣口正上方，沉清分离室顶部均匀间隔设置有预留口。

作为优选，所述烟道采用水套制成，烟道的纵截面为梯形。

作为优选，所述炉基、还原室、沉清分离室均采用耐火材料堆砌，还原室呈圆柱筒状，圆柱筒的内径为0.8～1.6m，高度为4～6m，沉清分离室呈长方体状，顶部为拱顶，长方体的长为4.6～6.6m，宽为1.4～2.2m，拱顶高度为3.0～4.0m。

作为优选，所述熔渣口的高度为600～800mm。

作为优选，所述鼓风口设置3～5个，环形设置在同一水平面上。

所述利用冶金炉还原液态富铅渣生产粗铅的冶金炉的使用方法具体包括以下步骤：

(1）打开焦炭口，焦炭分批加入到鼓风口上方，打开鼓风口，鼓入富氧空气,控制富氧空气的风量、风压和富氧浓度；

(2）将含铅量为35～65%的液态富铅渣从热渣进料口连续加入还原室，控制鼓风口风量、风压、；继续加入焦炭，正常熔炼时，控制焦炭柱高度，并控制还原室鼓风口鼓入的风量、风压、富氧浓度；

(3)开启烧嘴对沉清分离室进行加热、保温，烧嘴给油量为80～160kg/h，控制炉内温度为1200～1350℃；

(4)当沉清分离室内的渣液面高度达1100～1400mm后，打开渣口，进行放渣；

(5)当沉清分离室内的铅液面高度达700～900mm后，打开虹吸口，进行放铅。

作为优选，在步骤（1）中，焦炭加入量为每批100～200kg。

作为优选，在步骤（1）中，控制富氧空气的风量为6000～10000m³/h，风压为0.5～1.0KPa，富氧浓度为20～25%。

作为优选，在步骤（2）中，液态富铅渣从热渣进料口连续加入还原室的加入速度为10～20t/h，并控制鼓风口风量为8000～12000m³/h，风压为1～2.5KPa 。

作为优选，在步骤（2）中，正常熔炼时，保持焦炭柱高度为1400～1600mm，并控制还原室鼓风口鼓入的风量为9000～15000m³/h，风压为1.2～2.5KPa，富氧浓度为21～25%。

本发明的有益效果：

本发明的还原室与沉清分离室分开，分别发挥不同的功能；在还原阶段强化液态富铅渣的还原，富铅渣经过还原熔炼之后，产出大量粗铅和炉渣，同时，充分利用液态富铅渣物理热；而沉清分离室使用烧嘴进行保温，粗铅和炉渣混合物在沉清分离室内得到沉清分离，有利于渣铅分离；本发明还具有操作简单，过程容易控制，可有效提高自动化程度的优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的俯视图。

图3为图1的剖视图。

图中，1-炉基、2-还原室、3-沉清分离室、4-熔渣口、5-烟气口、6-鼓风口、7-热渣进料口、8-焦炭口、9-烟道、10-放渣口、11-虹吸口、12-烧嘴、13-预留口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例和图1-2，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-2所示，所述的用于还原液态富铅渣生产粗铅的冶金炉包括冶金炉本体、烟气口5、鼓风口6、热渣进料口7、焦炭口8、烟道9、放渣口10、虹吸口11、烧嘴12、预留口13。

所述冶金炉本体包括炉基1、还原室2、沉清分离室3、熔渣口4，炉基1采用耐火材料砌筑，炉基1顶部设有还原室2，还原室2左侧的炉基1上设有沉清分离室3，还原室2底部设有熔渣口4，熔渣口4顶部套设有铜水套，起到支撑熔渣口4上方炉砖的作用，还原室2与沉清分离室3通过熔渣口4相连通。

所述还原室2呈圆柱筒，圆柱筒的内径为0.8～1.6m，高度为4～6m，所述沉清分离室3呈长方体，顶部为拱顶，（与附图所示结构不符）长方体的长为4.6～6.6m，宽为1.4～2.2m，拱顶高度为3.0～4.0m。

所述熔渣口4的高度为600～800mm，这个高度可保证还原室2中的熔渣连续稳定地进入沉清分离室3，不会造成熔渣口4的堵塞。

所述还原室2、沉清分离室3均采用耐火材料砌筑，沉清分离室3的炉床面积约为还原室2的炉床面积的3～5倍，更有利于渣铅分离，降低残渣中的含铅量，同时，确保二者的生产能力相匹配。

还原室2顶部安装有烟道9，烟道9采用水套制成，烟道9的纵截面为梯形，烟道9与外部收尘设备连接，沉清分离室3右侧顶部，熔渣口4的正上方设有烟气口5，沉清分离室3内产生的烟气通过烟气口5进入还原室2，并通过烟道9进入收尘设备进行收尘处理，这样可将两个烟道的烟气混合处理，减少投备投资及运营维护费用。还原室2中部设有鼓风口6，所述鼓风口6设置3～5个，环形设置在同一水平面上，鼓风口6到炉基1的距离为1500～1800mm，鼓风口6与水平面呈15度倾角，通过鼓风口6，向还原室2鼓入富氧空气，并可通过鼓风口6的鼓风量、风压控制还原室2内风焦比，确保还原气氛及热量的均衡，使还原反应顺利进行。

还原室2右侧顶部设有热渣进料口7，还原室2左侧顶部设有与热渣进料口7相对的焦炭口8，使用时，确保还原室2内焦炭还原柱高1.5m，柱体直径为0.8～1.6m，使得在生产过程中可以延长热渣还原时间，提高热利用率。沉清分离室3侧壁上设有放渣口10，并与熔渣口4相对，放渣口10距离炉基1高度为1100～1400mm，放渣口10下方的沉清分离室3侧壁上设有虹吸口11，所述的虹吸口11设在沉清分离室3侧壁上，位于放渣口10的下方，虹吸口11距离炉基1高度为700～900mm，有利于连续不断地排出粗铅和炉渣，连续作业。

沉清分离室3侧壁上设有烧嘴12，位于放渣口10正上方，烧嘴12到炉基1的距离为2400～2800mm，且烧嘴12与水平面呈15～30度倾角，通过烧嘴12向分离沉清室3内鼓入柴油和富氧空气，对沉清分离室3熔池进行加热保温，确保渣、铅顺利分离。沉清分离室3顶部均匀间隔设置有预留口13，有利于开炉建熔池以及处理生产故障，保证生产效率。

实施例1

所述利用冶金炉还原液态富铅渣生产粗铅的方法具体包括以下步骤：

（1）打开焦炭口8，分批加入焦炭到鼓风口6上方，每批加入100kg，打开鼓风口6，鼓入富氧空气,控制风量为6000m³/h，风压为0.5KPa，富氧浓度为23%；

（2）将含铅量为35～65%的液态富铅渣按10t/h的速率从热渣进料口7连续加入还原室2，控制鼓风口6风量为8000m³/h，风压为1KPa；继续加入焦炭，正常熔炼时，保持焦炭柱高度在1500mm左右，并控制还原室鼓风口6鼓入的风量为9000m³/h，风压为1.2KPa，富氧浓度为23%；

（3）开启烧嘴12对沉清分离室3进行加热、保温，控制烧嘴的给油量为80～160kg/h，控制炉内温度为1200～1300℃；

（4）当沉清分离室3内的渣液面高度达1100～1400mm后，打开渣口10，进行放渣；

（5）当沉清分离室3内的铅液面高度达700～900mm后，打开虹吸口11，进行放铅。

通过本实施例处理的热态富铅渣，通过渣口10放出的残渣中含铅量＜3%，虹吸口放出的粗铅中含铅量＞98.5%。

实施例2

所述利用冶金炉还原液态富铅渣生产粗铅的方法具体包括以下步骤：

（1）打开焦炭口8，分批加入焦炭到鼓风口6上方，每批150kg，打开鼓风口6，鼓入富氧空气,控制风量为8000m³/h，风压为0.8KPa，富氧浓度为25%；

（2）将含铅量为40～65%的液态富铅渣按15t/h从热渣进料口7连续加入还原室2，控制鼓风口6风量为10000m³/h，风压为1.5KPa；继续加入焦炭，正常熔炼时，保持焦炭柱高度1600mm左右，并控制还原室鼓风口6鼓入的风量为11000m³/h，风压为1.5KPa，富氧浓度为25%；

（3）开启烧嘴12对沉清分离室3进行加热、保温，控制烧嘴的给油量为100～140kg/h，控制炉内温度为1250～1300℃；

（4）当沉清分离室3内的渣液面高度达1200～1300mm后，打开渣口10，进行放渣；

（5）当沉清分离室3内的铅液面高度达700～800mm后，打开虹吸口11，进行放铅。

通过本实施例处理的热态富铅渣，通过渣口10放出的残渣中含铅量＜3.5%，虹吸口放出的粗铅中含铅量＞98.0%。

实施例3

所述利用冶金炉还原液态富铅渣生产粗铅的方法具体包括以下步骤：

（1）打开焦炭口8，分批加入焦炭到鼓风口6上方，每批200kg，打开鼓风口6，鼓入富氧空气,控制风量为10000m³/h，风压为0.9KPa，富氧浓度为21%；

（2）将含铅量为35～45%的热态富铅渣按20t/h从热渣进料口7连续加入还原室2，控制鼓风口6风量为12000m³/h，风压为2.5KPa；继续加入焦炭，正常熔炼时，保持焦炭柱高度1400mm左右，并控制还原室鼓风口6鼓入的风量为15000m³/h，风压为2.5KPa，富氧浓度为21%；

（3）开启烧嘴12对沉清分离室3进行加热、保温，控制烧嘴12的给油量为80～120kg/h，控制炉内温度为1200～1350℃；

（4）当沉清分离室3内的渣液面高度达1200～1400mm后，打开渣口10，进行放渣；

（5）当沉清分离室3内的铅液面高度达800～900mm后，打开虹吸口11，进行放铅。

通过本实施例处理的热态富铅渣，通过渣口10放出的渣中含铅量＜2.5%，虹吸口放出的粗铅中含铅量＞98.0%。

本发明的还原室与沉清分离室分开，分别发挥不同的功能；在还原阶段强化液态富铅渣的还原，富铅渣经过还原熔炼之后，产出大量粗铅和炉渣，同时，充分利用液态富铅渣物理热；而沉清分离室使用烧嘴进行保温，粗铅和炉渣混合物在沉清分离室内得到沉清分离，有利于渣铅分离；本发明还具有操作简单，过程容易控制，可有效提高自动化程度的优点。

最后，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。