专利名称：富铅渣鼓风炉冶炼技术的制作方法
技术领域：
本发明属于金属冶炼尤其是粗铅冶炼技术领域。
烧结块的鼓风炉冶炼技术是目前广泛采用的粗铅生产技术，全世界80％的铅产于此流程，其主要工艺步骤为铅精矿烧结焙烧，产出坚硬、疏松多孔的烧结块，烧结块采用鼓风炉还原熔炼生产粗铅。该工艺在烧结过程中产生大量低浓度二氧化硫，不能满足生产硫酸要求的浓度而直接排入大气，造成严重的环境污染。同时，烧结过程中大量返粉返回烧结，烧结效率低，工艺复杂。目前，应用于工业化生产的粗铅冶炼工艺主要有基夫塞特法、QSL法、卡尔多法和顶吹沉没熔炼技术四种，基夫塞特法的缺点是需要有复杂的备料系统来保证入炉物料的含水降到0.5～1％，同时还需要制氧系统提供氧气；QSL法的缺点是冶炼的氧化区和还原区集中于一台设备中，对熔炼过程控制精度要求高，达产达标周期长，所使用的喷枪寿命短；卡尔多法的缺点是冶炼中产生的烟气和粗铅都是间断排放，需要庞大的烟气储备系统和复杂的备料干燥系统，难以广泛推广；而顶吹沉没熔炼技术的还原熔炼炉炉寿太短，需要频繁修炉，导致耐火材料损耗高，作业效率低。
本发明的目的正是为了解决上述各种生产工艺中存在的问题而提供一种工艺方法简便、所需设备简单、对熔炼炉腐蚀性小并可熔炼处理各种富铅渣的粗铅冶炼技术。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的。
本富铅渣鼓风炉冶炼技术的工艺方法如下(1)、将致密块状富铅渣破碎到块度为100mm以下的富铅渣块，或铸成块度为15～200mm的富铅渣块，(2)、将物料依次按照焦炭、返渣、富铅渣块、熔剂的顺序分批加入到鼓风炉中，炉内物料的料柱高度控制在4～6.5m，加料前后的料面波动不大于0.5m。
所述的致密块状富铅渣的含铅量为18％～70％，含硫量低于2％；在铸渣过程中，对渣块进行喷水冲孔；在铸渣过程中，也可对渣块进行机械打孔；铸成的富铅渣块为长度100～200mm、宽度100～200mm、厚度20～50mm的片状渣块；冶炼时，鼓风炉内鼓风压力为15～25kPa，控制焦率8％～15％。
采用本发明的富铅渣冶炼技术，将致密块状富铅渣破碎到块度为100mm以下的富铅渣块，或铸成块度为15～200mm的富铅渣块，可提高渣块的孔隙度，增大渣块的比表面积，提高还原效率；按顺序向炉内加入物料以及按要求控制炉内料柱高度和加料前后的料面波动幅度，可使加入炉内的物料被自下而上预热并逐渐下移，温度也逐渐升高，风口区焦炭燃烧产生的高温还原性气流向上运动，通过料层将热传给炉料，并发生相互的化学反应。炉料下移时不断改变其物理及化学性质，炉料下移温度不断升高，还原气氛不断增强，除结晶水开始分解外，各种碳酸盐、硫酸盐也开始分解，易于还原的氧化物如PbO、CuO、Cu2O等也开始发生气固还原反应，高价氧化物如Fe2O3顺次还原生成Fe3O4或FeO，有硫化铅存在时，则与PbO和PbSO4作用形成Pb和SO2，并在炉料下移过程中完成上述冶金反应。由于温度和还原能力的递次升高，炉料在还原区内陆续熔化，熔体除了被CO还原外，也在炽热的焦炭面上被还原，造渣成分FeO、CaO、SiO2相互结合形成熔点最低的初渣，并逐渐吸收其他造渣成分形成正常的炉渣，最后熔体通过焦点区炽热的碳层发生液固反应，完成全部冶金反应，炉料通过炉内高温区(焦点区)完全熔化为熔体并得到过热，流入炉缸，熔体分层为粗铅和炉渣。
本技术所适用的致密块状富铅渣最好含铅量为18％～70％，含硫量低于2％；在铸渣过程中，可采用对渣块进行喷水冲孔或机械打孔的方法来增加渣块的比表面积；铸成的富铅渣块最好为长度100～200mm、宽度100～200mm、厚度20～50mm的片状渣块；冶炼时，鼓风炉内鼓风压力一般控制在15～25kPa，控制焦率8％～15％。
本发明的关键在于增大渣块的比表面积和在有限的比表面积条件下，控制渣块的熔化速度，保证熔化的富铅渣有充分的还原时间，达到较高的炉床能力，降低渣的含铅量。本技术只需对常规的鼓风炉进行改进后，实现富铅渣的还原熔炼，而不需要配置复杂的备料、干燥设备，还原过程在气—固、气—液、固—液的对流过程中完成，熔炼炉炉衬也不容易腐蚀和损坏，炉寿较长。
本发明与现有技术相比，有以下优点①、原料使用范围更大，除硫化铅精矿冶炼的富铅渣外，对于其他含铅物料所产生的富铅渣都可使用该工艺进行冶炼。②、可处理各种氧化熔炼工艺产出的富铅渣。③、除可以单独处理富铅渣外，还可配入其他的含硫量较低的含铅物料如氧化铅精矿、烧结块、铅渣等。本工艺克服了处理烧结块的鼓风炉工艺因烧结过程中产生的二氧化硫烟气不能制酸、直接排放引起环境污染的问题，可与其他高效粗铅氧化熔炼工艺配套，还克服了顶吹沉没熔炼还原熔炼炉炉寿短、耐火材料损耗大、频繁修炉的不足。
下面结合实施例进一步阐述本发明。
首先选用含铅量为25％左右、含硫量低于2％的致密富铅渣块，将其铸成15～100mm的渣块，在铸渣过程中，采用抓钉打孔的办法增加富铅渣块上的气孔，将粒度和质量达到冶炼要求的物料按焦炭、返渣、富铅渣块、熔剂的顺序分批加入鼓风炉中进行冶炼，冶炼过程中，控制料柱高度在4～6.5米，每次加料前后的料面波动不大于0.5米，以使炉料在炉中位置慢慢下移，有充分的时间进行还原反应，提高还原效率。熔炼时炉内的鼓风压力控制在15～25kPa，控制焦率8％～15％，炉渣的含铅量控制在3％以下。熔炼过程中，炉气和烟尘从炉顶排出，送收尘系统，熔体流入炉缸，分层为粗铅和炉渣。粗铅铸锭供后续电铅工艺冶炼，炉渣根据其它金属的价值，可采用烟化炉等设备将渣中的有价金属(Pb、Zn、Ge等)富集、回收提高伴生有价金属的综合回收利用率。
本发明的工艺技术简单易操作，冶炼设备简单，对炉子的腐蚀作用小，炉寿长，成本低，排放烟尘对环境污染小，适于冶炼各种氧化熔炼工艺产出的富铅渣。
权利要求
1.富铅渣鼓风炉冶炼技术，属于粗铅冶炼技术领域，其特征是，该冶炼技术的工艺方法如下(1)、将致密块状富铅渣破碎到块度为100mm以下的富铅渣块，或铸成块度为15～200mm的富铅渣块，(2)、将物料依次按照焦炭、返渣、富铅渣块、熔剂的顺序分批加入到鼓风炉中，炉内物料的料柱高度控制在4～6.5m，加料前后的料面波动不大于0.5m。
2.根据权利要求1所述的冶炼技术，其特征是，致密块状富铅渣的含铅量为18％～70％，含硫量低于2％。
3.根据权利要求1所述的冶炼技术，其特征是，在铸渣过程中，对渣块进行喷水冲孔。
4.根据权利要求1所述的冶炼技术，其特征是，在铸渣过程中，对渣块进行机械打孔。
5.根据权利要求1所述的冶炼技术，其特征在于，铸成的富铅渣块为长度100～200mm、宽度100～200mm、厚度20～50mm的片状渣块。
6.根据权利要求1所述的冶炼技术，其特征是，鼓风炉内鼓风压力为15～25kPa，控制焦率8％～15％。
全文摘要
富铅渣鼓风炉冶炼技术,属粗铅冶炼技术领域,是先将致密块状富铅渣破碎到块度为100mm以下的富铅渣块,或铸成块度为15～200mm的富铅渣块,然后将物料按焦炭、返渣、富铅渣块、溶剂的顺序分批加入到鼓风炉中,控制炉内料柱高度在4～6.5m,并使加料前后的料面波动不大于0.5m。本技术简单易操作,冶炼设备简单,炉寿长,成本低,对环境污染小,适于冶炼各种富铅渣。
文档编号C22B13/02GK1334349SQ01108468
公开日2002年2月6日 申请日期2001年5月24日 优先权日2001年5月24日
发明者董英, 王吉坤, 周廷熙, 马翔, 师吉星, 赵修明, 王旭明, 嵇晓沧, 陶学虎, 王永仁, 刘天明 申请人:云南冶金集团总公司