CN103757423A - 侧吹炉两段法处理含铅铜烟灰的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了侧吹炉两段法处理含铅铜烟灰的工艺，它包括以下步骤：（1）氧化熔炼，将铜烟灰经皮带运输机输送连续加入炉内，同时向炉内加入粒状煤，并经炉下部风口通过鼓风机向炉内送入富氧空气，炉内渣层温度控制在1300-1500℃反应2h；（2）还原熔炼，改变送风制度，先将炉内的氧化气氛调整为还原气氛，控制还原气氛1h；（3）放渣0.5h。本发明的有益效果是侧吹炉占地面积小，可采用高浓度富氧冶炼，冶炼强度高，可配套设置余热锅炉回收余热，综合能耗低；自动化程度高，可以根据加入煤量准确控制通风量，从而能够更有效的利用热能；采用无烟煤替代冶金焦炭，生产成本低；环保效果好，解决了鼓风炉低空污染严重的问题，工艺烟气量小，硫捕集率高。
Description
技术领域
本发明涉及熔炼工艺，尤其涉及侧吹炉两段法处理含铅铜烟灰的工艺。
背景技术
目前，铜冶炼厂转炉、奥炉产生的烟灰，作为一种固体废物，必须进行开路处理，否则不仅影响生产的正常进行，还会造成严重的环境影响。这类烟灰中含有Pb、Zn、Cu等多种有价元素，现在国内存在众多的处理这类含铅铜杂料的中小企业，这些企业根据物料的成分首先采取了一定的预处理后，几乎全部都采用鼓风炉作为主体的熔炼工艺设备进行处理。
鼓风炉工艺作为传统工艺，处理炼铜烟灰时存在以下缺点：（1）燃料及还原剂为高价值的冶金焦炭，焦率高，因此，综合能耗高；（2）机械化自动化程度低、劳动强度大；（3）渣中金属量损失较大，金属回收率低；（4）环保效果差，漏风率高，含低浓度二氧化硫尾气污染较重；烟尘率高，易造成三次污染；（5）冶金强度较差，不适合于当前逐步发展的富氧空气冶炼。
由于鼓风炉工艺的自身缺点，在铜冶炼行业已经完全淘汰。而在铅冶炼行业，根据《铅锌行业准入条件（2011）》“禁止新建烧结机—鼓风炉炼铅企业”，“禁止利用直接燃煤的反射炉、鼓风炉建设再生铅、再生锌项目。”目前，国内有炼铅大省也明确规定禁止使用鼓风炉炼铅工艺。鼓风炉炼铅工艺正面临着逐渐被淘汰的趋势。
发明内容
本发明要解决的技术问题是用鼓风炉处理铜烟灰存在诸多缺点，为此提供一种侧吹炉两段法处理含铅铜烟灰的工艺。
本发明的技术方案是：侧吹炉两段法处理含铅铜烟灰的工艺，它包括以下步骤：（1）、氧化熔炼，将铜烟灰经皮带运输机输送连续加入炉内，同时向炉内加入粒状煤，并经炉下部风口通过鼓风机向炉内送入富氧空气，炉内温度控制在1300-1500℃反应2h；（2）、还原熔炼，改变送风制度，先将炉内的氧化气氛调整为还原气氛，控制还原气氛1h；（3）放渣0.5h。
上述方案中所述鼓风机的鼓风功率40-100kw/m3。
本发明的有益效果是侧吹炉结构简单，占地面积小，可采用高浓度富氧冶炼，冶炼强度高，可配套设置余热锅炉回收余热，综合能耗低；自动化程度高，可以根据加入煤量准确控制通风量，从而能够更有效的利用热能；采用无烟煤替代冶金焦炭，生产成本低；环保效果好，解决了鼓风炉低空污染严重的问题，工艺烟气量小，硫捕集率高。
具体实施方式
实施例1：（1）、氧化熔炼，将铜烟灰经皮带运输机输送连续加入炉内，同时向炉内加入粒状煤，并经炉下部风口通过鼓风机向炉内送入富氧空气，鼓风功率40kw/m3，炉内温度控制在1300℃反应2h；控制炉内气氛，使铜以冰铜，铅（少部分）以粗铅的形式在炉内分离，反应化学式如下：2PbSO4=2PbO+2SO2+O2（主要反应）， PbO + CO=Pb+CO2（次要反应）；从各自的出口排出炉外，贵金属则富集在冰铜和粗铅中。（2）、还原熔炼，改变送风制度，先将炉内的氧化气氛调整为还原气氛，指单台炉子作业，如果是两台炉子则在另一炉内完成，即碳的燃烧为不完全燃烧，其中的一部分燃烧产生高温，为炉提供热量，而另一部分则产生一氧化碳，用于铅的还原，产出二次粗铅，主要反应化学式为：PbO + CO=Pb+CO2，如渣中锌含量较高，也可做深度还原，使锌挥发，得到品位次的氧化锌尘，由挥发的锌蒸汽与氧气反应得来，控制还原气氛1h；（3）放渣0.5h。
实施例2：（1）、氧化熔炼，将铜烟灰经皮带运输机输送连续加入炉内，同时向炉内加入粒状煤，并经炉下部风口通过鼓风机向炉内送入富氧空气，鼓风功率100kw/m3，炉内温度控制在1500℃反应2h；（2）、还原熔炼，改变送风制度，先将炉内的氧化气氛调整为还原气氛，控制还原气氛1h；（3）放渣0.5h。
氧化熔炼的主要目的是使铅炉料熔化并使硫酸铅分解得到冰铜和部分粗铅及保留在熔融渣中的氧化铅，同时产出高二氧化硫浓度的烟气，经余热锅炉回收余热、电收尘除尘后、采用二转二吸标准制酸法，制取浓硫酸，使二氧化硫得到综合回收利用。
还原熔炼的主要目的是将熔融渣中的氧化铅还原成金属铅，并与炉渣分离，得到粗铅，同时产出炉渣（含铅量可达1.0%以下，且不溶于水），另产出的烟气中，二氧化硫的含量较低，烟气经布袋收尘后，采用双碱法尾气治理及可达标排放。
侧吹炉的作业制度，采用2+1+0.5小时周期性作业,即加料氧化熔炼2小时,还原熔炼1小时，放渣0.5小时
主要技术经济指标如下：
| Pb总收率 | 89.26 | % |
| Au总收率 | 98.96 | % |
| Ag总收率 | 93.74 | % |
| Cu总收率 | 95.81 | % |
| 总煤率(对炉料) | 17.24 | % |
| 总熔剂率(对炉料) | 17.45 | % |
| 氧气消耗：氧化段耗 | 3729.8 | m3/h |
| 还原段耗 | 822.6 | m3/h |
从侧吹炉两侧鼓入熔融渣层的富氧空气或工业氧保证了熔体的强烈鼓泡搅拌，鼓风机鼓风功率40-100kw/m3，在此种情况下，液、固、气反应极快，而且在饱和度不大的条件下，新相生成并加速生长，靠团聚（碰撞）作用使炉渣中的金属长大至0.5-5mm的液滴，能迅速地下沉与炉渣分层，因此与其它冶金炉相比，无须设置大面积的沉淀区域。因而，炉子床能力高（最高可达 100t/(m2.d）），还原效果和渣铅分离比其他方法好，占地小适宜于改造工程，可以使用也可以不用天然气等气体燃料。
根据厂家生产需要，可用一台炉或两台炉串联，可实现铅泥的间断还原或连续还原。可控制还原深度，实现金属铅在渣中达到1%以下。
固定在侧墙上的水冷风口、结构简单、造价低廉，开风、停风快捷方便，工作时无需更换风口，风口寿命长达数年。同时风口可配置天然气或煤气燃烧装备，可实现用天然气、煤气加热或辅助还原。
侧吹炉的炉身由铜质水套围成矩形，靠铜水套工作面上形成的冷凝炉渣层来抵御炉渣的冲刷和腐蚀，其使用寿命在5年以上。尽管铜水套比用耐火砖衬里的热损量大，但冶炼单位能耗仍可维持在较低的水平。因为高床能力和高氧鼓风使得烟气体积大大减少，烟气带走的热量大大降低。侧吹炉的鼓风工作压力较低，0.08-0.1MPa，风口无需氮气保护，这使得有可能降低工业氧纯度要求和氧气的输送压力。
氧气侧吹炉的炉子由3层铜质冷却水套和一层钢制水套内衬耐火材料围成，横截面呈矩形。自下而上，可把炉子分为炉缸、炉身、炉顶三部分。
炉身又分为熔池区和再燃烧区，其两侧装有熔池风口和再燃烧风口，再燃烧风口是指位于烟道口附近的二次风口，作用是通往空气，将部分未完全燃烧的单质硫进行二次补充燃烧。炉一端为加料室，另一端为渣虹吸井和虹吸放铅口。放渣口高于下风口以便形成熔池，换言之，熔池的深度可由渣口高度调整。
炉缸用镁铬砖砌于钢板焊接而成的钢槽内，炉底呈倒拱形，炉缸上沿铺水平钢板支承炉身下层水套。炉缸的作用是使渣铅分层，并通过虹吸道分别排出。
熔池区水平方向包括风口区（熔炼室）和加料室，二者之间有65×65㎜水冷方型铜管叠砌而成的隔墙，隔墙上、下均有通道。工业氧气（或富气空气）从安装在下层水套的风口鼓入熔池，使熔体鼓泡、膨胀，从上通道进入加料室，并裹带加入的炉料经下通道返回风口区进行熔炼反应。
再燃烧区为内砌镁铬砖的钢水套（上层水套）围成，两侧壁各装有再燃烧风口。炉气中的Pb、PbS、S、CO等物质的氧化反应在此区域进行。
炉顶有加料室炉顶和熔炼室炉顶，均为钢质水套内衬耐火涂层。加料室炉顶设主加料口,熔炼室炉顶设有辅加料口和排烟口。
上面结合实施例对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.侧吹炉两段法处理含铅铜烟灰的工艺，其特征是它包括以下步骤：（1）、氧化熔炼，将铜烟灰经皮带运输机输送连续加入炉内，同时向炉内加入粒状煤，并经炉下部风口通过鼓风机向炉内送入富氧空气，炉内的渣层温度控制在1300-1500℃反应2h；（2）、还原熔炼，改变送风制度，先将炉内的氧化气氛调整为还原气氛，控制还原气氛1h；（3）放渣0.5h。
2.如权利要求1所述的侧吹炉两段法处理含铅铜烟灰的工艺，其特征是所述鼓风机的鼓风功率40-100kw/m3。
Priority Applications (1)
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| CN201410038592.6A CN103757423B (zh) | 2014-01-27 | 2014-01-27 | 侧吹炉两段法处理含铅铜烟灰的工艺 |
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| CN201410038592.6A CN103757423B (zh) | 2014-01-27 | 2014-01-27 | 侧吹炉两段法处理含铅铜烟灰的工艺 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN111893310A (zh) * | 2020-09-08 | 2020-11-06 | 新乡市中联富氧侧吹技术开发有限公司 | 一种固体危废无害化资源化的处理方法 |
| CN114525410A (zh) * | 2022-02-18 | 2022-05-24 | 林西县富强金属有限公司 | 一种从金属冶炼的烟灰中回收低品位有价金属的工艺 |
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2014
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