專利名稱：鉛鋅一體化冶煉爐和及其回收鉛和鋅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有色金屬冶金領(lǐng)域，尤其是涉及直接回收鉛、鋅的一體式鉛鋅一體化 冶煉爐及其方法。
背景技術(shù)：
在鉛冶煉的過程中，由于爐渣中含有氧化鉛和氧化鋅，不僅會(huì)造成對環(huán)境的污染， 也會(huì)造成貴重金屬的浪費(fèi)，因此有必要對其進(jìn)行回收。在現(xiàn)有的回收方法中，通常是首先將熔融爐渣冷卻成鑄塊。接著，在以焦炭為燃料 的鼓風(fēng)爐中對該鑄塊進(jìn)行還原熔煉，以首先進(jìn)行鉛的回收。然后，再將脫鉛后的低鉛渣送噴 吹粉煤的煙化爐中，以進(jìn)一步地進(jìn)行還原熔煉，從而回收其中的鋅。目前，世界上主要的鉛冶煉方法及裝置有澳大利亞的ISA/AUSMELT、德國的氧氣底 吹法(QSL)法、俄羅斯的“基夫賽特法”(Kivcet method)、中國的氧氣底吹法和旋渦柱閃速 熔煉法等。在這些鉛冶煉方法中，均為首先產(chǎn)出高鉛爐渣，然后再通過還原熔煉來分別進(jìn)行 鉛和鋅的回收，其中鋅的回收均為在單獨(dú)的煙化爐中進(jìn)行。但是，鋅在單獨(dú)的煙化爐中回收的缺點(diǎn)在于，流程長、能耗高、投資大，特別是因?yàn)?整個(gè)工藝流程在不同的設(shè)備之間進(jìn)行，由此導(dǎo)致過程不連續(xù)，容易導(dǎo)致SO2和鉛蒸氣的泄漏 污染及高溫熔體轉(zhuǎn)運(yùn)過程中所導(dǎo)致的安全事故。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，需要提供一種鉛鋅一體化冶煉爐，通過控制所述鉛鋅一體化冶煉爐的 還原氣氛，可以在該鉛鋅一體化冶煉爐中同時(shí)回收鉛和鋅，從而避免分別在煙化爐和鉛鋅 一體化冶煉爐中分別進(jìn)行回收。進(jìn)一步地，本發(fā)明需要提供一種鉛鋅一體化冶煉爐回收鉛和鋅的方法，所述方法 可以在單個(gè)爐體中完成對鉛和鋅的回收，減少工藝流程，降低生產(chǎn)成本。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種鉛鋅一體化冶煉爐，包括反應(yīng)塔；沉淀池，所 述沉淀池一體地設(shè)置在反應(yīng)塔的下部，容納從反應(yīng)塔中反應(yīng)后落下的熔體，所述熔體在沉 淀池中被分成渣層和鉛層；至少一個(gè)還原池，所述還原池與沉淀池相鄰設(shè)置并通過分隔件 隔開，所述還原池與所述沉淀池底部流體連通；與所述還原池對應(yīng)的至少一個(gè)還原劑供給 單元，所述還原劑供給單元設(shè)置在所述還原池的爐體上，以在所述還原池的溫度被保持在 預(yù)定的溫度范圍內(nèi)時(shí)，向所述還原區(qū)內(nèi)供給還原劑，所述還原劑的供給量使得還原池內(nèi)的 渣層中的鉛和鋅被還原劑還原成金屬鉛和鋅，所述被還原的鉛進(jìn)入鉛層，所述被還原的鋅 揮發(fā)至煙道內(nèi)，并與其中的煙氣混合以得到含鋅煙氣；以及煙道，所述煙道與所述反應(yīng)塔、沉淀池和還原池一體形成并流體連通，用于排出反應(yīng)塔中所產(chǎn)生的煙氣。在本發(fā)明的上述方案中，通過在冶煉爐中設(shè)置至少一個(gè)還原池，并通過控制所述 還原池的還原氛圍，從而使得可以在還原池中一次完成鉛和鋅的回收，從而減少了工藝步 驟，同時(shí)減少分離工藝所導(dǎo)致的二氧化硫的泄漏，此外由于不需要單獨(dú)的煙化爐，從而極大地降低了成本。此外，由于將鉛、鋅的回收和鉛精礦的冶煉在一體化的冶煉爐中進(jìn)行，從而 達(dá)到了節(jié)能、清潔和安全的目的，同時(shí)投資成本被降低。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述還原劑供給單元被形成為設(shè)置在還原池側(cè)壁上的 風(fēng)眼，還原劑通過所述風(fēng)眼被供給至還原池內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述還原劑供給單元為設(shè)置在還原池頂部的頂吹噴槍，以將所述還原劑噴入所述渣層中。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，鉛鋅一體化冶煉爐進(jìn)一步包括溫度保持單元，所述溫度保持單元設(shè)置在所述還原池的爐體上，以將所述還原池保持在預(yù)定的溫度范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述預(yù)定的溫度范圍為1100度-1300度。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述還原劑為粉煤、天然氣、液化石油氣、氨和乙炔中的至少一種。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述還原池通過在所述沉淀池內(nèi)設(shè)置至少一個(gè)分隔件而形成，所述分隔件被構(gòu)造成使得還原池和沉淀池底部彼此流體連通。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述沉淀池內(nèi)設(shè)置有第一分隔件和第二分隔件，以形 成底部連通的沉淀池、第一還原池和第二還原池，所述第一還原池上設(shè)置有第一還原劑供 給單元；所述第二還原池上設(shè)置有第二還原劑供給單元，所述第一還原池用于還原渣層中 的鉛，所述第二還原池用于還原渣層中的鋅。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述分隔件形成為由耐火磚形成的隔墻，所述隔墻的 上部和下部分別設(shè)置有第一開口和第二開口，所述第一開口使得煙道、沉淀池的頂部和至 少一個(gè)沉淀池的頂部氣體連通，所述第二開口使得沉淀池和至少一個(gè)還原池底部流體連根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述反應(yīng)塔被構(gòu)造成適于在其中進(jìn)行閃速熔煉。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述沉淀池的一側(cè)設(shè)置有第一金屬排放口，用于通過 其排放所生成的鉛；位于所述鉛鋅一體化冶煉爐的另外一側(cè)的還原池形成有第二金屬排放 口 ；以及用于排放爐渣的爐渣排放口，所述爐渣排放口的設(shè)定高度高于所述金屬排放口的
設(shè)定高度。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述第一還原池中的還原劑的供給量不少于將渣層中 的氧化鉛還原為金屬鉛的還原劑量，所述第二還原池中的還原劑的供給量不少于將渣層中 的氧化鋅還原為金屬鋅的還原劑量。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種鉛鋅一體化冶煉爐回收鉛和鋅的方法，所述 鉛鋅一體化冶煉爐包括一體形成的反應(yīng)塔、設(shè)置在所述反應(yīng)塔下的沉淀池以及煙道，所述 沉淀池被分隔成熔煉區(qū)和浸沒吹煉還原區(qū)，所述熔煉區(qū)和浸沒吹煉還原區(qū)彼此連通，所述 方法包括如下步驟(1)將鉛精礦在反應(yīng)塔內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，且反應(yīng)產(chǎn)生的熔體在沉淀池中分 成渣層和鉛層；(2)在將浸沒吹煉還原區(qū)的溫度保持在1100度-1300度的情況下，向浸沒 吹煉還原區(qū)內(nèi)供給還原劑，所述還原劑的供給量使得所述浸沒吹煉還原區(qū)內(nèi)的鉛和鋅被直 接還原，所述鋅揮發(fā)至煙道內(nèi)，并與其中的煙氣混合以得到含鋅煙氣；以及(3)通過沉淀池 的鉛層回收鉛，同時(shí)通過煙道排放的所述步驟(2)中所得到的含鋅煙氣以回收鋅。根據(jù)本發(fā)明的上述方法，通過在鉛鋅一體化冶煉爐中控制還原氣氛，并在還原池 中實(shí)現(xiàn)氧化鉛被還原生成金屬鉛進(jìn)入液相，氧化鋅被還原生成金屬鋅，并揮發(fā)進(jìn)入氣相，從而達(dá)到一次回收鉛、鋅，達(dá)到了節(jié)能的目的，避免了環(huán)境污染、提高了生產(chǎn)的安全并減少了 建設(shè)投資。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述浸沒吹煉還原區(qū)的溫度被保持在1200度-1300度。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述還原劑為粉煤、天然氣、液化石油氣、氨和乙炔中 的至少一種。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對實(shí)施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的鉛鋅一體化冶煉爐的示意圖；圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的鉛鋅一體化冶煉爐的示意圖；圖3顯示了沿著圖1中B-B的剖視圖；以及圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的鉛鋅一體化冶煉爐回收鉛和鋅的方法的 流程圖。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。下面將參照附圖來說明根據(jù)本發(fā)明的鉛鋅一體化冶煉爐及其方法。第一實(shí)施例圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的鉛鋅一體化冶煉爐100的示意圖。如圖1 中所示，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該鉛鋅一體化冶煉爐100包括反應(yīng)塔1 ；沉淀池2，所 述沉淀池2 —體地設(shè)置在反應(yīng)塔1的下部，容納從反應(yīng)塔1中反應(yīng)后落下的熔體，所述熔 體在沉淀池2中被分成渣層21和鉛層22 ；還原池3，所述還原池3與沉淀池2相鄰設(shè)置并 通過分隔件4隔開，所述還原池3與所述沉淀池2底部流體連通；與所述還原池3對應(yīng)的 還原劑供給單元5，所述還原劑供給單元5設(shè)置在所述還原池3的爐體上，以在所述還原池3的溫度被保持在預(yù)定的溫度范圍內(nèi)時(shí)，向所述還原池3內(nèi)供給還原劑，所述還原劑的供給 量使得還原池3內(nèi)的渣層中的鉛和鋅被還原劑還原成金屬鉛和鋅，所述被還原的鉛進(jìn)入鉛 層，所述被還原的鋅揮發(fā)至煙道內(nèi)，并與其中的煙氣混合以得到含鋅煙氣；以及煙道6，所 述煙道6與所述反應(yīng)塔1、沉淀池2和還原池3 —體形成并流體連通，用于排出反應(yīng)塔中所 產(chǎn)生的煙氣，其中被還原的鋅在還原池3內(nèi)被蒸發(fā)，并通過煙道6排出。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述反應(yīng)塔1被構(gòu)造成適于在其中進(jìn)行閃速熔煉。但 是需要說明的是，本發(fā)明不限于此，所述反應(yīng)塔1可以被構(gòu)造成采用其他的熔煉方式，由此 下述的閃速熔煉僅限于說明的目的，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。在本發(fā)明的上述方案中，通過在冶煉爐中設(shè)置至少一個(gè)還原池3，并通過控制所述還原池3的還原氣氛，即還原池3內(nèi)的溫度和還原劑水平，從而使得可以在還原池3中一次 完成鉛和鋅的回收，從而減少了工藝步驟，同時(shí)減少分離工藝所導(dǎo)致的二氧化硫的泄漏，此 外由于不需要單獨(dú)的煙化爐，從而極大地降低了成本。此外，由于將鉛、鋅的回收和鉛精礦 的冶煉在一體化的冶煉爐中進(jìn)行，從而達(dá)到了節(jié)能、清潔和安全的目的，同時(shí)投資成本被降 低。
如圖1中所示，所述還原劑供給單元被形成為設(shè)置在還原池3側(cè)壁上的風(fēng)眼5，還 原劑通過所述風(fēng)眼5被供給至還原池3內(nèi)。所述還原劑可以為粉煤、天然氣、液化石油氣、 氨和乙炔中的至少一種。由于粉煤的商業(yè)可獲取性以及便宜的成本，在本發(fā)明中優(yōu)選使用 粉煤?？蛇x地，所述還原劑供給單元可以為設(shè)置在還原池3頂部的頂吹噴槍(未示出)， 以將例如粉煤的還原劑噴入還原池3的所述渣層51中?？蛇x地，所述還原劑供給單元也可 以設(shè)置成位于還原池3的底部的底吹噴嘴(未示出)，以將例如粉煤的還原劑噴入還原池3 的所述渣層51中。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述鉛鋅一體化冶煉爐100進(jìn)一步包括溫度保持單 元7，如圖3中所示，所述溫度保持單元7設(shè)置在所述還原池3的爐體頂部上，以將所述還 原池3保持在預(yù)定的溫度范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述預(yù)定的溫度范圍為1100 度-1300度。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述預(yù)定的溫度范圍為1200度-1300度。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述還原池3可以被單獨(dú)提供且與所述沉淀池2相鄰 設(shè)置。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述還原池3通過在所述沉淀池2內(nèi)設(shè)置分隔件4而形 成，所述分隔件4被構(gòu)造成使得還原池3和沉淀池2底部彼此流體連通。圖1中顯示了具 有一個(gè)分隔件4。圖3顯示了沿著圖1中B-B的剖視圖。如圖3中所示，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè) 實(shí)施例，所述分隔件4形成為由耐火磚形成的隔墻，所述隔墻的上部和下部分別設(shè)置有第 一開口 41和第二開口 42，所述第一開口使得煙道6、沉淀池2的頂部和還原池3的頂部氣 體連通，從而使得在整個(gè)鉛鋅一體化冶煉爐100中冶煉鉛精礦的過程中，可以將所產(chǎn)生的 氣體順利傳輸?shù)酵獠?，所述第二開口使得沉淀池2和還原池3底部流體連通，從而可以將反 應(yīng)塔1中反應(yīng)所產(chǎn)生的渣層21和鉛層22傳送到還原池3內(nèi)，并沉淀以形成渣層51和鉛層 52。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述沉淀池2的一側(cè)設(shè)置有第一金屬排放口 23，用于 通過其排放所生成的鉛；位于所述鉛鋅一體化冶煉爐100的另外一側(cè)的還原池3形成有第 二金屬排放口 54 ；以及用于排放爐渣的爐渣排放口 53，所述爐渣排放口 53的設(shè)定高度高于 所述第二金屬排放口 54的設(shè)定高度，這是因?yàn)樵鼘?1的密度小于鉛層52的密度。在工作時(shí)，通過將鉛精礦從反應(yīng)塔1的頂部加入到該鉛鋅一體化冶煉爐100內(nèi)以 進(jìn)行閃速熔煉，反應(yīng)后的熔體落入沉淀池2中，并流入到還原池3中，通過設(shè)置在所述還原 池的爐體上的溫度保持單元(例如燃油噴嘴)而將還原池3內(nèi)的溫度保持在1100度至1300 度的范圍內(nèi)，此時(shí)通過向風(fēng)眼5中送入粉煤或者其他還原劑，該還原劑的量控制成讓渣層 51中的氧化鉛和氧化鋅被還原成金屬鉛和鋅。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述溫度可以保 持在1200度至1300度的范圍之內(nèi)。被還原的鉛熔入到鉛層52中，而鋅被揮發(fā)成氣相，進(jìn) 入煙道6中的煙氣內(nèi)(如圖1中的實(shí)線箭頭所示)，并進(jìn)行后續(xù)的回收。可選地，所述還原 劑也可以采用頂吹噴嘴或者底吹噴嘴送入到還原池3中。
經(jīng)過還原之后的渣層51通過爐渣排放口 53被直接排放。在該實(shí)施例中，需要說 明的是，所述渣層51中的氧化鉛和氧化鋅被同時(shí)還原成金屬鉛和金屬鋅，這是通過供給還 原劑的量來保證，所述還原劑的供給量不少于將渣層中的氧化鉛還原成金屬鉛以及將渣層 中的氧化鋅還原成金屬鋅所需的還原劑的量。第二實(shí)施例圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的鉛鋅一體化冶煉爐200的示意圖。該 鉛鋅一體化冶煉爐200包括反應(yīng)塔1 ；沉淀池2，所述沉淀池2 —體地設(shè)置在反應(yīng)塔1的 下部，容納從反應(yīng)塔1中反應(yīng)后落下的熔體，所述熔體在沉淀池2中被分成渣層21和鉛層 22 ；還原池31、32，所述還原池31、32與沉淀池2相鄰設(shè)置并通過分隔件41、42隔開，所述 還原池31、32與所述沉淀池2的底部流體連通；與所述還原池31、32對應(yīng)的還原劑供給單 元401、402，所述還原劑供給單元401、402分別設(shè)置在所述還原池31、32的爐體上，以在所 述還原池31、32的溫度被保持在預(yù)定的溫度范圍內(nèi)時(shí)，向所述還原池31、32內(nèi)供給還原劑， 所述還原劑的供給量使得還原池31、32內(nèi)的渣層中的鉛和鋅被還原劑還原成金屬鉛和鋅， 所述被還原的鉛進(jìn)入鉛層，所述被還原的鋅揮發(fā)至煙道內(nèi)，并與其中的煙氣混合以得到含 鋅煙氣；以及煙道6，所述煙道6與所述反應(yīng)塔1、沉淀池2和還原池31、32 —體形成并流體 連通，用于排出反應(yīng)塔1中所產(chǎn)生的煙氣，其中被還原的鋅在還原池32內(nèi)被蒸發(fā)，并通過煙 道6排出。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述反應(yīng)塔1被構(gòu)造成適于在其中進(jìn)行閃速熔煉。但 是需要說明的是，本發(fā)明不限于此，所述反應(yīng)塔1可以被構(gòu)造成采用其他的熔煉方式，由此 下述的閃速熔煉僅限于說明的目的，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。在本發(fā)明的上述 方案中，通過在冶煉爐中設(shè)置還原池31、32，并通過分別控制所述還原池31、32的還原氛 圍，從而使得可以在鉛鋅一體化冶煉爐200中一次完成鉛和鋅的回收，從而減少了工藝步 驟，同時(shí)減少分離工藝所導(dǎo)致的二氧化硫的泄漏，此外由于不需要單獨(dú)的煙化爐，從而極大 地降低了成本。此外，由于將鉛、鋅的回收和鉛精礦的冶煉在一體化的冶煉爐中進(jìn)行，從而 達(dá)到了節(jié)能、清潔和安全的目的，同時(shí)投資成本被降低。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述還原池31、32可以單獨(dú)提供并與沉淀池2相鄰設(shè) 置。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述沉淀池2內(nèi)設(shè)置有第一分隔件41和第二分隔件42，以 形成底部連通的沉淀池2、第一還原池31和第二還原池32，從而所述第一還原池31、第二還 原池32以及沉淀池2 —體形成。所述第一還原池31上可以設(shè)置有第一還原劑供給單元； 所述第二還原池32上可以設(shè)置有第二還原劑供給單元，所述第一還原池31可以用于還原 渣層中的鉛，所述第二還原池32可以用于還原渣層中的鋅。具體而言，如圖2中所示，所述第一、第二還原劑供給單元可以被形成為設(shè)置在還 原池31、32側(cè)壁上的風(fēng)眼401、402，還原劑通過所述風(fēng)眼401、402被供給至還原池31、32 內(nèi)。所述還原劑可以為粉煤、氫氣、天然氣中的至少一種。由于粉煤的商業(yè)可獲取性以及便 宜的成本，在本發(fā)明中優(yōu)選使用粉煤?？蛇x地，所述還原劑供給單元也可以設(shè)置成位于還原池3的底部的底吹噴嘴(未示出)，以將例如粉煤的還原劑分別噴入第一、第二還原池31、32的所述渣層311、51中，以 進(jìn)行還原反應(yīng)?？蛇x地，所述還原劑供給單元可以為設(shè)置在還原池3頂部的頂吹噴槍(未 示出)，以將例如粉煤的還原劑噴入第一、第二還原池31、32的所述渣層311、51中，以進(jìn)行還原反應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述鉛鋅一體化冶煉爐200進(jìn)一步包括溫度保持單 元，如圖3中所示，所述溫度保持單元分別設(shè)置在所述還原池31、32的爐體頂部上，以將所 述還原池3保持在預(yù)定的溫度范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述預(yù)定的溫度范圍為 1100度-1300度。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述預(yù)定的溫度范圍為1200度-1300度。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述沉淀池2的一側(cè)設(shè)置有第一金屬排放口 23，用于 通過其排放所生成的鉛；位于所述鉛鋅一體化冶煉爐200的另外一側(cè)的還原池32形成有第 二金屬排放口 54 ；以及用于排放爐渣的爐渣排放口 53，所述爐渣排放口 53的設(shè)定高度高于 所述第二金屬排放口 54的設(shè)定高度，這是因?yàn)樵鼘?1的密度小于鉛層52的密度。在工作時(shí)，通過將鉛精礦從反應(yīng)塔1的頂部加入到該鉛鋅一體化冶煉爐200內(nèi)以 進(jìn)行閃速熔煉，反應(yīng)后的熔體落入沉淀池2中，并分別流入到還原池31、32中，通過設(shè)置在 所述還原池31、32的爐體上的溫度保持單元(例如燃油噴嘴)而將還原池31、32內(nèi)的溫度 保持在1100度至1300度的范圍內(nèi)，此時(shí)通過向風(fēng)眼401、402中送入粉煤或者其他還原劑。 此處，可以供給例如粉煤的還原劑至還原池31中的渣層311，該還原劑的供給量 以及還原池31內(nèi)的溫度只需保證使得渣層311中的鉛被首先還原。接著被還原之后的渣層流入到還原池32中之后，通過風(fēng)眼402供給例如粉煤的還 原劑，該還原劑的供給量控制成讓渣層中的鋅被還原，且所述還原池32內(nèi)的溫度控制成使 得還原后的金屬鋅被揮發(fā)成氣相以通過煙道進(jìn)行后續(xù)回收。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所 述溫度可以為1200度-1300度?？蛇x地，在還原池31、323中可以分別通過風(fēng)眼401、402而供給的還原劑的供給量 能夠?qū)⒃鼘?11、51中的氧化鉛和氧化鋅均被還原成金屬鉛和鋅。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施 例，所述溫度可以保持在1200度至1300度的范圍之內(nèi)。被還原的鉛熔入到鉛層52中，而 鋅被揮發(fā)成氣相，進(jìn)入煙道6中的煙氣內(nèi)(如圖2中的實(shí)線箭頭所示)，并進(jìn)行后續(xù)的回收。 可選地，所述還原劑也可以采用頂吹噴嘴或者底吹噴嘴送入到還原池31、32中。還原池32中經(jīng)過還原之后的渣層51通過爐渣排放口 53被直接排放。下面將描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的鉛鋅一體化冶煉爐回收鉛和鋅的方法。圖 4顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的鉛鋅一體化冶煉爐回收鉛和鋅的方法的流程圖。所述 鉛鋅一體化冶煉爐100如上所述，可以包括一體形成的反應(yīng)塔1、設(shè)置在所述反應(yīng)塔1下的 沉淀池2以及煙道6。所述沉淀池2被分隔成熔煉區(qū)和浸沒吹煉還原區(qū)(分別對應(yīng)于上述 方案中的沉淀池和還原池)，所述熔煉區(qū)和浸沒吹煉還原區(qū)彼此連通，所述方法包括如下步 驟(1)將鉛精礦在反應(yīng)塔內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，且反應(yīng)產(chǎn)生的熔體在沉淀池2中分成渣層和 鉛層；(步驟S100)(2)在將浸沒吹煉還原區(qū)的溫度保持在1100度-1300度的情況下，向浸沒吹煉 還原區(qū)內(nèi)供給還原劑，所述還原劑的供給量使得所述浸沒吹煉還原區(qū)內(nèi)的鉛和鋅被直接還 原，所述鋅揮發(fā)至煙道內(nèi)，并與其中的煙氣混合以得到含鋅煙氣(步驟S200)；以及(3)通過沉淀池2的鉛層回收鉛，同時(shí)通過煙道排放的所述步驟(S200)中所得到 的含鋅煙氣以回收鋅(步驟S 300)。根據(jù)本發(fā)明的上述方法，通過在鉛鋅一體化冶煉爐100中控制還原氣氛，并在還原池3中實(shí)現(xiàn)氧化鉛被還原生成金屬鉛進(jìn)入液相，氧化鋅被還原生成金屬鋅，并揮發(fā)進(jìn)入 氣相，從而達(dá)到一次回收鉛、鋅，達(dá)到了節(jié)能的目的，避免了環(huán)境污染、提高了生產(chǎn)的安全并 減少了建設(shè)投資。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述浸沒吹煉還原區(qū)的溫度被保持在1200度-1300 度。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述還原劑為粉煤、天然氣、液化石油氣、氨和乙炔中的至少一種。本發(fā)明的上述方法的優(yōu)點(diǎn)在于，通過提供一種鉛鋅一體化冶煉爐渣直接回收鉛和 鋅的方法，實(shí)現(xiàn)短流程和連續(xù)化，并在一體化的密閉裝置中完成，從而節(jié)能、清潔生產(chǎn)、安全 生產(chǎn)，同時(shí)投資低。實(shí)例 下面以中國云南某廠實(shí)驗(yàn)型鉛鋅一體化冶煉爐(年產(chǎn)粗鉛3萬噸/年)為示例來 描述上述鉛鋅一體化冶煉爐渣直接回收鉛和鋅的技術(shù)，所述實(shí)驗(yàn)型鉛鋅一體化冶煉爐使用 的鉛精礦成份如下Pb 50%, S 18%, Zn 3%, Cu 0. 5%, Fe 15%, Ag 3000g/t。具體工藝步驟如下(1)將干燥前含水8%，干燥后含水0. 3%的粉狀硫化鉛精礦與送風(fēng)含氧90%，送 風(fēng)溫度25°C的氧氣一起由噴嘴(未示出)噴入高溫的反應(yīng)塔1中，旋渦爐反應(yīng)塔內(nèi)徑3. Om, 高度6. 5m?？刂蒲鯕獾妮斎肓?，使得硫化鉛的氧化率為60%，完成硫化鉛的氧化過程，生成 的熔體飄落在反應(yīng)塔2下方的沉淀池3中；(2)通過還原池3的側(cè)壁上所形成的風(fēng)眼5向還原池3中供給粉煤，同時(shí)將還原池 3內(nèi)的溫度控制在1250度；(3)粗鉛和爐渣在沉淀池2、還原池3中澄清分層后分別從爐渣排放口 53、第一金 屬排放口 23和第二金屬排放口 54排出；爐渣含鉛4%，含鋅量為0. 45%，可直接丟棄；(4)煙氣含二氧化硫20%，經(jīng)煙道6進(jìn)入余熱鍋爐，最后送回收硫的裝置之后，送 入回收鋅的裝置以回收鋅，捕集的煙塵含鋅60%。從上述的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，利用根據(jù)本發(fā)明的鉛鋅一體回收裝置以及方法，不僅獲 得粗鉛的工藝流程被縮短、而且減少了二氧化硫的泄漏，避免使用煙化爐來單獨(dú)回收鋅，從 而極大地降低了工廠的初始投資。盡管參照本發(fā)明的多個(gè)示意性實(shí)施例對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了詳細(xì)的描 述，但是必須理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出多種其他的改進(jìn)和實(shí)施例，這些改進(jìn)和實(shí)施 例將落在本發(fā)明原理的精神和范圍之內(nèi)。具體而言，在前述公開、附圖以及權(quán)利要求的范圍 之內(nèi)，可以在零部件和/或者從屬組合布局的布置方面作出合理的變型和改進(jìn)，而不會(huì)脫 離本發(fā)明的精神。除了零部件和/或布局方面的變型和改進(jìn)，其范圍由所附權(quán)利要求及其 等同物限定。
權(quán)利要求
一種鉛鋅一體化冶煉爐，包括反應(yīng)塔；沉淀池，所述沉淀池一體地設(shè)置在反應(yīng)塔的下部，容納從反應(yīng)塔中反應(yīng)后落下的熔體，所述熔體在沉淀池中被分成渣層和鉛層；至少一個(gè)還原池，所述還原池與沉淀池相鄰設(shè)置并通過分隔件隔開，所述還原池與所述沉淀池底部流體連通；與所述還原池對應(yīng)的至少一個(gè)還原劑供給單元，所述還原劑供給單元設(shè)置在所述還原池的爐體上，以在所述還原池的溫度被保持在預(yù)定的溫度范圍內(nèi)時(shí)，向所述還原池內(nèi)供給還原劑，所述還原劑的供給量使得還原池內(nèi)的渣層中的鉛和鋅被還原劑還原成金屬鉛和鋅，所述被還原的鉛進(jìn)入鉛層，所述被還原的鋅揮發(fā)至煙道內(nèi)，并與其中的煙氣混合以得到含鋅煙氣；以及煙道，所述煙道與所述反應(yīng)塔、沉淀池和還原池一體形成并流體連通，用于排出反應(yīng)塔中所產(chǎn)生的煙氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛鋅一體化冶煉爐，其特征在于，所述還原劑供給單元被形 成為設(shè)置在還原池側(cè)壁上的風(fēng)眼，還原劑通過所述風(fēng)眼被供給至還原池內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛鋅一體化冶煉爐，其特征在于，所述還原劑供給單元為設(shè) 置在還原池頂部的頂吹噴槍，以將所述還原劑噴入所述渣層中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛鋅一體化冶煉爐，進(jìn)一步包括溫度保持單元，所述溫度保 持單元設(shè)置在所述還原池的爐體上，以將所述還原池保持在預(yù)定的溫度范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉛鋅一體化冶煉爐，其特征在于，所述預(yù)定的溫度范圍為 1100 度-1300 度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛鋅一體化冶煉爐，其特征在于，所述還原劑為粉煤、天然 氣、液化石油氣、氨、乙炔中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛鋅一體化冶煉爐，其特征在于，所述還原池通過在所述沉 淀池內(nèi)設(shè)置至少一個(gè)分隔件而形成，所述分隔件被構(gòu)造成使得還原池和沉淀池底部彼此流 體連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鉛鋅一體化冶煉爐，其特征在于，所述沉淀池內(nèi)設(shè)置有第一 分隔件和第二分隔件，以形成底部連通的沉淀池、第一還原池和第二還原池，所述第一還原 池上設(shè)置有第一還原劑供給單元；所述第二還原池上設(shè)置有第二還原劑供給單元，所述第 一還原池用于還原渣層中的鉛，所述第二還原池用于還原渣層中的鋅。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛鋅一體化冶煉爐，其特征在于，所述分隔件形成為由耐火 磚形成的隔墻，所述隔墻的上部和下部分別設(shè)置有第一開口和第二開口，所述第一開口使 得煙道、沉淀池的頂部和至少一個(gè)還原池的頂部氣體連通，所述第二開口使得沉淀池和至 少一個(gè)還原池底部流體連通。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛鋅一體化冶煉爐，其特征在于，所述反應(yīng)塔被構(gòu)造成適于 在其中進(jìn)行閃速熔煉。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛鋅一體化冶煉爐，其特征在于，所述沉淀池的一側(cè)設(shè)置有第一金屬排放口，用于通過其排放所生成的鉛；位于所述鉛鋅一體化冶煉爐的另外一側(cè)的還原池形成有第二金屬排放口 ；以及用于排放爐渣的爐渣排放口，所述爐渣排放口的設(shè)定高度高于所述第二金屬排放口的 設(shè)定高度。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛鋅一體化冶煉爐，其特征在于，所述還原劑的供給量不少 于將渣層中的氧化鉛還原成金屬鉛以及將渣層中的氧化鋅還原成金屬鋅所需的還原劑的量。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鉛鋅一體化冶煉爐，其特征在于，所述第一還原池中的還原 劑的供給量不少于將渣層中的氧化鉛還原為金屬鉛的還原劑量，所述第二還原池中的還原 劑的供給量不少于將渣層中的氧化鋅還原為金屬鋅的還原劑量。
14.一種鉛鋅一體化冶煉爐回收鉛和鋅的方法，所述鉛鋅一體化冶煉爐包括一體形成 的反應(yīng)塔、設(shè)置在所述反應(yīng)塔下的沉淀池以及煙道，所述沉淀池被分隔成熔煉區(qū)和浸沒吹 煉還原區(qū)，所述熔煉區(qū)和浸沒吹煉還原區(qū)彼此連通，所述方法包括如下步驟(1)將鉛精礦在反應(yīng)塔內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，且反應(yīng)產(chǎn)生的熔體在沉淀池中分成渣層和鉛層；(2)在將浸沒吹煉還原區(qū)的溫度保持在1100度-1300度的情況下，向浸沒吹煉還原區(qū) 內(nèi)供給還原劑，所述還原劑的供給量使得所述浸沒吹煉還原區(qū)內(nèi)的鉛和鋅被直接還原，所 述鋅揮發(fā)至煙道內(nèi)，并與其中的煙氣混合以得到含鋅煙氣；以及(3)通過沉淀池的鉛層回收鉛，同時(shí)通過煙道排放的所述步驟(2)中所得到的含鋅煙 氣以回收鋅。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述浸沒吹煉還原區(qū)的溫度被保持在 1200 度-1300 度。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述還原劑為粉煤、天然氣、液化石油 氣、氨和乙炔中的至少一種。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述還原劑的供給量不少于將渣層中 的氧化鉛還原成金屬鉛以及將渣層中的氧化鋅還原成金屬鋅所需的還原劑的量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鉛鋅一體化冶煉爐，包括反應(yīng)塔；沉淀池，沉淀池一體地設(shè)置在反應(yīng)塔的下部；至少一個(gè)還原池，還原池與沉淀池相鄰設(shè)置并通過分隔件隔開，還原池與沉淀池底部流體連通；與所述還原池對應(yīng)的至少一個(gè)還原劑供給單元，還原劑的供給量使得還原池內(nèi)的渣層中的鉛和鋅被還原劑還原成金屬鉛和鋅，被還原的鉛進(jìn)入鉛層，被還原的鋅揮發(fā)至煙道內(nèi)，并與其中的煙氣混合以得到含鋅煙氣；以及煙道，煙道用于排出反應(yīng)塔中所產(chǎn)生的煙氣，其中被還原的鋅在還原池內(nèi)被蒸發(fā)，并通過煙道排出。本發(fā)明進(jìn)一步公開了一種鉛鋅一體化冶煉爐回收鉛和鋅的方法。根據(jù)本發(fā)明的鉛鋅一體化冶煉爐和方法，可以縮短鉛冶煉流程、實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，并降低了生產(chǎn)的成本。
文檔編號(hào)C22B13/02GK101838744SQ201010192488
公開日2010年9月22日 申請日期2010年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月1日
發(fā)明者張文海, 王吉坤, 章曉波, 董英 申請人:中國瑞林工程技術(shù)有限公司;云南冶金集團(tuán)股份有限公司