一種同時(shí)產(chǎn)出金屬鉛、鋅的直接冶煉系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種同時(shí)產(chǎn)出金屬鉛、鋅的直接冶煉系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括雙區(qū)富氧側(cè)吹爐、鋅蒸汽冷凝器、冷卻溜槽和鉛鋅分離槽；雙區(qū)富氧側(cè)吹爐包括熔煉區(qū)和煙化區(qū)，熔煉區(qū)下部設(shè)有虹吸放鉛口，煙化區(qū)下部設(shè)有放渣口，煙化區(qū)爐頂設(shè)有爐氣出口斜煙道；鋅蒸汽冷凝器與爐氣出口斜煙道相連接，鋅蒸氣隨煙化區(qū)爐氣通過鋅蒸汽冷凝器時(shí)，被冷凝成含鋅鉛液；冷卻后的含鋅鉛液依次進(jìn)入冷卻溜槽和與之相連的鉛鋅分離槽，將鋅液與鉛液分離。采用該系統(tǒng)，原料不需要燒結(jié)和焙燒，工藝流程大幅度縮短；能夠冶煉鉛鋅品位很低的原料，特別是能夠處理鋅浸出渣，為濕法煉鋅解決環(huán)保問題。
【專利說明】
一種同時(shí)產(chǎn)出金屬鉛、鋅的直接冶煉系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于有色金屬冶煉領(lǐng)域，具體涉及一種同時(shí)產(chǎn)出金屬鉛、鋅的直接冶煉系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]以硫化鉛或硫化鋅精礦為原料的礦產(chǎn)鉛、鋅基本上都是分開冶煉的。鉛冶煉主要以鉛精礦為原料，目前世界上基本上采用火法煉鉛方法生產(chǎn)粗鉛，然后經(jīng)過火法精煉和電解精煉得到電鉛。鋅冶煉主要以硫化鋅精礦為原料，80%以上產(chǎn)能采用濕法煉鋅方法直接生產(chǎn)電鋅。只有密閉鼓風(fēng)爐煉鋅方法(又稱ISP)可以在同一座爐子生產(chǎn)鉛鋅，同時(shí)產(chǎn)出粗鉛和粗鋅。
[0003]但是ISP煉鋅有幾方面的缺陷:一是必須對硫化鉛鋅原料進(jìn)行燒結(jié)焙燒，不能直接入爐熔煉。然而燒結(jié)焙燒的工藝流程很長，設(shè)備繁多，且效率很低，燒結(jié)產(chǎn)物的80%以上必須經(jīng)過四段破碎、篩分，返回配料，再次混合、制粒、燒結(jié)，其目的是要將含硫25%的原料稀釋至含硫6%左右，以滿足燒結(jié)的工藝要求。二是燒結(jié)煙氣量大，煙氣SO2濃度低，不利于兩轉(zhuǎn)兩吸工藝制酸。三是要求原料含Pb > 20%,Zn > 40%，如果需要加入氧化礦或含鉛鋅雜料時(shí)，既不能加入燒結(jié)機(jī)燒結(jié)，也不能直接加入鼓風(fēng)爐，需要壓制成團(tuán)。四是燒結(jié)塊破碎、篩分過程中粉塵污染嚴(yán)重，需要設(shè)置龐大的通風(fēng)除塵系統(tǒng)。五是沒有大量搭配或單獨(dú)處理鋅浸出渣的生產(chǎn)實(shí)踐，不能為濕法煉鋅解決渣處理的環(huán)保問題。六是燒結(jié)塊加入鼓風(fēng)爐還原熔煉，必須以焦炭作還原劑，焦炭率達(dá)到40%以上，能源成本較高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠同時(shí)產(chǎn)出金屬鉛和金屬鋅的直接冶煉系統(tǒng)，采用該系統(tǒng)，原料不需要燒結(jié)和焙燒，工藝流程大幅度縮短；能夠冶煉鉛鋅品位很低的原料，特別是能夠處理鋅浸出渣，為濕法煉鋅解決環(huán)保問題。
[0005]本實(shí)用新型的一種同時(shí)產(chǎn)出金屬鉛、鋅的直接冶煉系統(tǒng)，
[0006]該系統(tǒng)包括雙區(qū)富氧側(cè)吹爐、鋅蒸汽冷凝器、冷卻溜槽和鉛鋅分離槽；
[0007]雙區(qū)富氧側(cè)吹爐包括熔煉區(qū)和煙化區(qū)，熔煉區(qū)下部設(shè)有虹吸放鉛口，煙化區(qū)下部設(shè)有放渣口，煙化區(qū)爐頂設(shè)有爐氣出口斜煙道；
[0008]鋅蒸汽冷凝器與爐氣出口斜煙道相連接，鋅蒸氣隨煙化區(qū)爐氣通過鋅蒸汽冷凝器時(shí)，被冷凝成含鋅鉛液；
[0009]冷卻后的含鋅鉛液依次進(jìn)入冷卻溜槽和與之相連的鉛鋅分離槽，將鋅液與鉛液分離。
[0010]進(jìn)一步的，鋅蒸汽冷凝器內(nèi)設(shè)置若干轉(zhuǎn)子。
[0011 ]進(jìn)一步的，冷卻溜槽設(shè)有蛇形管冷卻器。
[0012]進(jìn)一步的，還包括配料膠帶運(yùn)輸機(jī)和圓筒制粒機(jī)，物料經(jīng)圓筒制粒機(jī)制粒后通過膠帶運(yùn)輸機(jī)加入雙區(qū)富氧側(cè)吹爐的熔煉區(qū)。
[0013]進(jìn)一步的，所述雙區(qū)富氧側(cè)吹爐熔煉區(qū)爐頂設(shè)有加料口和直升煙道，熔煉區(qū)煙氣通過直升煙道進(jìn)入余熱鍋爐、靜電收塵器和制酸系統(tǒng)。
[0014]進(jìn)一步的，所述雙區(qū)富氧側(cè)吹爐煙化區(qū)爐頂設(shè)有加煤口。
[0015]本實(shí)用新型采用富氧空氣熔煉方法，在同一冶煉裝置內(nèi)以鉛鋅精礦、鉛鋅氧化礦或其它二次含鉛鋅物料(包括鋅浸出渣、鋼鐵廠煙灰等各種渣料或煙塵)為原料，原料不需要燒結(jié)焙燒、以煤炭為還原劑，直接加入雙區(qū)富氧側(cè)吹爐冶煉，同時(shí)直接產(chǎn)出含鉛Pb > 90%的粗鉛和Zn 2 95%的粗鋅。
[0016]產(chǎn)出的粗鋅可以通過精餾得到精鋅，粗鉛通過火法精煉和電解精煉得到電鉛，同時(shí)通過陽極泥處理得到金、銀、銅、銻、鉍等有價(jià)金屬的產(chǎn)品或半成品。爐渣經(jīng)過粒化成為一般工業(yè)固廢，可以作為建材原料直接銷售。
[0017]具體來說，本實(shí)用新型有如下的有益效果:
[0018]I)采用Pb > 10%,Zn > 20%爐料，改變了現(xiàn)有工藝要求混合爐料Pb > 20%,Zn > 40%。從而拓寬了原料來源，能直接處理各種低品位鉛鋅物料、含鉛鋅的二次物料，特別是可以搭配處理大量鋅浸出渣、鋼鐵廠煙灰等各種渣料或煙塵，將有害固廢變成無害化，有利于環(huán)境保護(hù)。
[0019]2)可以采用低品位鉛鋅原料直接產(chǎn)出金屬鉛、鋅，改變了現(xiàn)有技術(shù)處理低品位鉛鋅原料只能生產(chǎn)含鉛高的次氧化鋅，然后用硫酸溶液將次氧化鋅浸出，得到的硫酸鋅溶液進(jìn)行凈化、電解，浸出產(chǎn)生的浸出渣含鉛很高(Pb 20%?30%)，必須再次送入鉛冶煉系統(tǒng)回收鉛鋅的復(fù)雜流程，達(dá)到節(jié)能減排。
[0020]3)采用煤炭作還原劑和燃料，改變了現(xiàn)有鉛鋅冶煉工藝需要焦炭作還原劑的狀況，生產(chǎn)成本降低，實(shí)現(xiàn)鉛、鋅冶煉的無焦炭化生產(chǎn)。
[0021]4)減少了現(xiàn)有工藝鉛鋅精礦需要燒結(jié)以及返粉破碎、篩分、制粒等一系列工序，工藝流程大幅度縮短，生產(chǎn)效率成倍提高。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型的雙區(qū)富氧側(cè)吹爐示意圖。
[0023]圖2為本實(shí)用新型冶煉系統(tǒng)主要設(shè)備連接示意圖。
[0024]圖3為本實(shí)用新型工藝流程圖。
[0025]其中:I’-爐缸、2’-熔煉區(qū)、3’-熔煉區(qū)加料口、4’-銅水套隔墻、5’-煙化區(qū)、6’-密封加料器、7 ’ -粗鉛放出口、8 ’ -放渣口、9 爐頂、鼓泡高度Hl、渣液面H2、鉛液面H3;
[0026]1-配料倉、2-配料膠帶運(yùn)輸機(jī)、3-圓筒制粒機(jī)、4-雙區(qū)富氧側(cè)吹爐熔煉區(qū)、5-雙區(qū)富氧側(cè)吹爐煙化區(qū)、6-鋅蒸汽冷凝器7-冷卻溜槽、8-鉛鋅分離槽、9-儲(chǔ)鋅槽、10脫鋅爐氣收塵器、11-粗鋅鑄錠機(jī)、12-粗鉛鑄錠機(jī)、粒煤C、煙氣G、富氧空氣O。
【具體實(shí)施方式】
[0027]如圖1所示，本實(shí)用新型采用的雙區(qū)富氧側(cè)吹爐，爐體為矩形固定式爐體，由爐缸I’、爐身、爐頂9’及直升煙道組成。爐缸I’由耐火材料砌筑而成，熔池部分包有鋼板外殼。爐身下部設(shè)有2?3層銅水套，爐身上部、直升煙道為鋼水套或銅水套與耐火磚砌筑的“三明治”墻體。爐頂9 ’為鋼水套。
[0028]用銅水套構(gòu)成的隔墻4’將富氧側(cè)吹爐爐身沿長度方向分為兩個(gè)區(qū)域，分別稱為熔煉區(qū)2’和煙化區(qū)5’，爐缸I’相互連通。熔煉區(qū)2’爐頂設(shè)有加料口 3’和直升煙道，直升煙道與余熱鍋爐相連。熔煉區(qū)2，下部設(shè)有虹吸放鉛口(7 ’)。煙化區(qū)5 ’爐頂設(shè)有加煤口和爐氣出口斜煙道，斜煙道與鋅蒸汽冷凝器6相連。煙化區(qū)5 ’下部設(shè)有放渣口 8 ’。
[0029]如圖2所示，實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型鉛鋅直接冶煉方法的主要設(shè)備包括配料倉1、配料膠帶運(yùn)輸機(jī)2、圓筒制粒機(jī)3、雙區(qū)富氧側(cè)吹爐、鋅蒸汽冷凝器6、冷卻溜槽7、鉛鋅分離槽8、儲(chǔ)鋅槽9、脫鋅爐氣收塵器1、粗鋅鑄錠機(jī)11、粗鉛鑄錠機(jī)12。
[0030]根據(jù)物料品種數(shù)量有多個(gè)配料倉I，以便將鉛鋅精礦、鉛鋅氧化礦、其它含鉛鋅二次物料、熔劑、煤粒裝入各自的配料倉I。配料倉I下面設(shè)有計(jì)量秤(一般為電子皮帶)，用于按照一定比例配料，由配料膠帶運(yùn)輸機(jī)2輸送至圓筒制粒機(jī)3制粒。制粒爐料通過膠帶運(yùn)輸機(jī)2加入雙區(qū)富氧側(cè)吹爐的熔煉區(qū)4。
[0031]鋅蒸汽冷凝器6由耐火材料砌筑而成，設(shè)有若干個(gè)轉(zhuǎn)子。冷卻溜槽7由耐火材料砌筑而成，設(shè)有冷卻含鋅鉛液蛇形管冷卻器。鉛鋅分離槽8由耐火材料砌筑而成，用于鉛鋅澄清分離。
[0032]本實(shí)用新型同時(shí)產(chǎn)出金屬鉛、鋅的直接冶煉方法，包括以下步驟:
[0033](I)將鉛鋅精礦、鉛鋅氧化礦和/或其它含鉛鋅二次物料(包括鋅浸出渣、鋼鐵廠煙灰等各種渣料或煙塵)和少量的熔劑進(jìn)行配料、混合、制粒，要求爐料Pb > 10%,Zn > 20%，混合爐料制成粒度為10?20mm顆粒，水分控制在15%以下。當(dāng)爐料不含或含可燃硫不夠時(shí)，需要配入少量粒煤作為燃料。熔劑配入量根據(jù)爐料成分及渣型計(jì)算，煤配入量根據(jù)熱平衡及爐內(nèi)氣氛計(jì)算。
[0034](2)將制粒后的爐料用膠帶運(yùn)輸機(jī)2加入雙區(qū)富氧側(cè)吹爐的熔煉區(qū)4，通過風(fēng)嘴鼓入富氧空氣進(jìn)行富氧熔煉，控制弱還原性氣氛，空氣過剩系數(shù)根據(jù)爐料成分確定，保持熔煉區(qū)為微負(fù)壓，溫度1150?1250 °C (在確保物料熔化、爐渣流動(dòng)性良好條件下，盡可能降低溫度)。
[0035]爐料在熔煉區(qū)發(fā)生氧化、脫硫、造渣、還原等一系列化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)出粗鉛和高鋅爐渣。銅、金、銀、鉍、銻等有價(jià)金屬富集于熔池底部形成的金屬鉛相中。粗鉛液根據(jù)爐內(nèi)熔體壓力自動(dòng)從虹吸放鉛口溢出，得到含鉛品位93%以上的粗鉛，流入粗鉛鑄錠機(jī)12鑄成粗鉛錠或直接流入精煉系統(tǒng)。熔煉煙氣含有SO2氣體，經(jīng)過余熱鍋爐冷卻、靜電收塵器除塵后，送往制酸系統(tǒng)。高鋅爐渣通過富氧側(cè)吹爐隔墻下方的通道進(jìn)入煙化區(qū)5。
[0036](3)通過帶雙層閥門密封加料器6’向煙化區(qū)5加入鋅還原所需的粒度15?20mm的粒煤，保持煙化區(qū)密閉并處于微正壓狀態(tài)，通過風(fēng)嘴鼓入富氧空氣，控制煙化區(qū)為強(qiáng)還原性氣氛，溫度1250?1350°C，有利于鋅的還原揮發(fā)。富氧濃度根據(jù)爐氣成分計(jì)算確定，其中鋅蒸汽6%?8%，C0 20%?24%(體積)。
[0037](4)渣中的氧化鋅還原成鋅蒸汽隨爐氣(包括鉛蒸汽)進(jìn)入鋅蒸汽冷凝器6，冷凝器下部預(yù)先充滿液態(tài)鉛，鋅蒸汽冷凝器6內(nèi)的轉(zhuǎn)子將鉛液揚(yáng)起，鋅蒸汽被揚(yáng)起的鉛液冷卻為鋅液，與鉛液混合在一起，形成含鋅鉛液。含鋅鉛液溫度升高，需要流入冷卻溜槽7冷卻。利用鋅液在鉛液中溶解度隨溫度變化而變化以及鋅液與鉛液密度差異的特性，含鋅鉛液流入冷卻溜槽7和鉛鋅分離槽8冷卻，鋅液與鉛液分離，得到含鋅品位96%以上的粗鋅。鋅液進(jìn)入儲(chǔ)鋅槽9，然后采用粗鋅鑄錠機(jī)11澆鑄成粗鋅錠。鉛液返回鋅蒸汽冷凝器6。
[0038]脫鋅爐氣經(jīng)過收塵器10收塵和升壓得到一種低熱值煤氣，可以作為干燥爐料或預(yù)熱空氣的燃料。收下煙塵返回配料。
[0039]根據(jù)加料速度及爐內(nèi)熔體高度，定期從放渣口8 ’放渣，爐渣直接粒化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種同時(shí)產(chǎn)出金屬鉛、鋅的直接冶煉系統(tǒng)，其特征在于: 該系統(tǒng)包括雙區(qū)富氧側(cè)吹爐、鋅蒸汽冷凝器、冷卻溜槽和鉛鋅分離槽； 雙區(qū)富氧側(cè)吹爐包括熔煉區(qū)和煙化區(qū)，熔煉區(qū)下部設(shè)有虹吸放鉛口，煙化區(qū)下部設(shè)有放渣口，煙化區(qū)爐頂設(shè)有爐氣出口斜煙道； 鋅蒸汽冷凝器與爐氣出口斜煙道相連接，鋅蒸氣隨煙化區(qū)爐氣通過鋅蒸汽冷凝器時(shí)，被冷凝成含鋅鉛液； 冷卻后的含鋅鉛液依次進(jìn)入冷卻溜槽和與之相連的鉛鋅分離槽，將鋅液與鉛液分離。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同時(shí)產(chǎn)出金屬鉛、鋅的直接冶煉系統(tǒng)，其特征在于鋅蒸汽冷凝器內(nèi)設(shè)置若干轉(zhuǎn)子。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同時(shí)產(chǎn)出金屬鉛、鋅的直接冶煉系統(tǒng)，其特征在于冷卻溜槽設(shè)有蛇形管冷卻器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同時(shí)產(chǎn)出金屬鉛、鋅的直接冶煉系統(tǒng)，其特征在于還包括配料膠帶運(yùn)輸機(jī)和圓筒制粒機(jī)，物料經(jīng)圓筒制粒機(jī)制粒后通過膠帶運(yùn)輸機(jī)加入雙區(qū)富氧側(cè)吹爐的熔煉區(qū)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同時(shí)產(chǎn)出金屬鉛、鋅的直接冶煉系統(tǒng)，其特征在于所述雙區(qū)富氧側(cè)吹爐熔煉區(qū)爐頂設(shè)有加料口和直升煙道，熔煉區(qū)煙氣通過直升煙道進(jìn)入余熱鍋爐、靜電收塵器和制酸系統(tǒng)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同時(shí)產(chǎn)出金屬鉛、鋅的直接冶煉系統(tǒng)，其特征在于所述雙區(qū)富氧側(cè)吹爐煙化區(qū)爐頂設(shè)有加煤口。
【文檔編號】C22B19/02GK205556750SQ201620332027
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月20日
【發(fā)明人】張樂如, 賀菊香, 劉生長
【申請人】長沙有色冶金設(shè)計(jì)研究院有限公司