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闪速炼铅法

闪速炼铅法 华斯闪速炼铅法

2009年9月24日,我国第一个具有完全自主知识产权的富氧闪速炼铅项目——华闪速炼铅取得圆满成功。华斯闪速炼铅工艺是在借鉴现代铜闪速熔炼的基础上,充分吸收基夫塞特炼铅工艺的优点而开发的新型闪速炼铅炉。在操作和控制条件方面,华斯闪速炼铅工艺与Kifset工艺有本质区别,如氧势控制、渣型控制、脱硫率控制、锍层控制、底铅温度控制等。通过上述操作和控制条件的改变,保证了铅精矿中伴生铜的高效回收。

2009年9月24日,北京矿冶研究总院与灵宝市华宝实业有限公司合作开发的10万t/a铅富氧闪速熔炼项目投产。9月25日,闪速熔炼炉开始出铅,经过6天的满负荷连续运行,进行了首次抽查,这标志着我国第一个具有完全自主知识产权的铅富氧闪速熔炼项目——华氏闪速熔炼法取得圆满成功。

华斯闪速炼铅工艺是在借鉴现代铜闪速熔炼的基础上,充分吸收基夫塞特炼铅工艺的优点而开发的一种新型闪速炼铅炉。主要设备由闪速熔炼炉和矿石热稀释电炉组成。闪速熔炼炉由三部分组成:圆形反应塔、带热焦过滤层的矩形沉淀池和直上升烟道。圆形反应塔顶部装有燃料燃烧器和焦炭管保温,塔中心装有中心扩散精矿喷嘴。粉状炉料通过下料管从喷枪喉部送出,氧气高速喷入喉部,炉料通过喇叭口引入并分散成雾状送入反应塔。5 ~ 20 mm的碎焦炭通过焦炭管进入反应塔。炉料和氧气混合后,在1450℃左右的高温下悬浮氧化。约10%的焦炭参与燃烧反应以补充反应热。反应后,熔融物先落到焦层,80% ~ 90%的PbO与热焦层产生的CO、C反应,还原成金属铅,从沉淀池排铅口虹吸出来。少量铅进入炉渣,通过流槽流向矿石热稀释电炉进行深度还原。从反应塔出来的烟气进入沉淀池,以5 ~ 7m/s的速度流向直升机烟道,为了减少熔融粉尘的粘附,上石烟道垂直向上,直接与余热锅炉辐射冷却段相连。

流入贫化电炉的温度在1200℃左右的闪渣,通过自焙电极加热,维持在1250℃以上的还原温度。碎焦炭在炉渣入口处加入,并引入压缩空气体以搅拌熔体。通过控制适当的还原强度,大部分铅和锌被还原。还原产生的锌蒸气和电炉烟气经水冷烟道冷却,二次抽吸燃烧,表面冷却,再经布袋除尘器回收。从排铅口虹吸出贫化电炉的粗铅。

与闪速熔炼炉不同,华斯闪速熔炼炉在熔池上保持150 ~ 200 mm厚的焦炭层。熔融物料先被焦炭层过滤,PbO与C反应后再进入沉淀池。其次,华斯闪速熔炼炉上升烟道是垂直的,与锅炉辐射区垂直相连,与铜冶炼闪速熔炼炉倾斜上升烟道的辐射冷却室相连。与基夫塞特炉不同,华斯闪速炼铅炉只有反应塔、沉淀池和上升烟道,反应塔有中心扩散精矿喷嘴;小厨房炉的反应塔、沉淀池、电炉融为一体,有两个上升烟道。沉淀池的氧化段和还原段有隔墙,反应塔顶部有四个精矿喷嘴,炉体结构复杂。

在操作和控制条件上,华斯闪速炼铅法也与基弗塞特有着本质的不同,如氧势控制、渣型控制、脱硫率控制、锍层控制、底铅温度控制等。正是由于上述操作和控制条件的改变,保证了铅精矿中伴生铜的高效回收(当原料含铜0.4%时,可产出含铜8%左右的冰铜,铜回收率大于85%。

从以上描述可以看出,华斯闪速炼铅工艺在保留了基弗塞特炼铅工艺优点的基础上,具有以下特点:

(1)炉体结构简单,投资少。在同等生产规模下,投资比Kifset少30%以上,而且华斯闪速炼铅的操作和运行条件更稳定;

(2)材料适应性更强。不仅适用于铅精矿的处理,也适用于湿法炼锌渣、湿法炼铜渣和铅贵金属系渣的处理,使铅、锌、铜三者相辅相成,对铅锌铜联合企业更有利。

(3)铅和伴生有价金属如铜、锌和贵金属的回收率较高。渣中铅含量可降至2%以下,渣锌含量可降至3%以下。炉渣中的铜含量可降至0.1%以下;约99.5%的金银富集在粗铅中;闪速炉灰含锌2%左右,铅65%以上,避免了锌在物料中的无效循环。

(4)烟气量小,发烟率低,热损失低,烟气中SO2浓度高(> 20%),配套电收尘小;

(5)炉体密封性好,负压运行时烟气逸出少,运行条件好;

(6)与氧气底吹熔炼法相比,不仅原料适应性好,而且实现了高温熔渣的直接还原,充分利用了反应热,能耗很低,热能利用效率高,废渣无需经过烟花炉处理回收锌和铅。

(7)可以用廉价的兰炭代替冶金焦滤层,生产成本低。

在试生产期间,处理了含40%铅、6%锌和0.4%铜(由四种杂质组成)的低品位矿石。为了降低燃料消耗,添加3% ~ 5%的煤粉。闪速熔炼每天可处理炉料600 ~ 720吨。闪速熔炼渣中的铅含量通常保持在10% ~ 15%(最低为6%)。电炉废渣经电炉稀释还原后,含铅1.5% ~ 3%,锌不到3%,银4 ~ 6g/t,金0.1g/t,铜不到0.1%。冰铜含铜8%,铅32%,硫16%;粗铅品位大于98%;闪速熔炼粉尘含铅量大于65%,含锌小于3%,烟尘小于6%,全部返回闭路熔炼;电炉粉尘含有超过45%的锌和低于30%的铅。

正常生产条件下,闪速熔炼可以不消耗柴油,但为了保证生产的稳定运行,塔顶油枪保持30L/h的供油。

由于建设资金短缺,灵宝10万t/a铅富氧闪速熔炼项目余热锅炉产生的蒸汽,除部分用于烘干物料的蒸汽外,直接排放到空,造成热能的极大浪费。在能耗方面,如果不考虑余热锅炉的蒸汽利用,按目前日处理600吨含铅约40%的物料计算,每吨粗铅综合能耗按老标准(1kw·h电= =0.404kg标准煤)约为443kg标准煤/t,按新标准(1kw·h电= =0.1229kg标准煤)约为317kg标准煤。如果考虑蒸汽的利用,按老标准约362kg标准煤,按新标准约236kg标准煤。

关键词TAG: 有色金属 
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