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氧气底吹熔炼炉(氧气顶吹转炉冶炼过程中元素的氧化)

氧气底吹熔炼炉(氧气顶吹转炉冶炼过程中元素的氧化) 顶吹浸没熔炼法

顶吹浸没熔炼是20世纪70年代在澳大利亚发展起来的一种成功的炼铜技术,后被移植到铅冶炼中。冶炼工艺是将空气体冷却的钢喷枪通过炉顶倾斜烟道的开口插入桶形炉内。喷枪位于衬有耐火材料的炉子的中心,其头部埋在熔体中。燃料和空气体通过喷枪直接喷入高温熔渣层,引起燃烧反应和熔体的剧烈搅动,从而进行物料的氧化脱硫,产生部分粗铅和富铅渣。这样,在一个小空的房间里加入的电荷被迅速加热熔化,完成化学反应。调节喷枪插入深度可以控制熔体的搅拌强度,操作灵活,使炉子长期保持热稳定性。熔炼产生的富铅渣用铸渣机铸成渣块,然后送入高炉还原熔炼生产粗铅和炉渣。

喷枪是炉子的核心部件。它具有双层套筒结构。上段采用45#钢,下段喷嘴采用不锈钢。内管通过燃料,即定量空气体携带的油或煤粉。内外管之间设有螺旋导流叶片,助燃空气体(或富氧空气体)以大于两倍音速的速度从这个通道中螺旋流出,增加了枪体与气体之间的传热,从而在喷枪外表面形成一层冷却的渣壳,保护喷枪,延长其使用寿命。顶吹熔池熔炼炉对入炉物料要求低。无论是颗粒物料、粉状精矿、粉尘返料等。,只要水分含量小于10%,就可以直接入炉。如果是粉状物料,配料造粒后有利于降低烟尘率。由于该方法的主要设备结构简单,辅助和辅助设备不复杂,与基夫塞特法和QSL法相比,该方法的资金投入较低。

氧气顶吹浸没熔炼法属于两段炉炼铅法,用氧化炉熔炼代替传统炼铅工艺的烧结。氧化炉内烟气量少,烟气中SO2浓度高,解决了烧结过程中低浓度SO2污染的问题。90%以上的硫磺得到回收,对环境污染小,劳动卫生条件比传统方法大大改善。而氧化阶段只有约40%的铅以粗铅的形式产生,富铅渣不能直接还原而必须浇注成渣块。高温富铅渣的显热无法利用,高炉还原熔炼需要加入大量焦炭,因此其能耗很高。

氧气顶吹浸没熔炼基本上是一种熔池熔炼法。熔池内气、固、液被剧烈搅动,严重冲刷炉体,炉龄短。另外艾萨炉的喷枪很贵。

两段直接炼铅并不是一种彻底、完美的直接炼铅工艺。如果进一步改进奥斯麦特工艺,实现熔融物料的转移和第二竖炉还原,代替高炉还原,可以进一步改善劳动条件,减少污染,节约能耗。但直到现在,仍有部分澳斯麦特炼铅厂家不认同竖炉还原,仍采用高炉还原。因此,综合考虑炉龄、能耗、生产操作条件,目前的氧气顶吹浸没熔炼法并不是理想的直接炼铅方案。

值得注意的是,印度锌公司Ausmet公司已使用一台Ausmet炉进行氧化熔炼、还原熔炼和炉渣烟化处理,一炉三用,粗铅产能为50kt/a,已实现工业化成功,并已开始实践最初的研发目的。这种一炉多用的奥斯麦特炉是一种原料适应性广、备料简单、工序少、投资低的好工艺技术。但美中不足的是必须在还原期和烟化期向烟气中加入SO2才能连续制酸。

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