專(zhuān)利名稱(chēng)：頂吹沉沒(méi)熔煉爐渣的鼓風(fēng)爐粉狀燃料噴吹熔煉方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于粗鉛冶煉方法，更具體地說(shuō)，涉及一種鉛爐渣的熔煉方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的粗鉛冶煉方法是將鉛精礦燒結(jié)成疏松多孔的塊狀燒結(jié)塊(孔隙率一般為50～60％，堆比重1.8～2.2)，使鉛精礦中的鉛在焙燒過(guò)程中轉(zhuǎn)化為氧化鉛，在鼓風(fēng)爐中，燒結(jié)塊中的氧化鉛與焦炭燃燒形成的一氧化碳?xì)怏w發(fā)生還原反應(yīng)生產(chǎn)粗鉛，反應(yīng)主要是在氣相的一氧化碳與固相的燒結(jié)塊中的氧化鉛之間進(jìn)行。該工藝在燒結(jié)過(guò)程中，產(chǎn)生大量低濃度二氧化硫煙氣，不能用制酸技術(shù)經(jīng)濟(jì)、有效地回收煙氣中的二氧化硫，煙氣的直接外排造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染；在鼓風(fēng)爐熔煉燒結(jié)塊的還原過(guò)程中需要消耗昂貴的冶金焦。為了從根本上消除鉛精礦焙燒產(chǎn)生的低濃度二氧化硫煙氣污染，采用頂吹沉沒(méi)熔煉工藝處理鉛精礦，熔煉過(guò)程在密閉的爐體中進(jìn)行，煙氣可用經(jīng)典的制酸工藝回收二氧化硫，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。在頂吹沉沒(méi)熔煉鉛精礦的過(guò)程中，直接生產(chǎn)部分粗鉛，其它的鉛主要進(jìn)入爐渣，頂吹沉沒(méi)熔煉爐渣為塊狀致密塊狀渣(堆比重3.05)，鉛主要成分為硅酸鉛。在物理、化學(xué)特性上與燒結(jié)塊存在極大差異，用傳統(tǒng)鼓風(fēng)爐熔煉這種爐渣時(shí)，因爐渣比表面積比燒結(jié)塊小得多，鼓風(fēng)爐渣的含鉛高于5％，不能實(shí)現(xiàn)爐渣中鉛的有效回收。
上述方法的不足之處是低濃度二氧化硫煙氣造成嚴(yán)重的環(huán)境污染；需要大量昂貴的冶金焦；普通鼓風(fēng)爐不能有效將頂吹沉沒(méi)熔煉爐渣中的鉛有效回收，使5％以上的鉛損失在渣中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了鉛精礦燒結(jié)——燒結(jié)塊鼓風(fēng)爐熔煉方法存在的不足。提供了一種環(huán)境污染小、冶金焦消耗量低，渣含鉛低的粗鉛冶煉新方法。
本發(fā)明的方案包括以下步驟
(1)、將頂吹沉沒(méi)熔煉爐渣、熔劑和入爐物料量的7％-12％的焦炭混合后連續(xù)加入鼓風(fēng)爐中；(2)、在鼓風(fēng)爐的風(fēng)口區(qū)布置粉狀燃料噴吹口，粉狀燃料在噴吹介質(zhì)的攜帶下通過(guò)噴吹口向鼓風(fēng)爐中連續(xù)噴吹；其中頂吹沉沒(méi)熔煉爐渣由頂吹沉沒(méi)熔煉爐熔煉鉛精礦產(chǎn)生的爐渣，含鉛40％～50％、含硅酸鉛60％～90％、爐渣結(jié)構(gòu)為致密塊狀熔結(jié)渣，比重為3～3.5；鼓風(fēng)爐為風(fēng)口區(qū)面積為3m2～20m2；粉狀燃料是粒度小于2mm的褐煤或煙煤或半焦或碎焦及其這四種燃料中兩種或兩種以上的混合物；粉狀燃料噴吹量為爐頂加入焦炭量的10％-30％；噴吹粉煤系統(tǒng)的噴吹介質(zhì)為空氣或富氧空氣，空氣或富氧空氣可以是不經(jīng)預(yù)熱的常溫氣體，也可以是經(jīng)預(yù)熱的氣體，預(yù)熱氣體溫度達(dá)到80℃以上；噴吹粉煤系統(tǒng)的富氧空氣的含氧濃度22％-40％；粉狀燃料噴吹口是噴吹口軸線位于鼓風(fēng)爐風(fēng)口軸線以上10cm-以下10cm范圍以?xún)?nèi)。
有益效果頂吹沉沒(méi)熔煉是在密閉爐體中實(shí)現(xiàn)鉛精礦的氧化，噴入的是空氣或富氧空氣，并充分利用鉛精礦的氧化潛熱，在節(jié)約能耗的同時(shí)，含二氧化硫的煙氣濃度高，可用制酸工藝回收煙氣中的二氧化硫成分，極大地減輕了煙氣的污染問(wèn)題。
頂吹沉沒(méi)熔煉爐渣為致密塊狀，比表面積比疏松多孔的燒結(jié)塊低得多，僅靠焦炭燃燒形成的一氧化碳與有限的固態(tài)爐渣表面接觸實(shí)現(xiàn)爐渣中鉛化合物的還原程度十分有限，這必然導(dǎo)致還原渣中鉛含量高于5％。并且，鉛在渣中的賦存狀態(tài)以硅酸鉛為主，渣熔點(diǎn)比以含氧化鉛為主的燒結(jié)塊高，反應(yīng)溫度在1100～1200℃。單純使用焦炭時(shí)，使用量較高。通過(guò)噴吹粉狀燃料，不僅部分取代了昂貴的冶金焦，而且充分利用了粉狀燃料中的活性可燃成分，延長(zhǎng)物料在爐內(nèi)停留時(shí)間，提高焦點(diǎn)區(qū)的還原強(qiáng)度，噴吹粉狀燃料提供了理想的還原條件。降低焦炭消耗的同時(shí)，節(jié)約了成本。
當(dāng)噴吹粉狀燃料時(shí)，除碳燃燒形成的一氧化碳參加還原外，活性的碳、氫物質(zhì)強(qiáng)化了鉛化合物的還原，并提高焦點(diǎn)區(qū)溫度，使熔化的爐渣通過(guò)熾熱的碳層時(shí)，發(fā)生固態(tài)的碳與液態(tài)的爐渣中的鉛化合物的還原反應(yīng)。保證還原渣中鉛含量降低到2％以下。
鼓風(fēng)爐粉狀燃料噴吹熔煉頂吹沉沒(méi)熔煉爐渣的成功，解決了頂吹沉沒(méi)熔煉爐渣的有效回收問(wèn)題，形成了“鉛精礦頂吹沉沒(méi)熔煉——爐渣鼓風(fēng)爐粉狀燃料還原”的粗鉛冶煉新工藝，實(shí)現(xiàn)了粗鉛冶煉的高效、清潔生產(chǎn)。
具體實(shí)施例實(shí)施例1、粉煤重量為冶金焦重量的10％，頂吹沉沒(méi)熔煉爐渣鉛含量40％按照8分鐘加入頂吹沉沒(méi)熔煉爐渣100kg、鐵礦石熔劑17kg、其它熔劑17.5kg、焦炭14.87kg的速度均勻加入鼓風(fēng)爐中，同時(shí)從風(fēng)口區(qū)噴入粉煤1.49kg，鼓入空氣進(jìn)行還原熔煉。鉛直收率89.61％、鉛回收率95.79％、粗鉛品位92.54％、渣含鉛1.88％。
實(shí)施例2、粉煤重量為冶金焦重量的10％，頂吹沉沒(méi)熔煉爐渣鉛含量50％按照10分鐘加入頂吹沉沒(méi)熔煉爐渣100kg、鐵礦石熔劑17kg、其它熔劑17.5kg、焦炭14.87kg的速度均勻加入鼓風(fēng)爐中，同時(shí)從風(fēng)口區(qū)噴入粉煤1.59kg，鼓入空氣進(jìn)行還原熔煉。鉛直收率90.29％、鉛回收率96.21％、粗鉛品位93.23％、渣含鉛1.93％。
實(shí)施例3、粉煤重量為冶金焦重量的30％，頂吹沉沒(méi)熔煉爐渣鉛含量40％按照8分鐘加入頂吹沉沒(méi)熔煉爐渣100kg、鐵礦石熔劑17kg、其它熔劑17.5kg、焦炭12.39kg的速度均勻加入鼓風(fēng)爐中，同時(shí)從風(fēng)口區(qū)噴入粉煤3.72kg，鼓入空氣進(jìn)行還原熔煉。鉛直收率89.45％、鉛回收率95.94％、粗鉛品位92.20％、渣含鉛1.81％。
實(shí)施例4、粉煤重量為冶金焦重量的30％，頂吹沉沒(méi)熔煉爐渣鉛含量50％按照10分鐘加入頂吹沉沒(méi)熔煉爐渣100kg、鐵礦石熔劑17kg、其它熔劑17.5kg、焦炭12.39kg的速度均勻加入鼓風(fēng)爐中，同時(shí)從風(fēng)口區(qū)噴入粉煤3.72kg，鼓入空氣進(jìn)行還原熔煉。鉛直收率90.51％、鉛回收率96.37％、粗鉛品位93.16％、渣含鉛1.98％。
實(shí)施例5、粉煤重量為冶金焦重量的20％，頂吹沉沒(méi)熔煉爐渣鉛含量45％按照9分鐘加入頂吹沉沒(méi)熔煉爐渣100kg、鐵礦石熔劑17kg、其它熔劑17.5kg、焦炭13.54kg的速度均勻加入鼓風(fēng)爐中，同時(shí)從風(fēng)口區(qū)噴入粉煤2.71kg，鼓入空氣進(jìn)行還原熔煉。鉛直收率90.87％、鉛回收率96.47％、粗鉛品位93.71％、渣含鉛1.79％。
實(shí)施例6、粉狀褐煤、煙煤、碎焦混合物重量為冶金焦重量的25％，頂吹沉沒(méi)熔煉爐渣鉛含量45％按照9分鐘加入頂吹沉沒(méi)熔煉爐渣100kg、鐵礦石熔劑17kg、其它熔劑17.5kg、焦炭13.00kg的速度均勻加入鼓風(fēng)爐中，同時(shí)從風(fēng)口區(qū)噴入褐煤1kg、煙煤1kg、碎焦1.25kg，鼓入空氣進(jìn)行還原熔煉。鉛直收率90.34％、鉛回收率97.24％、粗鉛品位92.47％、渣含鉛1.85％。
權(quán)利要求
1.一種頂吹沉沒(méi)熔煉爐渣的鼓風(fēng)爐粉狀燃料噴吹熔煉方法，包括以下步驟(1)、將頂吹沉沒(méi)熔煉爐渣、熔劑和入爐物料量的7％-12％的焦炭混合后連續(xù)加入鼓風(fēng)爐中；(2)、在鼓風(fēng)爐的風(fēng)口區(qū)布置粉狀燃料噴吹口，粉狀燃料在噴吹介質(zhì)的攜帶下通過(guò)噴吹口向鼓風(fēng)爐中連續(xù)噴吹；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂吹沉沒(méi)熔煉爐渣的鼓風(fēng)爐粉狀燃料噴吹熔煉方法，其特征是所述頂吹沉沒(méi)熔煉爐渣是由頂吹沉沒(méi)熔煉爐熔煉鉛精礦產(chǎn)生的爐渣，含鉛40％～50％；
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的頂吹沉沒(méi)熔煉爐渣的鼓風(fēng)爐粉狀燃料噴吹熔煉方法，其特征是所述頂吹沉沒(méi)熔煉爐渣含硅酸鉛60％～90％；
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的頂吹沉沒(méi)熔煉爐渣的鼓風(fēng)爐粉狀燃料噴吹熔煉方法，其特征是所述的頂吹沉沒(méi)熔煉爐渣是致密塊狀熔結(jié)渣，比重為3～3.5；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂吹沉沒(méi)熔煉爐渣的鼓風(fēng)爐粉狀燃料噴吹熔煉方法，其特征是所述的鼓風(fēng)爐為風(fēng)口區(qū)面積為3m2～20m2；
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂吹沉沒(méi)熔煉爐渣的鼓風(fēng)爐粉狀燃料噴吹熔煉方法，其特征是所述的粉狀燃料是粒度小于2mm的褐煤或煙煤或半焦或碎焦及其這四種燃料中兩種或兩種以上的混合物；
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的頂吹沉沒(méi)熔煉爐渣的鼓風(fēng)爐粉狀燃料噴吹熔煉方法，其特征是所述的粉狀燃料噴吹量為爐頂加入焦炭量的10％-30％；
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂吹沉沒(méi)熔煉爐渣的鼓風(fēng)爐粉狀燃料噴吹熔煉方法，其特征是所述的噴吹粉煤系統(tǒng)的噴吹介質(zhì)為空氣或富氧空氣；
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的頂吹沉沒(méi)熔煉爐渣的鼓風(fēng)爐粉狀燃料噴吹熔煉方法，其特征是所述的噴吹粉煤系統(tǒng)的富氧空氣的含氧濃度22％-40％；
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂吹沉沒(méi)熔煉爐渣的鼓風(fēng)爐粉狀燃料噴吹熔煉方法，其特征是所述的粉狀燃料噴吹口是噴吹口軸線位于鼓風(fēng)爐風(fēng)口軸線以上10cm-以下10cm范圍以?xún)?nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種頂吹沉沒(méi)熔煉爐渣的鼓風(fēng)爐粉狀燃料噴吹熔煉方法。該方法通過(guò)將頂吹沉沒(méi)熔煉爐渣、熔劑和焦炭混合后連續(xù)加入鼓風(fēng)爐中；在鼓風(fēng)爐的風(fēng)口區(qū)布置粉狀燃料噴吹口，粉狀燃料在噴吹介質(zhì)的攜帶下通過(guò)噴吹口向鼓風(fēng)爐中連續(xù)噴吹；本方法在鉛精礦的氧化過(guò)程中，煙氣制酸回收，減少環(huán)境污染，用粉煤噴吹替代部分焦炭提供熱量和還原性氣體，降低冶金焦消耗量，粉狀燃料的強(qiáng)還原氣氛和還原溫度，使鉛渣中的鉛得到充分還原回收。
文檔編號(hào)C22B13/00GK1584075SQ20041002263
公開(kāi)日2005年2月23日 申請(qǐng)日期2004年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月25日
發(fā)明者董英, 王吉坤, 周廷熙, 趙修明, 戴德文, 嵇曉滄, 馬翔, 師吉星, 張雄飛, 楊金洪 申請(qǐng)人:云南冶金集團(tuán)總公司