粗鉛連續(xù)精煉爐及精煉方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種粗鉛連續(xù)精煉爐及連續(xù)精煉方法，精煉爐包括爐體和循環(huán)冷卻裝置，循環(huán)冷卻裝置位于爐體的外側(cè)，包括依次連通的循環(huán)池、冷卻溜槽和回流池，循環(huán)池和回流池分別與爐體的熔池循環(huán)區(qū)和返回區(qū)連通，爐體的端墻上有粗鉛流入口、爐渣及冰銅放出口，側(cè)墻上設(shè)有虹吸放鉛口，爐頂上連接有燃料燒嘴。通過(guò)鉛液的循環(huán)冷卻流動(dòng)產(chǎn)生浮于鉛液表面的爐渣及冰銅，通過(guò)爐頂上燒嘴產(chǎn)生的向下火焰加熱，使?fàn)t渣和冰銅處于熔化狀態(tài)排放，使熔池的上部溫度高于下部溫度，提高冰銅中的含銅量，降低冰銅及爐渣中的含鉛量，提高粗鉛的脫銅除雜率。熔池內(nèi)的鉛液通過(guò)循環(huán)冷卻裝置不斷循環(huán)冷卻及爐頂加熱，實(shí)現(xiàn)了粗鉛火法精煉的連續(xù)作業(yè)及高脫銅除雜率。
【專利說(shuō)明】粗鉛連續(xù)精煉爐及精煉方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種粗鉛精煉技術(shù)，具體涉及一種粗鉛連續(xù)精煉爐及應(yīng)用該精煉爐精煉粗鉛的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鉛冶煉目前世界上礦產(chǎn)粗鉛大部分采用初步火法精煉+電解精煉工藝，我國(guó)生產(chǎn)的粗鉛幾乎全部采用此工藝進(jìn)行精煉。熔煉產(chǎn)出的粗鉛含鉛品位一般為90%~98%，含有Ag、Au等貴金屬和Cu、As、Sb、Sn、B1、S等雜質(zhì)元素,其中含Cu0.1%~5%,由于雜質(zhì)含量過(guò)高，不能直接進(jìn)行電解精煉。電解精煉要求鉛陽(yáng)極板含Pb >98.5% (鉛銻合金除外)，Cu≤0.06%, As ( 0.4%，Sb控制在0.4%~0.8%?；鸱ň珶挼哪康氖浅ト蹮挻帚U的部分雜質(zhì),使之達(dá)到電解精煉對(duì)鉛陽(yáng)極板的質(zhì)量要求。
[0003]長(zhǎng)期以來(lái)粗鉛火法精煉都是采用精煉鍋完成，精煉鍋下面設(shè)有火膛，采用底部加熱，上面裝有鍋罩和機(jī)械攪拌器。底部加熱使底部溫度高于上部溫度，與所需的溫度梯度方向相反。由于精煉鍋為圓形容器，還裝有鍋罩和攪拌器，難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排渣，所有精煉鍋基本上采用人工撈渣，撈渣時(shí)需將鍋罩及攪拌器移走，鉛蒸汽及煙氣無(wú)組織排放，勞動(dòng)條件很差，環(huán)境污染大；周期性作業(yè)，勞動(dòng)效率很低，產(chǎn)能10萬(wàn)t/a粗鉛需要5~7臺(tái)150t精煉鍋，占地面積大，廠房配置設(shè)計(jì)難度大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種粗鉛脫銅率高、能實(shí)現(xiàn)粗鉛火法精煉的連續(xù)作業(yè)、改善操作環(huán)境的連續(xù)精煉爐及應(yīng)用該精煉爐使粗鉛脫銅后的鉛產(chǎn)品能滿足電解精煉鉛陽(yáng)極板質(zhì)量要求、冰銅產(chǎn)品能作為煉銅原料直接銷售的方法。
[0005]本發(fā)明公開(kāi)了一種粗鉛連續(xù)精煉爐，包括爐體和循環(huán)冷卻裝置，循環(huán)冷卻裝置包括依次連通的循環(huán)池、冷卻溜槽和回流池，位于爐體的外側(cè)，循環(huán)池和回流池分別與爐體的熔池區(qū)下部連通，爐體的一端上部有粗鉛流入口、另一端上部有爐渣及冰銅放出口，側(cè)面設(shè)有與產(chǎn)品區(qū)連通的虹吸放鉛口，爐頂上設(shè)置有燃料燒嘴。
[0006]所述爐體為矩形固定式爐體，由耐火材料砌筑而成,熔池部分包有鋼板外殼。
[0007]所述爐體內(nèi)的熔池區(qū)底部有兩道橫向的隔墻，將熔池區(qū)從加料端開(kāi)始依次分隔成返回區(qū)、產(chǎn)品區(qū)和循環(huán)區(qū)三個(gè)區(qū)域，隔墻的上端位于鉛液面以下，返回區(qū)和產(chǎn)品區(qū)之間的隔墻高度小于產(chǎn)品區(qū)和循環(huán)區(qū)之間的隔墻高度。
[0008]所述循環(huán)池、冷卻溜槽和回流池位于所述爐體的縱向一側(cè)，回流池與所述返回區(qū)連通，循環(huán)池與所述循環(huán)區(qū)連通；所述虹吸放鉛口位于所述爐體的縱向另一側(cè)，與產(chǎn)品區(qū)連通。
[0009]所述爐渣及冰銅放出口和粗鉛流入口分別位于爐體的兩端爐墻上部，其中粗鉛流入口位于所述返回區(qū)端的爐墻上部；所述爐渣及冰銅排放口處設(shè)置有電動(dòng)撥渣輪。
[0010]所述爐頂包括由耐火材料砌筑而成的固定爐頂和鋼制夾套式的活動(dòng)爐頂，活動(dòng)爐頂?shù)奈恢每繝t渣及冰銅排放口端。
[0011]所述循環(huán)池內(nèi)有鉛泵，鉛泵的出口連接有將鉛液輸送至所述冷卻溜槽的管道。
[0012]所述冷卻溜槽內(nèi)有蛇形管冷卻器。
[0013]所述冷卻溜槽、爐渣及冰銅放出口和虹吸放鉛口處均設(shè)置煙罩。
[0014]本發(fā)明還公開(kāi)了一種利用粗鉛連續(xù)精煉爐精煉粗鉛的方法，包括以下步驟:
(O使用含Pb ^ 90%，含Cu ( 5%的熔煉產(chǎn)出的液態(tài)粗鉛作為原料從所述粗鉛流入口送入爐體內(nèi)，鉛液潛流進(jìn)入所述循環(huán)池中；
(2)開(kāi)啟所述循環(huán)池內(nèi)的鉛泵將其中的鉛液泵入所述冷卻溜槽中，經(jīng)所述冷卻溜槽中冷卻器冷卻降溫后的鉛液自留進(jìn)入所述回流池，然后返回爐內(nèi)循環(huán)；
(3)往所述冷卻溜槽中加入硫化劑，使鉛液中的銅形成硫化銅進(jìn)入冰銅相；
(4)給所述爐頂?shù)臒焱ㄈ霘怏w或液體燃料燃燒，使?fàn)t內(nèi)保持950°C~1200°C的加熱溫度，使?fàn)t渣及冰銅處于熔化狀態(tài)； (5)控制所述電動(dòng)撥渣輪工作將熔化狀態(tài)的爐渣及冰銅從所述爐渣及冰銅放出口排入冰銅包和渣包，冰銅可以作為煉銅原料直接銷售的冰銅；
(6)鉛液取樣分析發(fā)現(xiàn)其中含Pb^ 98.5%, Cu ( 0.06%時(shí)，將鉛液連續(xù)放出進(jìn)入后續(xù)澆鑄鉛陽(yáng)極板工序。
[0015]本發(fā)明的工作原理如下:鉛冶煉產(chǎn)出液態(tài)粗鉛(含Pb ^ 90%,含Cu < 5%)從粗鉛流入口送入爐體內(nèi)，鉛液從熔池區(qū)的下部潛流進(jìn)入循環(huán)池中，然后通過(guò)鉛泵打入冷卻溜槽中，經(jīng)冷卻溜槽中的冷卻器冷卻后自流進(jìn)入回流池再返回爐內(nèi)熔池區(qū)，如此循環(huán)流動(dòng)。利用金屬鉛熔點(diǎn)低、密度大及雜質(zhì)在鉛液中的溶解度隨著溫度降低而降低的特性，當(dāng)溫度降低時(shí)雜質(zhì)就會(huì)析出上浮至鉛液表面。通過(guò)爐頂?shù)娜剂蠠飚a(chǎn)生向下的火焰加熱使?fàn)t體內(nèi)的溫度保持為950°C~1200°C，使熔體形成上高下低的溫度梯度，使鉛液在循環(huán)過(guò)程中形成的爐渣及冰銅浮于鉛液的表面并加熱成熔化狀態(tài)，降低了冰銅及爐渣中鉛的含量，最后爐渣和冰銅經(jīng)撥渣輪從排渣口以液態(tài)排出，可產(chǎn)出含銅35%以上、含鉛20%以下的冰銅作為煉銅原料直接銷售。爐膛下部脫銅除雜后的合格鉛液經(jīng)取樣分析達(dá)到電解精煉的質(zhì)量要求含Pb ^ 98.5%, Cu ( 0.06%時(shí)將鉛液連續(xù)放出進(jìn)入后續(xù)澆鑄鉛陽(yáng)極板工序。真正實(shí)現(xiàn)了粗鉛火法精煉的連續(xù)作業(yè)，高脫銅除雜率和工作效率。
[0016]通過(guò)鉛液的循環(huán)冷卻流動(dòng)，加速了冰銅及爐渣的上浮，改變了現(xiàn)有技術(shù)采用攪拌器攪動(dòng)鉛液的運(yùn)動(dòng)方式，降低了爐渣中的含鉛量及爐渣量。同時(shí)消除了攪拌器對(duì)操作的影響，節(jié)省了攪拌器的動(dòng)力消耗和維修工作量。
[0017]通過(guò)爐頂加熱，將粗鉛表面的爐渣和冰銅加熱到熔化狀態(tài)，通過(guò)撥渣輪排出后可以通過(guò)溜槽自流進(jìn)入渣包或者冰銅包，實(shí)現(xiàn)了在封閉狀態(tài)下的自動(dòng)排渣和冰銅，操作簡(jiǎn)單，提高了工作效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了操作環(huán)境，消除了現(xiàn)有技術(shù)造成的環(huán)境污染。
[0018]密閉型爐體結(jié)構(gòu)及在工作過(guò)程中沒(méi)有煙氣及冷卻溜槽、爐渣及冰銅放出口和鉛液虹吸放出口處均設(shè)置煙罩，克服了現(xiàn)有技術(shù)煙氣及鉛蒸汽逸出的缺陷。
[0019]為了進(jìn)一步提高粗鉛的脫銅率，還可通過(guò)往回流池中加入適量的硫化劑來(lái)硫化脫銅。
[0020]爐頂上靠排渣口端設(shè)置的鋼制夾套式活動(dòng)爐頂，在需要進(jìn)行爐內(nèi)清理和檢修時(shí)將其移走即可，爐子工作時(shí)將其蓋好使其處于封閉狀態(tài)。[0021]綜上所述，本精煉爐同時(shí)具有熔析除銅、硫化除銅和除出砷、銻、錫等雜質(zhì)的功能，提高了熔煉粗鉛的脫銅率，使精煉后的粗鉛產(chǎn)品不再需要進(jìn)一步脫銅即能滿足電解精煉陽(yáng)極板的質(zhì)量要求，使產(chǎn)出的冰銅能直接作為煉銅原料直接銷售。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為圖1的立面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3為本發(fā)明的連續(xù)精煉工藝流程。
【具體實(shí)施方式】
[0025]如圖1、圖2所示，本發(fā)明公開(kāi)的這種粗鉛連續(xù)精煉爐，用于精煉含Pb ^ 90%,含Cu ( 5%的熔煉產(chǎn)出的液態(tài)粗鉛。包括爐體1、循環(huán)池2、鉛泵3、冷卻器4、冷卻溜槽5、回流池6、加硫器7和爐頂8。
[0026]爐體I為長(zhǎng)寬比(3~5):1的矩形固定式爐體，由耐火材料砌筑而成,熔池部分包有鋼板外殼。爐體I內(nèi)的熔池底部有沿其橫向的兩道隔墻9，將熔池從加料端開(kāi)始依次分隔成返回區(qū)、產(chǎn)品區(qū)和循環(huán)區(qū)三個(gè)區(qū)域，隔墻9的上端位于鉛液面以下，返回區(qū)和產(chǎn)品區(qū)之間的隔墻9高度小于產(chǎn)品區(qū)和循環(huán)區(qū)之間的隔墻9高度。循環(huán)池2、冷卻溜槽5和回流池6布置于爐體I的縱向同一側(cè)，回流池6與熔池的返回區(qū)連通，循環(huán)池2與循環(huán)區(qū)連通，冷卻溜槽5和回流池6連通。在循環(huán)池2內(nèi)設(shè)置鉛泵3將其內(nèi)的鉛液輸送至冷卻溜槽5中，為了控制冷卻溜槽5中鉛液的溫度，在其中設(shè)置冷卻器4，冷卻器4可采用蛇形冷卻管，在蛇形冷卻管中通入低溫介質(zhì)來(lái)吸收鉛液中的熱量，使鉛液的溫度逐漸降低，蛇形冷卻管的數(shù)量及插入深度可以根據(jù)溫度變化進(jìn)行調(diào)整。循環(huán)池2、冷卻溜槽5和回流池6均由耐火材料砌筑而成。
[0027]爐體I的近循環(huán)池2端爐墻上開(kāi)設(shè)爐渣及冰銅放出口 11，其相對(duì)端開(kāi)設(shè)粗鉛流入口 12，在爐體I的另一側(cè)爐墻上開(kāi)設(shè)虹吸放鉛口 13，該放鉛口與熔池內(nèi)的產(chǎn)品區(qū)連通。爐體I的上端有爐頂8，爐頂8包括由耐火材料砌筑而成的固定頂81和鋼制夾套式的活動(dòng)爐頂82，活動(dòng)爐頂82的位置靠爐渣及冰銅排放口 11端。固定爐頂81上有產(chǎn)生向下火焰的燃料燒嘴83，燃料燒嘴83用于加熱熔體表面的爐渣和冰銅使它們處于熔化狀態(tài)，燃料可以選擇氣體或液體燃料，燒嘴結(jié)構(gòu)根據(jù)燃料種類設(shè)計(jì)，保持爐內(nèi)的加熱溫度為950°C~1200°C。爐渣及冰銅放出口 11處設(shè)置有電動(dòng)撥渣輪10，它通過(guò)爐體I的鋼結(jié)構(gòu)支撐固定。電動(dòng)撥渣輪10將液態(tài)的爐渣及冰銅從相應(yīng)的放出口排出。
[0028]爐體I和爐頂8形成封閉型的結(jié)構(gòu)，防止了工作過(guò)程中的煙氣及鉛蒸汽逸出。爐內(nèi)需要清理或者檢修時(shí)，將爐頂8上的鋼制夾套式的活動(dòng)爐頂82移走，清理或者檢修完成后將其蓋好即可。
[0029]為了使進(jìn)一步提高脫銅速度及脫銅率，給回流池6配套加硫器7，根據(jù)實(shí)際需要往回流池6中加入硫化劑，必要時(shí)還可加入鐵屑及堿，使粗鉛中的銅及其它雜質(zhì)形成硫化銅或爐洛進(jìn)入冰銅相或洛相。
[0030]為了進(jìn)一步防 止煙氣及鉛蒸汽的逸出，還可在冷卻溜槽、爐渣及冰銅放出口和虹吸放鉛口處均設(shè)置煙罩。[0031]利用鉛的低熔點(diǎn)特性，通過(guò)爐頂8上燒嘴83產(chǎn)生的向下火焰加熱熔體表面的爐渣和冰銅，使熔池的上部溫度高于下部溫度，與脫銅除雜所需的溫度梯度一致，提高冰銅中的含銅量，降低爐渣和冰銅中的含鉛量，從而提高粗鉛的脫銅除雜率。將爐體I內(nèi)的熔池與循環(huán)池2和回流池6連通，熔池內(nèi)的鉛液進(jìn)入循環(huán)池2后通過(guò)其內(nèi)設(shè)置的鉛泵3輸送至冷卻溜槽5內(nèi)，通過(guò)冷卻溜槽5中設(shè)置的冷卻器4冷卻后送至回流池6中再進(jìn)入爐體I內(nèi)，如此循環(huán)，使?fàn)t體I內(nèi)的鉛液不停地流動(dòng)冷卻，進(jìn)取樣分析爐膛下部的鉛液中含Pb ≥ 98.5%,Cu ≤0.06%時(shí)，從虹吸放鉛口 13放出，此時(shí)鉛液溫度以390-450°C進(jìn)入澆鑄鍋，在澆鑄鍋內(nèi)加入殘極降溫至340~350°C時(shí)，澆鑄滿足電解精煉要求的鉛陽(yáng)極板。實(shí)現(xiàn)了粗鉛火法精煉的連續(xù)作業(yè)。爐渣及冰銅通過(guò)撥渣輪10實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排渣，提高了工作效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)改善了操作環(huán)境。
[0032]采用本精煉爐實(shí)現(xiàn)了連續(xù)除銅除雜，精煉效率明顯提高，單臺(tái)爐的脫銅除雜率達(dá)到90%以上，即使含銅及其它雜質(zhì)達(dá)到10%，最多也只需兩級(jí)精煉，即可產(chǎn)出電解精煉所要求的陽(yáng)極鉛，一臺(tái)連續(xù)精煉爐至少可以取代兩至三臺(tái)精煉鍋。
【權(quán)利要求】
1.一種粗鉛連續(xù)精煉爐，其特征在于:該精煉爐包括爐體和循環(huán)冷卻裝置，循環(huán)冷卻裝置位于爐體的外側(cè)，包括依次連通的循環(huán)池、冷卻溜槽和回流池，循環(huán)池和回流池分別與爐體的熔池區(qū)下部連通，爐體的一端有粗鉛流入口，另一端有爐渣及冰銅放出口，側(cè)面有虹吸放鉛口，爐頂上設(shè)置有火焰朝下的燃料燒嘴。
2.如權(quán)利要求1所述的粗鉛連續(xù)精煉爐，其特征在于:所述爐體為矩形固定式爐體，由耐火材料砌筑而成，熔池部分包有鋼板外殼。
3.如權(quán)利要求1所述的粗鉛連續(xù)精煉爐，其特征在于:所述爐體內(nèi)的熔池區(qū)底部有兩道橫向的隔墻，將熔池區(qū)從加料端開(kāi)始依次分隔成返回區(qū)、產(chǎn)品區(qū)和循環(huán)區(qū)三個(gè)區(qū)域，隔墻的上端位于鉛液面以下，返回區(qū)和產(chǎn)品區(qū)之間的隔墻高度小于產(chǎn)品區(qū)和循環(huán)區(qū)之間的隔墻高度。
4.如權(quán)利要求3所述的粗鉛連續(xù)精煉爐，其特征在于:所述循環(huán)池、冷卻溜槽和回流池位于所述爐體的縱向一側(cè)，循環(huán)池與爐體所述循環(huán)區(qū)連通，回流池與所述返回區(qū)連通；所述虹吸放鉛口位于所述爐體的縱向另一側(cè)，與產(chǎn)品區(qū)連通。
5.如權(quán)利要求1所述的粗鉛連續(xù)精煉爐，其特征在于:所述爐渣及冰銅放出口和粗鉛流入口分別位于爐體的兩端爐墻上部，其中粗鉛流入口位于所述返回區(qū)端的側(cè)壁上部；所述爐渣及冰銅排放口處設(shè)置有電動(dòng)撥渣輪。
6.如權(quán)利要求1所述的粗鉛連續(xù)精煉爐，其特征在于:所述爐頂包括由耐火材料砌筑而成的固定爐頂和鋼制夾套式的活動(dòng)爐頂，活動(dòng)爐頂?shù)奈恢每繝t渣及冰銅排放口端。
7.如權(quán)利要求1所述的粗鉛連續(xù)精煉爐，其特征在于:所述循環(huán)池內(nèi)有鉛泵，鉛泵的出口連接有將鉛液輸送至所述冷卻溜槽的管道。
8.如權(quán)利要求1所述的粗鉛連續(xù)精煉爐，其特征在于:所述冷卻溜槽內(nèi)有蛇形管冷卻器。
9.如權(quán)利要求3所述的粗鉛連續(xù)精煉爐，其特征在于:所述冷卻溜槽、爐渣及冰銅放出口和虹吸放鉛口處均設(shè)置煙罩。
10.一種利用權(quán)利要求1所述的粗鉛連續(xù)精煉爐精煉粗鉛的方法，包括以下步驟: (O使用含Pb ^ 90%，含Cu ( 5%的熔煉產(chǎn)出的液態(tài)粗鉛作為原料從所述粗鉛流入口送入爐體內(nèi)，鉛液潛流進(jìn)入所述循環(huán)池中； (2)開(kāi)啟所述循環(huán)池內(nèi)的鉛泵將其中的鉛液泵入所述冷卻溜槽中，經(jīng)所述冷卻溜槽中冷卻器冷卻降溫后的鉛液自留進(jìn)入所述回流池，然后返回爐內(nèi)循環(huán)； (3)往所述冷卻溜槽中加入硫化劑，使鉛液中的銅形成硫化銅進(jìn)入冰銅相； (4)給所述爐頂?shù)臒焱ㄈ霘怏w或液體燃料燃燒，使?fàn)t內(nèi)保持950°C~1200°C的加熱溫度，使?fàn)t渣及冰銅處于熔化狀態(tài)； (5)控制所述電動(dòng)撥渣輪工作將熔化狀態(tài)的爐渣及冰銅從所述爐渣及冰銅放出口排入冰銅包和渣包，冰銅可以作為煉銅原料直接銷售的冰銅； (6)鉛液含Pb≥98.5%, Cu≤0.06%時(shí)，將鉛液連續(xù)放出進(jìn)入后續(xù)澆鑄鉛陽(yáng)極板工序。
【文檔編號(hào)】C22B13/06GK103924098SQ201410129442
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】張樂(lè)如, 賀菊香, 陳阜東 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙有色冶金設(shè)計(jì)研究院有限公司