專利名稱：脆硫鉛銻礦底吹熔池熔煉方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域，具體涉及一種脆硫鉛銻礦底吹熔池熔煉方法及裝置。
背景技術(shù)：
我國(guó)有著大量的銻、鉛、鋅、錫等共生的復(fù)雜多金屬硫化礦，這類礦石一般不能通 過選礦獲得單獨(dú)的銻精礦，而只能得到以脆硫鉛銻礦為主的鉛銻精礦，此外，還伴隨少量的 銅、銀、鉍、錫、砷等金屬。隨著我國(guó)單一銻礦資源的日漸減少，復(fù)雜的鉛銻礦資源則相對(duì)增 加，因此，脆硫鉛銻礦等復(fù)雜銻礦的生產(chǎn)已成為我國(guó)銻工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。近幾年來，國(guó) 內(nèi)一些科研院校針對(duì)脆硫鉛銻礦目前火法冶煉中存在的流程長(zhǎng)、返料多、低濃度SO2治理難 度大的問題，研究了脆硫鉛銻礦的冶煉新工藝，火法工藝有還原造锍熔煉，酸性濕法工藝有 氯化-水解法、礦漿電解法等。目前國(guó)內(nèi)脆硫鉛銻礦的濕法處理方法大多處于研究階段，尚未成熟，未生產(chǎn)應(yīng)用。 火法處理工藝主要是沸騰爐焙燒脫硫_鼓風(fēng)爐還原熔煉_反射爐氧化吹煉再還原熔煉， 即脆硫鉛銻礦經(jīng)沸騰爐焙燒脫硫，焙砂配料二次燒結(jié)，而后經(jīng)鼓風(fēng)爐還原熔煉，產(chǎn)出鉛銻 合金；鉛銻合金經(jīng)反射爐氧化吹煉，得到銻氧粉和底鉛，使鉛銻分離；銻氧粉再經(jīng)反射爐還 原、精煉生產(chǎn)精銻；底鉛經(jīng)硅氟酸鉛電解生產(chǎn)電鉛，銀被富集在陽(yáng)極泥回收。該工藝為多數(shù) 鉛銻冶煉企業(yè)采用，是唯一成熟的脆硫鉛銻礦冶煉工藝，但該工藝尚存在流程長(zhǎng)、中間產(chǎn)物 多、返料多，裝置自動(dòng)化程度低、銻、鉛的回收率低、生產(chǎn)成本高等問題；此外，由于工藝問 題，煙氣中的二氧化硫濃度不穩(wěn)定，而且濃度低，制酸難度大，不僅造成硫資源的浪費(fèi)，還對(duì) 環(huán)境產(chǎn)生污染。傳統(tǒng)的鉛銻火法冶煉工藝已不適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展對(duì)有色冶金工業(yè)的要求，開 發(fā)使用鉛銻冶煉新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備，逐漸取代能耗高、污染大、效益低下的傳統(tǒng)工藝， 應(yīng)是未來鉛銻冶煉發(fā)展的方向。專利文獻(xiàn)CN 101157994B中公開了一種鉛銻礦氧氣熔池熔 煉方法，雖可一步氧化熔煉產(chǎn)出鉛銻合金，但其無法將鉛、銻分離開來。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種脆硫鉛銻礦底吹熔池熔煉的方法及裝置，該 發(fā)明方法具有工藝流程短、中間產(chǎn)品少、回收率高、資源利用率高、環(huán)境保護(hù)好、生產(chǎn)連續(xù)、 自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)成本較低等優(yōu)勢(shì)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是以底吹氧化爐對(duì)脆硫鉛銻礦進(jìn)行熔池熔煉氧化脫硫，產(chǎn)出含銻高鉛渣、鉛銻合金 和適于制酸的煙氣；再用底吹熔煉爐對(duì)含銻高鉛渣進(jìn)行還原并對(duì)鉛銻合金進(jìn)行吹煉，產(chǎn)出 銻的氧化物和可供電解的粗鉛(Pb ≥ 80%)；再用底吹還原爐對(duì)銻的氧化物進(jìn)行還原，產(chǎn)出 粗銻，具體步驟如下(1)底吹氧化爐脫硫?qū)⒋嗔蜚U銻礦及返回的煙灰和石英按配料計(jì)算要求的量經(jīng)分 別計(jì)量后混合制粒后經(jīng)計(jì)量連續(xù)送入底吹氧化爐，該爐底部保持著由少量鉛銻合金和含銻 高鉛渣熔體形成的熔池，爐子底部的氣體噴槍中連續(xù)噴入氧氣和冷卻噴槍的氮?dú)?，爐內(nèi)入爐物料發(fā)生氧化脫硫及揮發(fā)、造渣作用，生成的煙氣經(jīng)降溫收塵后送硫酸系統(tǒng)制酸，煙塵返 回本爐配料，當(dāng)爐內(nèi)液面升高至一定位置時(shí)，將形成的液態(tài)鉛銻合金及含銻高鉛渣引入下 道工序；(2)底吹熔煉爐還原、吹煉將上述液態(tài)鉛銻合金及含銻高鉛渣引入底吹熔煉爐，同 時(shí)加入冶金計(jì)算要求量的無煙煤、石子、石英及下步返回的渣料，底吹熔煉爐底部保持著由 粗鉛和爐渣組成的熔池，從爐子底部的噴槍中連續(xù)噴入天然氣或煤氣與富氧空氣，入爐物 料中的氧化態(tài)鉛被還原為金屬鉛下沉進(jìn)入粗鉛，入爐物料中的氧化態(tài)銻揮發(fā)入煙氣，入爐 物料中鐵硅鈣發(fā)生造渣反應(yīng)，生成的爐渣浮在熔池上部，入爐物料中的貴金屬大部分被鉛 捕集，富集于粗鉛中，粗鉛通過虹吸放出送電解工序，煙氣經(jīng)降溫收塵后排空，煙塵送底吹 還原爐配料，爐渣通過溜槽排入電熱前床處理；(3)底吹還原爐還原將步驟步驟(2)中煙氣收塵所得的煙塵和生石灰、鐵礦石、石 子及無煙煤按冶金計(jì)算所需要的量混合制粒后經(jīng)計(jì)量連續(xù)加入底吹還原爐，該爐底部保持 著由粗銻和爐渣組成的熔池，從爐子底部連續(xù)噴入天然氣或煤氣與氧氣，入爐物料中的氧 化銻大部分被還原為金屬銻下沉為粗銻，少部分揮發(fā)入煙氣，入爐物料中的鐵硅鈣發(fā)生造 渣反應(yīng)，產(chǎn)生的爐渣浮于熔池上部，粗銻虹吸放出送銻精煉工序，煙氣經(jīng)降溫收塵后放空， 煙塵返回本爐配料，爐渣放出水淬后，返回步驟(2)的底吹熔煉爐配料。上述底吹氧化爐的操作條件為加入底吹氧化爐脆硫鉛銻礦、返回的煙灰和石英 的配比滿足以下要求使混合料的FeCVSiO2為1. 5 2. 0，煙灰配入量/總物料量< 20% ； 上述物料混合制成的顆粒物料的粒度為6 15mm，水分含量6 8%;底吹氧化爐下部保持 600 900mm深的熔池，熔池由含銻高鉛渣和少量鉛銻合金形成，由于合金量較少而且熔池 處于激烈的攪拌狀態(tài)，所以銻鉛合金懸浮在含銻高鉛渣中；爐子保持900 1050°C的溫度； 爐子底部連續(xù)噴入分壓力不小于0. 4Mpa(0. 4 0. 8MPa)的氧氣和氮?dú)?，氮?dú)鈱?duì)氣體噴槍起 保護(hù)作用，氧氣與入爐物料發(fā)生反應(yīng)，把脆硫鉛銻礦與本爐返回的煙灰和石英砂按配料計(jì) 算要求的量混合制粒后經(jīng)計(jì)量連續(xù)加入底吹氧化爐，加入的硫化物燃燒放出的熱量足以維 持爐溫，入爐的物料與噴入的氧氣迅速反應(yīng)，發(fā)生熔化、離解、氧化、脫硫、揮發(fā)、造渣等多種 作用，生成少量鉛銻合金和含銻高鉛渣及煙氣、煙塵；該爐中主要反應(yīng)如下Sb2S3+02 — Sb203+S02(1)PbS+02 — Pb0+S02(2)PbCHSb2O3 — PbO · Sb2O3(3)Pb0+Si02 — PbO · SiO2(4)FeS+02 — Fe0+S02(5)FeCHSiO2 — FeO · SiO2(6)Pb0+Sb203+02 — PbO · Sb2O5(7)Sb203+Sb2S3 — Sb+S02(8)PbO+PbS — Pb+S02(9)Sb+02 — Sb2O3(10)Pb+02 —PbO(11) Sb2S3、Sb2O3及PbS都是極易揮發(fā)的物質(zhì)，揮發(fā)入煙氣的Sb2S3和PbS能和煙氣中的 O2分別發(fā)生反應(yīng)(1)和(2)，煙氣中還發(fā)生
Pb0+S02+02 — PbSO4(12)Sb203+S02+02 — Sb2 (SO4) 3(13)所以煙塵中除含有PbO、Sb2O3外，還含有PbSO4和Sb2 (SO4)3等；該爐產(chǎn)生的煙氣經(jīng) 降溫收塵后，煙氣送硫酸系統(tǒng)制酸，煙塵返回本爐配料；懸浮著少量鉛銻合金的液態(tài)含銻高 鉛渣通過溜槽排入底吹熔煉爐。底吹熔煉爐的操作條件為該爐子下部保持800 1200mm深的熔池，熔池下層為 250 300mm的粗鉛層，上層為爐渣；爐子溫度為1100 1200°C ；爐子底部連續(xù)噴入分壓力 不低于0. 4MPa的天然氣(或煤氣)與富氧空氣，天然氣(或煤氣)與氧氣燃燒放熱保持爐 溫的同時(shí)，對(duì)熔體進(jìn)行劇烈攪拌并參與熔池中的氧化還原反應(yīng)；在所述底吹氧化爐產(chǎn)生的 含銻高鉛渣排入底吹熔煉爐的同時(shí)，向底吹熔煉爐加入冶金計(jì)算需要量的無煙煤、石子、石 英及返回的底吹還原爐渣；入爐的物料中的氧化態(tài)鉛被還原為金屬鉛下沉入粗鉛；入爐物 料中的氧化態(tài)銻大部分揮發(fā)入煙氣，另一部分被還原為金屬銻入粗鉛，又被噴入的空氣中 的氧氣氧化揮發(fā)入煙氣；入爐物料中的鐵硅鈣等發(fā)生造渣反應(yīng)生成熔點(diǎn)較低、流動(dòng)性好、比 重較小的鐵硅鈣爐渣；入爐物料中的貴金屬大部分被鉛捕集，富集于粗鉛(Pb ^ 80% )中。
該爐中主要反應(yīng)如下CH4+02 — CCHH2O(14)CH4+02 — C02+H20(15)PbO · Sb203+C — Pb+Sb+CO(16)PbO · Sb205+C — Pb+Sb+CO(17)PbO · Sb203+C0 — Pb+Sb+C02(18)PbO · Sb205+C0 — Pb+Sb+C02(19)PbO+C — Pb+CO(20)PbO+CO — Pb+C02(21)Sb203+C — Sb+CO(22)Sb203+C0 — Sb+C02(23)Pb+02 — PbO(24)Sb+02 — Sb2O3(25)PbO+Sb — Sb203+Pb(26)FeCHSiO2 — FeO · SiO2(27)Ca0+Si02 — CaO · SiO2(28)該爐產(chǎn)生的煙氣經(jīng)降溫收塵后，煙氣排空，煙塵送底吹還原爐配料；粗鉛送電解工 序進(jìn)一步精煉；爐渣經(jīng)溜槽排入電熱前床。所述電熱前床的操作條件為爐中保持800 1200mm深的熔池，爐溫為1150 1200°C ；所述底吹熔煉爐的爐渣中不可避免的夾帶有粗鉛及無煙煤，排入電熱前床后，一方 面夾帶的粗鉛進(jìn)一步沉降與渣分離，另一方面渣中殘存的氧化態(tài)鉛銻被夾帶的無煙煤進(jìn)一 步還原為金屬鉛和金屬銻下沉入粗鉛，從而使渣貧化為棄渣；棄渣水淬后外賣，粗鉛返回底 吹熔煉爐以便吹出其中多余的銻。當(dāng)棄渣中Pb > 1%, Sb > 2%時(shí)，前床中需補(bǔ)加0.5
的無煙煤，以利于棄渣中殘存鉛銻氧化物的還原。所述底吹還原爐的操作條件為該爐子下部保持800 1200mm深的熔池，熔池下層為250 300mm深的粗銻層，上層為爐渣；爐溫為900 1050°C ；爐子底部連續(xù)噴入壓力 不低于0. 4MPa(0. 4 0. 8MPa)的天然氣(或煤氣)與氧氣，天然氣(或煤氣)與氧氣燃燒 放熱保持爐溫的同時(shí)，對(duì)熔體進(jìn)行劇烈攪拌并參與熔池中的氧化還原反應(yīng)。將所述底吹熔 煉爐和底吹還原爐的煙氣收塵所得的煙塵與無煙煤、生石灰、及鐵礦石按冶金計(jì)算所需要 的量混合制粒后經(jīng)計(jì)量連續(xù)加入底吹還原爐，入爐物料中的氧化銻大部分被煤或CO還原 為金屬銻下沉入粗銻，少部分揮發(fā)入煙氣，入爐物料中的鐵硅鈣等發(fā)生造渣反應(yīng)入渣。該爐 中主要反應(yīng)如下CH4+02 — CCHH2OCH4+02 — CO2+H2OSb203+C — Sb+C0Sb203+C0 — Sb+C02Sb+02 — Sb2O3FeCHSiO2 — FeO · SiO2Ca0+Si02 — CaO · SiO2該爐產(chǎn)生的煙氣降溫收塵后，煙氣排空，煙塵返回本爐配料，粗銻送銻精煉工序， 爐渣水淬后返回底吹熔煉爐配料。所述底吹氧化爐的配料要求為FeO SiO2 = 1. 5 2，煙灰配入量/總物料量 ^ 20% ；上述物料混合制成的顆粒物料的粒度為6 15mm，水分含量6 8%。所述底吹熔煉爐的漁型為FeO 30 38%、Si02 2 5 28%、Ca0 12 15%，返回 的渣料的加入量滿足渣料/總物料量彡10%，無煙煤加入量為總物料量的5 15%。所述底吹還原爐渣型為FeO SiO2 CaO = 0. 9 1. 4 1 0.3 0.7，無煙 煤加入量為總物料量的5 15% ；上述物料混合制成的顆粒物料的粒度為6 15mm，水分 含量6 8%。所述底吹氧化爐的氧料比為入爐精礦質(zhì)量氧氣體積=IT 250 280m3 ；所述 底吹熔煉爐噴入的富氧空氣含氧氣的體積百分含量為21 70%，天然氣與氧氣的體積比 0. 45 0. 5 (煤氣與氧氣的體積比為2. 5 6)；所述底吹還原爐噴入的天然氣與氧氣的體 積比為0. 55 0. 65 (煤氣與氧氣的體積比為3 7)；所述煤氣為發(fā)生爐煤氣或焦?fàn)t煤氣。一種脆硫鉛銻礦底吹熔池熔煉裝置，包括底吹氧化爐、底吹熔煉爐、底吹還原爐和 電熱前床，所述底吹氧化爐、底吹熔煉爐和底吹還原爐均為圓柱狀橫臥式轉(zhuǎn)爐，爐體底部設(shè) 有氣體噴槍口，爐體頂部設(shè)有排煙口、加料口，端頭設(shè)有燒嘴口，端頭或筒體部設(shè)有出渣口， 底吹熔煉爐和底吹還原爐的端頭或筒體側(cè)部還設(shè)有虹吸出鉛口或出銻口，爐子換氣體噴槍 或發(fā)生故障時(shí)可轉(zhuǎn)動(dòng)，使氣體噴槍轉(zhuǎn)出熔池面；所述底吹氧化爐的出渣口和底吹熔煉爐的 進(jìn)料口之間用溜槽連接，底吹熔煉爐的出渣口和電熱前床的進(jìn)渣口之間也用溜槽連接。本發(fā)明具有積極有益的效果1.本發(fā)明熔煉方法采用底吹氧化爐，密封嚴(yán)實(shí)，氣量穩(wěn)定，SO2氣濃可達(dá)10%以上， 可以產(chǎn)出符合兩轉(zhuǎn)兩吸制酸要求的二氧化硫煙氣，硫利用率達(dá)到98%，可以徹底解決銻冶 煉二氧化硫的污染問題。2.本發(fā)明熔煉方法采用三個(gè)底吹爐和一個(gè)電熱前床處理脆硫鉛銻礦產(chǎn)出粗鉛、粗 銻和棄渣，與傳統(tǒng)工藝比較，流程短，中間產(chǎn)物少，返料少，底吹氧化爐能夠依靠硫化物燃燒實(shí)現(xiàn)自熱平衡，能耗低，回收率高，可以大幅度降低成本。3.本發(fā)明熔煉方法產(chǎn)出的含銻高鉛渣以液態(tài)的形式直接進(jìn)入底吹熔煉爐，底吹熔 煉爐的爐渣以液態(tài)形式直接進(jìn)入電熱前床，使得液態(tài)渣的潛熱得以利用，節(jié)能效果明顯。4.本發(fā)明熔煉方法中的三個(gè)密閉底吹爐的熔池均處于劇烈攪拌狀態(tài)，熱利用率 高，產(chǎn)出的煙氣可以采用余熱鍋爐進(jìn)行余熱利用。5.本發(fā)明熔煉方法中的底吹熔煉爐可通過調(diào)節(jié)氧料比與加入的無煙煤量，利用爐 子的特性造成上部還原下部氧化的氣氛，使得大部分的銻進(jìn)入到煙灰中，鉛進(jìn)入到成品粗 鉛中，從而較好的實(shí)現(xiàn)鉛銻分離，所得粗鉛含銻可比傳統(tǒng)工藝合金吹煉所得底鉛含銻降低 2 3個(gè)百分點(diǎn)。6.本發(fā)明的整個(gè)冶煉工藝流程短，設(shè)備少，連續(xù)生產(chǎn)，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。本發(fā)明適用于脆硫鉛銻礦的火法熔煉生產(chǎn)鉛銻的過程。


圖1為一種脆硫鉛銻礦底吹熔池熔煉方法的工藝流程圖；圖2為一種脆硫鉛銻礦底吹熔池熔煉裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為一種脆硫鉛銻礦底吹熔池熔煉裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1 為底吹氧化爐，1. 1、2. 1,3. 1、4. 4 為燒嘴，1. 2、2. 2、3. 2、4. 5 為出煙口，1. 3、 2. 3,3. 3,4. 1為加料口，1. 4,2. 4,3. 4為氣體噴槍口，1. 5為含銻高鉛渣排出口，2為底吹熔 煉爐，2. 5,3. 5,4. 2為出渣口，2. 6為放鉛虹吸口，3為底吹還原爐，3. 6為放銻虹吸口，4為 電熱前床，4. 3為放鉛口，5、6為溜槽，5. 1為底吹氧化爐加料倉(cāng)，6. 1為底吹氧化爐加料核子 秤，7為底吹氧化爐混料皮帶，8為底吹氧化爐進(jìn)料皮帶，9為底吹氧化爐圓筒制粒機(jī)，10為 滾圈，11為齒圈，12、16為托輪，13為驅(qū)動(dòng)齒輪，14為驅(qū)動(dòng)減速機(jī)，15為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，17為底吹 熔煉爐加料倉(cāng)，18為底吹熔煉爐加料核子稱，19為底吹熔煉爐加料皮帶，20為底吹還原爐 加料倉(cāng)，21為底吹還原爐加料核子稱，22為底吹還原爐混料皮帶，23為底吹還原爐圓筒制 粒機(jī)，24為底吹還原爐進(jìn)料皮帶。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 一種脆硫鉛銻礦底吹熔池熔煉裝置，參見圖2、圖3，包括底吹氧化爐1、 底吹熔煉爐2、底吹還原爐3和電熱前床4，所述底吹氧化爐1、底吹熔煉爐2和底吹還原爐 3均為圓柱狀橫臥式轉(zhuǎn)爐，爐體底部分別設(shè)有氣體噴槍口 1. 4,2. 4,3. 4，爐體頂部分別設(shè)有 排煙口 1.2、2. 2、3. 2和加料口 1.3、2. 3、3. 3，端頭設(shè)有燒嘴口 1. 1,2. 1,3. 1，端頭或筒體部 設(shè)有出渣口 2. 5,3. 5,4. 2，底吹熔煉爐2端頭設(shè)有虹吸出鉛口 2. 6，底吹還原爐3筒體側(cè)部 設(shè)有虹吸出銻口 3. 6，爐子換氣體噴槍或發(fā)生故障時(shí)可轉(zhuǎn)動(dòng)，使氣體噴槍轉(zhuǎn)出熔池面；所述 底吹氧化爐1的出渣口 1. 5和底吹熔煉爐2的進(jìn)料口 2. 3之間用溜槽5連接，底吹熔煉爐 2的出渣口 2. 5和電熱前床4的進(jìn)渣口 4. 1之間也用溜槽6連接。底吹氧化爐1的進(jìn)料機(jī) 構(gòu)由加料倉(cāng)5. 1、加料核子秤6. 1、混料皮帶7、圓筒制粒機(jī)9、進(jìn)料皮帶8等構(gòu)成；底吹熔煉 爐2的進(jìn)料機(jī)構(gòu)由加料倉(cāng)17、加料核子秤18、混料皮帶19等構(gòu)成；底吹還原爐3的進(jìn)料機(jī) 構(gòu)由加料倉(cāng)20、加料核子秤21、混料皮帶22、圓筒制粒機(jī)23、進(jìn)料皮帶24等構(gòu)成；底吹氧化 爐1、底吹熔煉爐2、底吹還原爐3的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)均由滾圈10、齒圈11、托輪12、16、驅(qū)動(dòng)齒輪
813、驅(qū)動(dòng)減速機(jī)14及驅(qū)動(dòng)電機(jī)15等構(gòu)成。應(yīng)用上述裝置進(jìn)行脆硫鉛銻礦底吹熔池熔煉的方法，參見圖1、圖2、圖3，將脆硫 鉛銻礦與返回的煙灰及石英砂按配料計(jì)算需要的量混合制粒后經(jīng)計(jì)量連續(xù)從底吹氧化爐1 的加料口 1. 3加入底吹氧化爐中；底吹氧化爐1的下部保持有液態(tài)含銻高鉛渣及少量鉛銻 合金形成的熔池，從安裝在該爐底部的氣體噴槍口 1. 4處的氣體噴槍中連續(xù)噴入氧氣和氮 氣，氮?dú)馄鸨Ｗo(hù)噴槍的作用，氧氣與入爐物料發(fā)生反應(yīng)生成和熔池主體相同的熔體、煙氣和 煙塵；煙氣和煙塵從排煙口 1. 2排出，經(jīng)降溫收塵后，煙氣送硫酸系統(tǒng)制酸，煙塵返回本爐 配料；液態(tài)熔體從排渣口 1. 5排出，經(jīng)溜槽5，從底吹熔煉爐2的進(jìn)料口 2. 3進(jìn)入底吹熔煉 爐2，同時(shí)從2. 3進(jìn)入底吹熔煉爐2的物料還有無煙煤、石子、石英及返回的渣料，這些物料 的加入量是冶金計(jì)算確定的；底吹熔煉爐2的下部保持有粗鉛和爐渣組成的熔池，從安裝 在底吹熔煉爐2的底部的氣體噴槍口 2. 4處的氣體噴槍中連續(xù)噴入天然氣與富氧空氣，入 爐物料與噴入氣體共同作用，使銻大部分以Sb2O3的形態(tài)揮發(fā)入煙氣，鉛大部分以金屬鉛的 形態(tài)入粗鉛，同時(shí)生成鐵硅鈣爐渣；該爐煙氣從排煙口 2. 2排出，降溫收塵后煙氣排空，煙 塵送底吹還原爐3的配料系統(tǒng)；粗鉛從虹吸出鉛口 2. 6排出，送鉛電解工序進(jìn)一步精煉；爐 渣從排渣口 2. 5排出，經(jīng)溜槽6，從電熱前床4的進(jìn)料口 4. 1進(jìn)到電熱前床4中，爐渣在4中 被夾帶的煤進(jìn)一步還原貧化和沉降分離后生成棄渣和粗鉛，棄渣從排渣口 4. 2排出水淬后 外賣，粗鉛從虹吸口 4. 3排出，返回所述底吹熔煉爐2進(jìn)行吹煉；將底吹熔煉爐2和底吹還原爐3的煙氣收塵所得的煙塵和生石灰、鐵礦石及無煙 煤按冶金計(jì)算所需要的量混合制粒后經(jīng)計(jì)量連續(xù)從加料口 3. 3加到底吹還原爐3中；底吹 還原爐3的下部保持著由粗銻和爐渣組成的熔池，從安裝在噴槍口 3. 4處的噴槍中連續(xù)噴 入天然氣與氧氣；在入爐物料與噴入氣體共同作用下，入爐的大部分銻氧化物被還原為金 屬銻入粗銻，少部分揮發(fā)入煙氣，同時(shí)生成主要成分為鐵硅鈣的爐渣；煙氣從排煙口 3. 2排 出，降溫收塵后排空，煙塵返回本爐配料；爐渣從排渣口 3. 5排出，水淬后返回底吹熔煉爐2 的配料；粗銻從虹吸口 3. 6放出，送銻精煉工序；1. 1,2. 1,3. 1、4. 4分別為相應(yīng)爐子的燒嘴 孔，用于安裝燒嘴。所述底吹氧化爐1的操作條件為爐子下部保持600 900mm深的熔池，熔池由含 銻高鉛渣和少量鉛銻合金形成，由于合金量較少而且熔池處于激烈的攪拌狀態(tài)，所以銻鉛 合金懸浮在含銻高鉛渣中；爐子保持900 1050°C的溫度；爐子底部連續(xù)噴入壓力不小于 0. 4MPa的氧氣和氮?dú)?，氮?dú)鈱?duì)氣體噴槍起保護(hù)作用，氧氣與入爐物料發(fā)生反應(yīng)。把脆硫鉛 銻礦與本爐返回的煙灰和石英砂按配料計(jì)算要求的量混合制粒后經(jīng)計(jì)量連續(xù)加入底吹氧 化爐，加入的硫化物燃燒放出的熱量足以維持爐溫，入爐的物料與噴入的氧氣迅速反應(yīng)，發(fā) 生熔化、離解、氧化、脫硫、揮發(fā)、造渣等多種作用，生成少量鉛銻合金和含銻高鉛渣及煙氣、 煙塵；氧料比為入爐精礦質(zhì)量氧氣體積=IT 250 280m3 ；底吹氧化爐的配料要求為 FeO SiO2 = 1. 5 2 ；所述底吹熔煉爐2的操作條件為爐子下部保持600 IOOOmm深的熔池，熔池下 層為250 300mm的粗鉛層，上層為爐渣；爐子溫度為1100 1200°C ；爐子底部連續(xù)噴入 壓力不低于0. 4MPa的天然氣與富氧空氣，天然氣與氧氣燃燒放熱保持爐溫的同時(shí)，對(duì)熔體 進(jìn)行劇烈攪拌并參與熔池中的氧化還原反應(yīng)。在所述底吹氧化爐產(chǎn)生的含銻高鉛渣排入底 吹熔煉爐的同時(shí)，向底吹熔煉爐加入冶金計(jì)算需要量的無煙煤、石子、石英及返回的底吹還原爐渣；入爐的物料中的氧化態(tài)鉛被還原為金屬鉛下沉入粗鉛；入爐物料中的氧化態(tài)銻大 部分揮發(fā)入煙氣，另一部分被還原為金屬銻入粗鉛，又被噴入的空氣中的氧氣氧化揮發(fā)入 煙氣；入爐物料中的鐵硅鈣等發(fā)生造渣反應(yīng)生成熔點(diǎn)較低、流動(dòng)性好、比重較小的鐵硅鈣爐 渣；入爐物料中的貴金屬大部分被鉛捕集，富集于粗鉛中。底吹熔煉爐噴入的富氧空氣含 氧氣的體積百分含量為21 70%，天然氣與氧氣的體積比0. 45 0. 5，底吹熔煉爐的渣型 為FeO 30 38%、SiO2 25 28%、CaO 12 15% ；所述底吹還原爐3的操作條件為該爐子下部保持800 1200mm深的熔池，熔池 下層為250 300mm深的粗銻層，上層為爐渣；爐溫為900 1100°C ；爐子底部連續(xù)噴入壓 力不低于0. 4MPa的天然氣與氧氣，天然氣與氧氣燃燒放熱保持爐溫的同時(shí)，對(duì)熔體進(jìn)行劇 烈攪拌并參與熔池中的氧化還原反應(yīng)。將所述底吹熔煉爐和底吹還原爐的煙氣收塵所得 的煙塵與無煙煤、生石灰、及鐵礦石按冶金計(jì)算所需要的量混合制粒后經(jīng)計(jì)量連續(xù)加入底 吹還原爐，入爐物料中的氧化銻大部分被煤或CO還原為金屬銻下沉入粗銻，少部分揮發(fā)入 煙氣，入爐物料中的鐵硅鈣等發(fā)生造渣反應(yīng)入渣，底吹還原爐渣型為=FeO SiO2 CaO = 0.9 1.4 1 0.3 0.7，底吹還原爐噴入的天然氣與氧氣的體積比為0.55 0.65;所述電熱前床4的操作條件為爐中保持800 IOOOmm深熔池，爐溫為1150 1200°C。所述底吹熔煉爐的爐渣中不可避免的夾帶有粗鉛及無煙煤，排入電熱前床后，一方 面夾帶的粗鉛進(jìn)一步沉降與渣分離，另一方面渣中殘存的氧化態(tài)鉛銻被夾帶的無煙煤進(jìn)一 步還原為金屬鉛和金屬銻下沉入粗鉛，從而使渣貧化為棄渣。棄渣水淬后外賣，粗鉛返回底 吹熔煉爐以便吹出其中多余的銻。當(dāng)棄渣中Pb > 1%, Sb > 2%時(shí)，前床中需補(bǔ)加0.5
的無煙煤，以利于棄渣中殘存鉛銻氧化物的還原。實(shí)施例2 —種脆硫鉛銻礦底吹熔池熔煉方法，所述底吹熔煉爐2的底部噴槍口 2. 4 處安裝的氣體噴槍中連續(xù)噴入煤氣和富氧空氣，煤氣的壓力不低于0. 4MPa，煤氣為發(fā)生爐 煤氣或焦?fàn)t煤氣，煤氣與氧氣的體積比為2. 5 6 ；所述底吹還原爐3的底部氣體噴槍口 3. 4處安裝的氣體噴槍中連續(xù)噴入煤氣與氧 氣，煤氣的壓力不低于0. 4MPa，煤氣為發(fā)生爐煤氣或焦?fàn)t煤氣煤氣，與氧氣的體積比為3 7 ；其余與實(shí)例1相同。
權(quán)利要求
一種脆硫鉛銻礦底吹熔池熔煉方法，其特征在于，包括以下步驟(1)底吹氧化爐脫硫?qū)⒋嗔蜚U銻礦及返回的煙灰和石英按配料計(jì)算要求的量經(jīng)分別計(jì)量后混合制粒后經(jīng)計(jì)量連續(xù)送入底吹氧化爐，該爐底部保持著由少量鉛銻合金和含銻高鉛渣熔體形成的熔池，爐子底部的氣體噴槍中連續(xù)噴入氧氣和冷卻噴槍的氮?dú)?，爐內(nèi)入爐物料發(fā)生氧化脫硫及揮發(fā)、造渣作用，生成的煙氣經(jīng)降溫收塵后送硫酸系統(tǒng)制酸，煙塵返回本爐配料，當(dāng)爐內(nèi)液面升高至一定位置時(shí)，將形成的液態(tài)鉛銻合金及含銻高鉛渣引入下道工序；(2)底吹熔煉爐還原、吹煉將上述液態(tài)鉛銻合金及含銻高鉛渣引入底吹熔煉爐，同時(shí)加入冶金計(jì)算要求量的無煙煤、石子、石英及下步返回的渣料，底吹熔煉爐底部保持著由粗鉛和爐渣組成的熔池，從爐子底部的噴槍中連續(xù)噴入天然氣或煤氣與富氧空氣，入爐物料中的氧化態(tài)鉛被還原為金屬鉛下沉進(jìn)入粗鉛，入爐物料中的氧化態(tài)銻揮發(fā)入煙氣，入爐物料中鐵硅鈣發(fā)生造渣反應(yīng)，生成的爐渣浮在熔池上部，入爐物料中的貴金屬大部分被鉛捕集，富集于粗鉛中，粗鉛通過虹吸放出送電解工序，煙氣經(jīng)降溫收塵后排空，煙塵送底吹還原爐配料，爐渣通過溜槽排入電熱前床處理；(3)底吹還原爐還原將步驟步驟(2)中煙氣收塵所得的煙塵和生石灰、鐵礦石、石子及無煙煤按冶金計(jì)算所需要的量混合制粒后經(jīng)計(jì)量連續(xù)加入底吹還原爐，該爐底部保持著由粗銻和爐渣組成的熔池，從爐子底部連續(xù)噴入天然氣或煤氣與氧氣，入爐物料中的氧化銻大部分被還原為金屬銻下沉為粗銻，少部分揮發(fā)入煙氣，入爐物料中的鐵硅鈣發(fā)生造渣反應(yīng)，產(chǎn)生的爐渣浮于熔池上部，粗銻虹吸放出送銻精煉工序，煙氣經(jīng)降溫收塵后放空，煙塵返回本爐配料，爐渣放出水淬后，返回步驟(2)的底吹熔煉爐配料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脆硫鉛銻礦底吹熔池熔煉方法，其特征在于，在所述步驟(1)中，加入底吹氧化爐脆硫鉛銻礦、返回的煙灰和石英的配比滿足以下要求使混合料的 FeCVSiO2為1. 5 2. 0，煙灰配入量/總物料量< 20%；上述物料混合制成的顆粒物料的粒 度為6 15mm，水分含量6 8%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脆硫鉛銻礦底吹熔池熔煉方法，其特征在于，在所述步驟(2) 中，石子、石英的加入量應(yīng)滿足渣型FeO 30 38%、Si02 25 28%、Ca0 12 15%的要求， 返回的渣料的加入量滿足渣料/總物料量彡10%，無煙煤加入量為總物料量的5 15%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脆硫鉛銻礦底吹熔池熔煉方法，其特征在于，在所述步驟(3) 中，生石灰、鐵礦石、石子加入量滿足渣型FeO SiO2 CaO = O. 9 1.4 1 0. 3 0. 7 的要求，無煙煤加入量為總物料量的5 15% ；上述物料混合制成的顆粒物料的粒度為6 15mm，水分含量6 8%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脆硫鉛銻礦底吹熔池熔煉方法，其特征在于，在所述步驟(2)中，排入電熱前床中的爐渣，進(jìn)一步沉降分離，使?fàn)t渣中夾帶的粗鉛沉到底部，爐渣中 殘存的氧化態(tài)鉛、銻被爐渣中夾帶的無煙煤繼續(xù)還原為單質(zhì)狀態(tài)，匯集沉至底部，使?fàn)t渣含 Pb ( 1%, Sb ( 2%，爐渣放出后水淬，虹吸出粗鉛，返回所述步驟(2)中的底吹熔煉爐，以 吹出其中所含的過量銻，使鉛含量> 80%，達(dá)到電解精煉的要求。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的脆硫鉛銻礦底吹熔池熔煉方法，其特征在于，所述電熱前床中保持熔池深度為800 1200mm，爐溫為1150 1200°C，在棄渣含Pb > 1 %，Sb > 2%時(shí)， 補(bǔ)加重量為渣量0. 5 1 %的無煙煤。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脆硫鉛銻礦底吹熔池熔煉方法，其特征在于，在所述步驟(1) 中，底吹氧化爐噴入氧氣與氮?dú)獾姆謮毫鶠?. 4 0. 8MPa，氧氣體積脆硫鉛銻礦質(zhì)量 =250 280m3 IT ；熔池深度保持為600 900mm，爐溫保持為900 1050°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脆硫鉛銻礦底吹熔池熔煉方法，其特征在于，在所述步驟(2) 中，底吹熔煉爐噴入天然氣或煤氣與富氧空氣的分壓力0. 4 0. 8MPa，所述富氧空氣含氧 量為21 70%，噴入的天然氣與氧氣的體積比為0. 45 0. 5或噴入的煤氣與氧氣的體積 比為2. 5 6，所述煤氣為焦?fàn)t煤氣或發(fā)生爐煤氣；熔池深度保持600 1000mm，下層為粗 鉛，厚度為250 300mm，上層為爐渣，爐溫保持1100 1200°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脆硫鉛銻礦底吹熔池熔煉方法，其特征在于，所述底吹還原 爐噴入天然氣或煤氣與氧氣的分壓力均為0. 4 0. 8MPa，噴入的天然氣與氧氣的體積比為 0. 55 0. 65或噴入的煤氣與氧氣的體積比3 7 ；熔池深度保持800 1200mm，下層為粗 銻，厚度為250 300mm，上層為爐渣，爐溫保持900 1050°C。
10.權(quán)利要求所述脆硫鉛銻礦底吹熔池熔煉方法所用底吹熔池熔煉裝置，包括底吹氧 化爐、底吹熔煉爐、底吹還原爐和電熱前床，其特征在于，所述底吹氧化爐、底吹熔煉爐和底 吹還原爐均為圓柱狀橫臥式轉(zhuǎn)爐，爐體底部設(shè)有氣體噴槍口，爐體頂部設(shè)有排煙口、加料 口，端頭設(shè)有燒嘴口，端頭或筒體部設(shè)有出渣口，底吹熔煉爐和底吹還原爐的端頭或筒體側(cè) 部還設(shè)有虹吸出鉛口或出銻口，爐子換氣體噴槍或發(fā)生故障時(shí)可轉(zhuǎn)動(dòng)，使氣體噴槍轉(zhuǎn)出熔 池面；所述底吹氧化爐的出渣口和底吹熔煉爐的進(jìn)料口之間用溜槽連接，底吹熔煉爐的出 渣口和電熱前床的進(jìn)渣口之間也用溜槽連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種脆硫鉛銻礦底吹熔池熔煉方法及裝置。其方法是以底吹氧化爐對(duì)脆硫鉛銻礦進(jìn)行熔池熔煉氧化脫硫，產(chǎn)出含銻高鉛渣、鉛銻合金和適于制酸的煙氣；再用底吹熔煉爐對(duì)含銻高鉛渣進(jìn)行還原并對(duì)鉛銻合金進(jìn)行吹煉，產(chǎn)出銻的氧化物和可供電解的粗鉛；再用底吹還原爐對(duì)銻的氧化物進(jìn)行還原，產(chǎn)出粗銻。本發(fā)明熔煉方法采用三個(gè)底吹爐和一個(gè)電熱前床處理脆硫鉛銻礦產(chǎn)出粗鉛、粗銻和棄渣，與傳統(tǒng)工藝比較，流程短，鉛銻分離效果好，中間產(chǎn)物少，返料少、資源利用率高、生產(chǎn)連續(xù)，底吹氧化爐能夠依靠硫化物燃燒實(shí)現(xiàn)自熱平衡，能耗低，回收率高，可以大幅度降低成本。
文檔編號(hào)C22B30/02GK101935766SQ20101026730
公開日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者劉素紅, 張和平, 李貴, 楊明, 狄聚才, 趙傳合, 趙振波, 陳會(huì)城 申請(qǐng)人:河南豫光金鉛股份有限公司