專利名稱：底吹熔煉電熱還原煉鉛鋅工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及底吹熔煉鉛鋅技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種底吹熔煉電熱還原煉鉛鋅工藝。
背景技術(shù)：
當(dāng)前世界上同時(shí)熔煉鉛鋅的工藝僅有ISP。ISP工藝是將鉛鋅混合礦配一定量的熔劑在燒機(jī)上進(jìn)燒結(jié)脫硫焙燒。產(chǎn)出熱燒塊進(jìn)入燒結(jié)塊保溫倉，與預(yù)熱至800°c以上熱焦炭，分批從燒結(jié)塊保溫倉和焦炭保倉中排入加料罐中，通過加料罐加入密閉鼓風(fēng)爐中，由密閉鼓風(fēng)爐風(fēng)口送入經(jīng)考貝式熱風(fēng)爐預(yù)至800°C以上的熱風(fēng)將燒結(jié)塊進(jìn)行還原熔煉，由爐缸產(chǎn)出粗鉛和爐渣，由爐頂一側(cè)產(chǎn)出含鋅蒸汽的煙氣經(jīng)鉛雨冷凝器捕集后進(jìn)行冷卻分離鉛、鋅。鉛循環(huán)使用，分離出粗鋅即為鋅產(chǎn)品。該工藝存在燒結(jié)過程S02的逸散及大量返料多段破碎造成的鉛塵污染難以根治，加上工藝配套設(shè)施復(fù)雜、投資高等缺點(diǎn)，已進(jìn)入淘汰期。世界原有十七條ISP生產(chǎn)線，已有六條關(guān)閉。我國有五條，已關(guān)閉兩條。鋅的火法冶煉能耗高，世界上80%以上均采用濕法煉鋅。隨著世界各國對(duì)環(huán)境要求日趨嚴(yán)格，所有濕法煉鋅工藝的浸出渣排放都是大問題。為實(shí)現(xiàn)濕法煉鋅渣的無害化和綜合利用，目前均采用回轉(zhuǎn)窯、煙化爐、頂吹爐等火法工藝處理、至使?jié)穹掍\總體綜合能耗又大幅度提聞
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題之一或至少提供一種有用的商業(yè)選擇。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種具有環(huán)境友好、工藝流程短和經(jīng)濟(jì)效益好的底吹熔煉電熱還原煉鉛鋅工藝。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的底吹熔煉電熱還原煉鉛鋅工藝，包括如下步驟:將鉛鋅混合物料和熔劑加入富氧底吹熔煉爐內(nèi)進(jìn)行熔煉，得到含鉛鋅氧化物的熔體和熔煉煙氣；使所述含鉛鋅氧化物的熔體流入礦熱電爐內(nèi)，向所述礦熱電爐內(nèi)加入還原劑進(jìn)行還原反應(yīng)，以得到粗鉛、含鋅蒸汽的煙氣和渣；和從所述礦熱電爐的放鉛口排出所述粗鉛，從所述礦熱電爐的放渣口排出所述渣，使從所述礦熱電爐排出的含鋅蒸汽的煙氣通過鋅雨冷凝器以得到粗鋅和脫鋅煙氣。由此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的底吹熔煉電熱還原煉鉛鋅工藝，通過采用富氧底吹熔煉替代燒結(jié)熔煉工藝，一方面減少了對(duì)環(huán)境的污染，并大幅提升了硫酸產(chǎn)量，另一方面可以直接向礦熱電爐內(nèi)輸送含鉛鋅氧化物的熔體，因此省去了爐料熔化過程，降低了單位產(chǎn)品的電能消耗。另外，本發(fā)明的工藝取消了用于還原過程的考貝式熱風(fēng)爐、焦炭預(yù)熱爐、焦炭保溫倉、燒結(jié)塊保溫倉等設(shè)備，不僅縮短了工藝流程，而且同等規(guī)模下降低了基建投資。最后，本發(fā)明的工藝克服了現(xiàn)有技術(shù)只能從含鋅物料中獲得氧化鋅煙塵而得不到金屬鋅的缺陷，大大提高了本發(fā)明工藝的經(jīng)濟(jì)效益。
另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的底吹熔煉電熱還原煉鉛鋅工藝還可以具有如下附加的技術(shù)特征:根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還包括對(duì)所述脫鋅煙氣進(jìn)行濕式除塵以得到燃料煤氣。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還包括:利用余熱鍋爐回收所述熔煉煙氣中的余熱。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還包括對(duì)回收余熱后的所述熔煉煙氣進(jìn)行凈化除塵，然后制fe。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還包括將凈化除塵得到的煙塵和從所述余熱鍋爐排出的煙塵返回所述富氧底吹熔煉爐內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述還原劑包括碎焦。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施 例，所述還原劑還包括通過還原劑噴槍噴入所述礦熱電爐內(nèi)的粉煤或天燃?xì)?。根?jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述鉛鋅混合物料包括鉛鋅精礦和鉛鋅二次物料中的至少一種。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述鉛鋅二次物料包括鋅渣、鉛泥和煙塵中的至少一種。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:圖1是用于實(shí)施例根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的底吹熔煉電熱還原煉鉛鋅工藝的設(shè)備示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的底吹熔煉電熱還原煉鉛鋅工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。
在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。下面首先參考圖1描述可以用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的底吹熔煉電熱還原煉鉛鋅工藝的底吹熔煉電熱還原煉鉛鋅設(shè)備。需要理解的是，下面描述的底吹熔煉電熱還原煉鉛鋅設(shè)備僅僅是實(shí)施根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的底吹熔煉電熱還原煉鉛鋅工藝的一個(gè)具體示例，而不能理解為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的底吹熔煉電熱還原煉鉛鋅工藝必須唯一地采用下面描述的設(shè)備實(shí)施。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的底吹熔煉電熱還原煉鉛鋅設(shè)備包括:富氧底吹熔煉爐10、礦熱電爐20和鋅雨冷凝器30。具體而言，富氧底吹熔煉爐10具有熔煉加料口 11、熔煉煙氣出口 12和熔體排放口
13。鉛鋅混合物料和熔劑可以通過定量給料機(jī)輸送至混料機(jī)內(nèi)，經(jīng)混料機(jī)混合后再通過熔煉加料口 11進(jìn)入富氧底吹熔煉爐 10。礦熱電爐20具有電爐加料口 21、放鉛口 22、放渣口 23和電爐煙氣出口 24。礦熱電爐20的加料口 21通過滑槽60與熔體排放口 13相連，以便從熔體排放口 13排出的含鉛鋅氧化物的熔體通過電爐加料口 21流入礦熱電爐20內(nèi)。鋅雨冷凝器30的進(jìn)氣口 31與電爐煙氣出口 24相連，以便從礦熱電爐20的電爐煙氣出口 24排出的含鋅蒸汽的煙氣通過鋅雨冷凝器30回產(chǎn)出粗鋅。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，底吹熔煉電熱還原煉鉛鋅設(shè)備還包括余熱鍋爐40和除塵器50。余熱鍋爐40的進(jìn)煙口 41與富氧底吹熔煉爐10的熔煉煙氣出口 12相連，以便將從熔煉煙氣出口 12排出的含有高濃度SO2的高溫熔煉煙氣輸送至余熱鍋爐40。而除塵器50的進(jìn)口 51與余熱鍋爐40的出煙口 42相連。余熱鍋爐40 —方面回收高溫?zé)煔獾挠酂嵊枰岳?，例如生產(chǎn)蒸汽發(fā)電，另一方面，將高溫?zé)煔廨斔椭脸龎m器凈化后，可以再輸送至制酸工序設(shè)備中以生產(chǎn)硫酸。另外，余熱鍋爐40和除塵器50收集的鉛鋅煙塵可返回富氧底吹熔煉爐10以作為鉛鋅二次物料二次使用。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的底吹熔煉電熱還原煉鉛鋅設(shè)備，通過富氧底吹熔煉爐10在同時(shí)熔煉鉛和鋅的過程中能夠避免ISP工藝的燒結(jié)工藝嚴(yán)重污染環(huán)境的問題。通過礦熱電爐20煉鋅不僅縮短了冶煉流程，而且實(shí)現(xiàn)了渣的無害化。另外，本發(fā)明實(shí)施例的底吹熔煉電熱還原煉鉛鋅設(shè)備能夠根治SO2逸散和返料破碎所造成的鉛塵污染等環(huán)保問題。另外，礦熱電爐20可以設(shè)有用于向礦熱電爐20內(nèi)噴入粉煤和/或天然氣的還原劑噴槍25。礦熱電爐20優(yōu)選為三相交流電爐或單相直流電爐。富氧底吹熔煉爐10可以設(shè)有用于向富氧底吹熔煉爐10內(nèi)噴入氧氣的氧氣噴槍
14。從而提聞溶煉效果。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述底吹熔煉電熱還原煉鉛鋅設(shè)備還包括濕式除塵器，所述濕式除塵器(未示出)的進(jìn)口與鋅雨冷凝器30的煙氣出口相連，以便對(duì)從鋅雨冷凝器30的煙氣出口排出的分離出粗鉛的煙氣進(jìn)行凈化，可以用作燃料煤氣。
下面參考圖2來描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的底吹熔煉電熱還原煉鉛鋅工藝。如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的底吹熔煉電熱還原煉鉛鋅工藝包括如下步驟:步驟1，將鉛鋅混合物料和熔劑加入富氧底吹熔煉爐10內(nèi)進(jìn)行熔煉，得到含鉛鋅氧化物的熔體和熔煉煙氣。步驟2，含鉛鋅氧化物的熔體通過富氧底吹熔煉爐10的熔體排放口 13和礦熱電爐20的加料口 21流入礦熱電爐20內(nèi)。此時(shí)，向礦熱電爐內(nèi)20加入還原劑進(jìn)行還原反應(yīng)，以得到粗鉛、含鋅蒸汽的煙氣和渣。步驟3，粗鉛從礦熱電爐20的放鉛口 22排出，渣從礦熱電爐20的放渣口 23排出，從礦熱電爐20的電爐煙氣出口 24排出的含鋅蒸汽的煙氣，通過鋅雨冷凝器30的進(jìn)氣口 31進(jìn)入鋅雨冷凝器30內(nèi)，以便得到粗鋅和脫鋅煙氣。在步驟I后，將從熔煉煙氣出口 12排出的含有高濃度SO2的高溫熔煉煙氣輸送至余熱鍋爐40。余熱鍋爐40 —方面回收高溫?zé)煔獾挠酂嵊枰岳?，例如生產(chǎn)蒸汽發(fā)電，另一方面，將高溫?zé)煔廨斔椭脸龎m器50凈化后，可以再輸送至制酸工序設(shè)備中以生產(chǎn)硫酸。由于在冶煉過程中有效防止了 SO2的逸散，因此大幅提升了熔煉煙氣中SO2的濃度，進(jìn)而提高了后續(xù)制酸工藝回收的酸的產(chǎn)量(提高硫酸產(chǎn)量5%以上)，并且小規(guī)模制酸設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)制酸。由此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的底吹熔煉電熱還原煉鉛鋅工藝，通過采用富氧底吹熔煉替代燒結(jié)熔煉工藝，一方面減小了對(duì)環(huán)境的污染，并大幅提升了硫酸產(chǎn)量，另一方面可以直接向礦熱電爐20內(nèi)輸送含鉛鋅氧化物的熔體，因此省去了爐料熔化過程，降低了單位產(chǎn)品的電能消耗。另外，本發(fā)明的工藝取消了用于還原過程的考貝式熱風(fēng)爐、焦炭預(yù)熱爐、焦炭保溫倉、燒結(jié)塊保溫倉等設(shè)備，不僅縮短了工藝流程，而且同等規(guī)模下降低了基建投資。最后，本發(fā)明的工藝克服了現(xiàn) 有技術(shù)只能從含鋅物料中獲得氧化鋅煙塵而得不到金屬鋅的缺陷，大大提高了本發(fā)明工藝的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，如圖2所示，在步驟2中所得的脫鋅煙氣中含有大量CO,因此，經(jīng)過煙氣凈化，例如濕式除塵后，脫鋅煙氣可以作為燃料煤氣使用。將除塵器50凈化除塵后得到的煙塵和從余熱鍋爐40排出的煙塵收集后返回富氧底吹熔煉爐10內(nèi)作為鉛鋅二次物料使用。在本發(fā)明實(shí)施例的底吹熔煉電熱還原煉鉛鋅工藝中，加入富氧底吹熔煉爐10的鉛鋅混合物料包括鉛鋅精礦和鉛鋅二次物料中的至少一種，而鉛鋅二次物料則可以包括鋅渣、鉛泥和鉛鋅煙塵中的至少一種，其中鉛鋅煙塵包括高爐煉鐵及電爐煉鋼等鉛鋅煙塵。因此，本發(fā)明實(shí)施例的底吹熔煉電熱還原煉鉛鋅工藝原料適應(yīng)性廣，適用于多種物料,這樣可以免去鉛鋅礦的鉛、鋅分選工序,降低了精礦成本。另外,在步驟2中加入的還原劑包括碎焦。優(yōu)選地,還原劑還包括通過還原劑噴槍25噴入礦熱電爐20內(nèi)的粉煤或天燃?xì)?。在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范 圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。
權(quán)利要求
1.一種底吹熔煉電熱還原煉鉛鋅工藝，其特征在于，包括如下步驟: 將鉛鋅混合物料和熔劑加入富氧底吹熔煉爐內(nèi)進(jìn)行熔煉，得到含鉛鋅氧化物的熔體和熔煉煙氣； 使所述含鉛鋅氧化物的熔體流入礦熱電爐內(nèi)，向所述礦熱電爐內(nèi)加入還原劑進(jìn)行還原反應(yīng)，以得到粗鉛、含鋅蒸汽的煙氣和渣；和 從所述礦熱電爐的放鉛口排出所述粗鉛，從所述礦熱電爐的放渣口排出所述渣，使從所述礦熱電爐排出的含鋅蒸汽的煙氣通過鋅雨冷凝器以得到粗鋅和脫鋅煙氣。
2.根據(jù)權(quán)利 要求1所述的底吹熔煉電熱還原煉鉛鋅工藝，其特征在于，還包括對(duì)所述脫鋅煙氣進(jìn)行濕式除塵以得到燃料煤氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的底吹熔煉電熱還原煉鉛鋅工藝，其特征在于，還包括:利用余熱鍋爐回收所述熔煉煙氣中的余熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的底吹熔煉電熱還原煉鉛鋅工藝，其特征在于，還包括對(duì)回收余熱后的所述熔煉煙氣進(jìn)行凈化除塵，然后制酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的底吹熔煉電熱還原煉鉛鋅工藝，其特征在于，還包括將凈化除塵得到的煙塵和從所述余熱鍋爐排出的煙塵返回所述富氧底吹熔煉爐內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的底吹熔煉電熱還原煉鉛鋅工藝，其特征在于，所述還原劑包括碎焦。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的底吹熔煉電熱還原煉鉛鋅工藝，其特征在于，所述還原劑還包括通過還原劑噴槍噴入所述礦熱電爐內(nèi)的粉煤或天燃?xì)狻?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的底吹熔煉電熱還原煉鉛鋅工藝，其特征在于，所述鉛鋅混合物料包括鉛鋅精礦和鉛鋅二次物料中的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的底吹熔煉電熱還原煉鉛鋅工藝，其特征在于，所述鉛鋅二次物料包括鋅渣、鉛泥和鉛鋅煙塵中的至少一種。
全文摘要
本發(fā)明提出一種底吹熔煉電熱還原煉鉛鋅工藝，底吹熔煉電熱還原煉鉛鋅工藝包括如下步驟將鉛鋅混合物料和熔劑加入富氧底吹熔煉爐內(nèi)進(jìn)行熔煉，得到含鉛鋅氧化物的熔體和熔煉煙氣；使所述含鉛鋅氧化物的熔體流入礦熱電爐內(nèi)，向所述礦熱電爐內(nèi)加入還原劑進(jìn)行還原反應(yīng)，以得到粗鉛、含鋅蒸汽的煙氣和渣；和從所述礦熱電爐的放鉛口排出所述粗鉛，從所述礦熱電爐的放渣口排出所述渣，使從所述礦熱電爐排出的含鋅蒸汽的煙氣通過鋅雨冷凝器以得到粗鋅和脫鋅煙氣，煙氣再洗滌除塵后即為燃料煤氣。由此，本發(fā)明的工藝，一方面杜絕了對(duì)環(huán)境的污染，并大幅提升了硫酸產(chǎn)量，另一方面直接向礦熱電爐內(nèi)輸送含鉛鋅氧化物的熔體，因此省去了爐料熔化過程，降低了單位產(chǎn)品的電能消耗。
文檔編號(hào)C22B19/00GK103205582SQ201310077019
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月11日
發(fā)明者蔣繼穆, 胡丕成, 陸志方, 尉克儉, 李東波, 陳德喜, 王忠實(shí), 朱讓賢 申請(qǐng)人:中國恩菲工程技術(shù)有限公司