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解析幾種直接火法煉鉛工藝流程

時間:2015-05-18 10:41:30瀏覽次數:3941

解析幾種直接火法煉鉛工藝流程

A基夫賽特法(Klvcet-Cs Process)

基夫賽特法以閃速熔煉為主的一種直接煉鉛鉛鋅礦加工工藝,是由前蘇聯全蘇有色金屬科學研究院開發的。該院于20世紀60年代進行實驗研究,80年代建設了工業生產工廠,經多年生產運行,基夫賽特法已成為工藝先進,技術成熟的現代化鉛鋅礦生產線直接煉鉛法。這種方法的核心設備是基夫賽特爐,由帶火焰噴嘴的反應塔、填有焦炭過濾層的熔池、立式余熱鍋爐、鉛鋅氧化物的還原揮發電熱區組成。

基夫賽特法有如下好處:

(1)系統排放的有害物質含量低于環境保護允許的標準,操作場地具有良好的衛生環境;

(2)產出SO2煙氣濃度高(20% -50%),體積少,有利于煙氣凈化和制酸;

(3)爐料不需要燒結,生產在一臺設備內進行,生產環節少;

(4)焦炭消耗量少,精礦熱能利用率高,能耗低,生產成本低。

盡管基夫賽特法有諸多優點,但它對原料的制備要求較高,人爐的物料粒度需小于1mm,水分需小于1%,這就增加了備料的復雜程度。此外,該工藝需要用含氧濃度大于90%的工業氧氣,因此必須配套建設制氧廠,這樣就增加了投資。

B氧氣底吹煉鉛法(Queneau-Schuhmann-Lurgi Process,QSL)

QSL法這方法是由德國魯奇公司依據同兩位美國申請專利的教授的合作而發展起來的。該法是將鉛精礦加入爐內,鼓入富氧,在硫化鉛被氧化成氧化鉛時,會放出大量熱量使過程自熱,氧化鉛和硫化鉛交互反應生成金屬鉛,部分反應不完全的氧化鉛在還原區加還原劑還原成金屬鉛。硫氧化成二氧化硫。因采用富氧熔煉,煙氣中的二氧化硫濃度高達15%左右,有利于制酸。

QSL法改善了衛生條件,簡化了操作,比傳統流程的投資少,生產成本低,二氧化硫濃度高,但其煙塵率達25%,必須返回處理。此外,渣含鉛高,一定要配臺煙化爐才能得到棄渣。

C艾薩熔煉法(ISA Smelting Process of Lead)

艾薩法是由澳大利亞芒特,艾薩礦業公司和澳洲熔煉公司共同在澳洲熔煉公司浸沒熔煉法的基礎上開發出來的。該法的爐體為固定式圓筒型,賽羅噴槍從爐頂插入,并沒入爐渣。爐料從爐頂加入,煉出的金屬和爐渣從爐子的下部放出。爐渣連續地進入還原爐內,用焦炭還原這種高氧化鉛渣,產出粗鉛。

該技術的核心是采用了空氣冷卻的鋼制噴槍,將冶煉工藝所需的氣體和燃料(需要的話)輸送渣面以下的液態爐渣層中,由此產生的強烈攪動加快了傳熱和傳質,加快了化學反應的進行,所以單位爐容積能力很高,并且提高了燃料的利用率。鋼制噴管通過特別的掛渣作業在噴槍上形成一層渣保護層,從而提高了噴槍的壽命。

D奧托昆普法

奧托昆普法由芬蘭的奧托昆普公司開發,是一種閃速熔煉法。和基夫賽特法相似,混合好的爐料以懸浮狀態通過立式反應室,自上而下,完成氧化和熔化。過程是連續的。整個工藝分干燥、閃速熔煉、爐渣貧化和煙氣處理等幾個部分。奧托昆普爐的體積較小,密閉性好,可避免鉛和硫對工作環境的污染。精礦中的硫被氧化成二氧化硫進人煙氣,產生的熔融粗鉛和爐渣在爐子的沉淀區聚集,粗鉛的硫含量非常低,通過較徹底的氧化,可使粗鉛的含硫量小于0.1%。燃燒器的效率很高,而且通過它能對氧化過程進行嚴格控制,因此在該該工藝中,氧氣的利用率接近100%。在爐子的沉降槽中,熔融的顆粒從煙氣流中分離出來,形成爐渣層。貴金屬進入粗鉛,和粗鉛一道從沉降槽底部連續放出。由于使用氧氣,鉛和二氧化硫的逸出量很少。采用奧托昆普法,可將所有過程,包括爐渣貧化放在一個設備中進行,粗鉛的產率較高,而爐渣的產率較低。爐內的溫度較低,能處理濕的物料

E密閉鼓風爐煉鉛(ISP)法

該法是英國帝國熔煉公司在1939年開始研制的,它合并了鉛和鋅兩種火法流程。20世紀60年代在世界范圍內得到了推廣使用。至今已有11個國家采用共13座爐子用此法生產,年產鉛鋅量占世界總產鉛鋅量的3.l%。

該法的特點:

(1)對原料有較廣泛的適應性,既可處理單一的鉛精礦,又可處理難以選別的鉛鋅混合精礦;

(2)生產率和燃料利用率高。采用直接加熱,熱利用率高,能耗低,冶煉設備能力大大提高,而且有利于實現機械化和自動化,提高勞動生產率;

(3)建筑投資費少。該法以一個系統代替一般的煉鉛,鋅兩種獨立的系統,簡化了冶煉工藝流程,建產占地面積較少,減少設備臺數;

(4)可綜合利用原礦中的有價金屬,比如,金,銀、銅等富集于粗鉛中予以回收;

(5)鎘、鍺等可以從其他產品或中間產品中回收。

但是,該法煉鉛需要消耗較多質量好,價格高的冶金焦炭;該法的技術條件要求較高,如生產過程需要熱焦炭,熱風;對燒結塊物理、化學規格要求高,特別是燒結塊的殘硫要低于1%,致使精礦的燒結過程控制復雜;爐內和冷凝器內部不可避免的產生結瘤,要定期清理,勞動強度大。

綜上所述,國內外的這些直接煉鉛技術既充分利用了硫化物氧化放出的熱量,降低了能耗,又完全回收利用了硫,防止了對環境的污染,均避免了傳統燒結焙燒-鼓風爐熔煉工藝大量返料的問題。

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