铅锌炉渣的回收工艺及系统的制作方法

文档序号:3428730阅读:433来源:国知局
专利名称:铅锌炉渣的回收工艺及系统的制作方法
技术领域
本发明涉及一种有色金属炉渣的回收工艺及系统,尤其涉及一种铅锌炉渣的回收工艺及系统。
背景技术
铅锌炉渣包括炼铅鼓风炉渣、炼锌鼓风炉渣、炼铅锌鼓风炉渣和直接熔炼
炉渣,通常含有铅1~3%、锌6~20%、铟及锗等有价金属。
目前,工业上已应用的铅锌炉渣处理方法主要有两种,烟化炉吹炼法和回转窑挥发法,回转窑挥发法由于窑的寿命短,耐火材料消耗量大,燃料消耗高,成本较高,至今大型厂矿已很少釆用,而其它方法如旋涡熔炼和氯化挥发等未在工业上大规模应用。
烟化炉吹炼法是铅锌冶炼产出的热熔渣经电热前床或反射炉保温,周期性或连接地加入烟化炉,用 一次空气带入煤粉后与二次空气混合鼓入熔渣内进行吹炼,煤粉燃烧后产生的一氧化碳和煤粉中的碳还原渣中的铅锌氧化物生成铅锌蒸气,被鼓入的三次空气或炉气再次氧化生成固体氧化铅和氧化锌,随烟气进入冷却室进行冷却,最后被布袋收尘器收集,产物主要是粗氧化锌;烟化炉吹炼法具有处理量大,机械化程度高,能耗低等优点,被大多数厂家釆用。
然而,不论是烟化炉吹炼法还是回转窑挥发法及旋涡熔炼法,其产物主要都是粗氧化锌, 一般的化学成分为锌40~60%;铅6~200/。;锗0. 005 ~ 0. 04%;铁1~4%;氧化钙和氧化铝约1%; 二氧化硅O. 5~3%等;粗氧化锌是冶炼铅锌和生产铅锌化合物的一种初级原料,经济价值低,若用于冶炼铅锌则需要多道工序和较高的生产成本,不但金属回收率偏低,而且对环境污染也大
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺流程短、金属回收率高、生产成本低的铅锌炉渣的回收工艺。
为实现上述发明目的,本发明采用如下技术方案本发明提供的铅锌炉渣的回收工艺,包括如下步骤加热将铅锌炉渣加热到1250 ~ 135(TC形成过热铅锌熔渣;吹炼将铅锌熔渣送入烟化炉中,并向烟化炉中鼓入还原剂和空气对铅锌熔渣进行吹炼,调整炉气中C0/C02比值,获得含铅锌蒸气的炉气;冷凝将含铅锌蒸气的炉气经铅雨冷凝器冷却,荻得粗铅和粗锌。进一步,本发明工艺,还包括如下步骤
洗涤将经冷凝器冷却后的含微量铅锌的炉气,经洗涂后获得干净的低热值煤气。
其中,所述步骤吹炼中,所述还原剂经干燥,水分降为1%以下后鼓入烟化炉。
所述步骤吹炼中,所述空气在预热到400 - 80(TC后鼓入烟化炉。优选地,所述还原剂为焦粉。
本发明的另一目的是提供一种工艺流程短、金属回收率高、生产成本低的铅锌炉渣的回收系统。
为实现上述发明目的,本发明釆用如下技术方案本发明提供的铅锌炉渣的回收系统,包括
加热炉利用电热前床或反射炉将铅锌炉渣加热到1250 ~ 1350。C形成过热铅锌熔渣;
烟化炉将铅锌熔渣送入烟化炉中,并向烟化炉中鼓入还原剂和空气对铅锌熔渣进行吹炼,获得含铅锌蒸气的炉气;
冷凝器将含铅锌蒸气的炉气经铅雨冷凝器冷却,获得粗铅和粗锌。进一步,本发明系统还包括
洗涤器将经冷凝器冷却后的含微量铅锌的炉气,经洗涤后获得干净的低热值煤气。本发明提供的铅锌炉渣的回收工艺及系统,是在现有烟化炉吹炼法和铅雨冷凝器回收锌的基础上,调整烟化炉的工艺参数、用料以及给料方式,直接生
产出粗铅和粗锌;与现有烟化炉吹炼法和常规铅锌冶炼法相比,本发明通过一个工艺及系统直接生产出粗铅和粗锌,简化了生产工序,减少了能源消耗,金属回收率高,生产成本低,减轻了对环境的污染。


图1为本发明铅锌炉渣的回收工艺的流程图;图2为本发明铅锌炉渣的回收系统的结构框图。
具体实施例方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示,本发明提供的铅锌炉渣的回收工艺,包括S101加热将铅锌炉渣在电热前床或反射炉加热到1250 ~ 135(TC形成过热铅锌熔渣;温度过高在吹炼时易产生积铁,恶化吹炼环境;温度过低在吹炼时会将增加焦粉的燃烧量,使铅锌蒸气中的铅锌的质量浓度降低,降低冷凝效率;常规吹炼分两段,第一段空气系数0. 8-0. 9,使C大部分氧化成C02,放出较多的热量使渣升温到1250-130(TC,第二段空气系数0. 6-0. 7,使C氧化成较多的CO,保持较强的还原气氛进行吹炼。本发明是在加热段把熔渣温度加热到1250-1350°C,吹炼时不需提温,并略高于吹炼温度,用于抵消转移过程的温降。
S102吹炼将铅锌熔渣送入烟化炉中,并向烟化炉中鼓入还原剂和预热空气对铅锌熔渣进行吹炼,获得含铅锌蒸气的炉气;吹炼过程中,保持空气系数0.6-0.7,过高还原气氛不足,锌的还原速度慢,过低还原气氛太强,氧化亚铁被还原形成Zn-Fe合金,不利于锌的挥发,严重时产生积铁使生产无法进行,常规吹炼的还原段也是保持同样的空气系数,这样吹炼烟气中C0/C02比值达
50.7-2.5;但是,在气相中由反应ZnO (固)+C0(气)-Zn(气)+ C02 (气)在1030 。C时的平衡常数Kp=0. 0497,在锌浓度为6. 5%时可求出锌被氧化的最小CO/ C02 比值为Pco/Pco2=Pzn/Kp-6. 5%/0. 0497=1. 3,所以部分锌蒸气被氧化。为此,在 烟化炉的中下部,即熔渣液面上部鼓入焦粉,高温状态下0+ 0)2==2(:0提高CO/ C02比值,防止锌蒸气再氧化,为冷凝顺利进行创造好条件。此处鼓入的焦粉量 根据炉气中C0/C02比值调整,保持C0/C02比值为1. 8-2. 5。
所述还原剂为焦粉,粒度90%小于0. 074mm,经加热干燥,水分小于1%。
将空气预热到400 800。C鼓入烟化炉中,可以增加带入烟化炉的热量,减 少焦粉用量,减少空气用量,提高炉气中铅锌含量,提高冷凝效率。
S103冷凝将含铅锌蒸气的炉气经铅雨冷凝器冷却,获得粗铅和粗锌。
铅雨冷凝器冷凝鼓风炉炼铅锌所产炉气已比较成熟,适宜含Zn 5-7%、 CO 18-23%、 C02 10-15%、 H20 0.5-1%;炉气冷凝前温度不低于1030°C。本发明烟化 炉所产炉气Zn 5-9%、 CO和0)2浓度可以方便调节,H20 0. 5-1%;炉气温度1100 °C,适合于用铅雨冷凝器冷却。
S104洗涤将经冷凝器冷却后的含^敬量铅锌的炉气,经洗涤后获得干净的 低热值煤气,作为预热时的燃料或废热锅炉燃料使用。
本发明提供的铅锌炉渣的回收工艺的实施例1:
原料炼铅鼓风炉渣,含Pb 2.20%、 Zn 12.38%;
加热将铅锌炉渣在电热前床加热到1300。C形成过热铅锌熔渣;
吹炼将铅锌熔渣送入烟化炉中,并向烟化炉中鼓入焦粉和空气对铅锌熔 渣进行吹炼,获得含铅锌的炉气;吹炼前熔渣温度1250。C。
所述焦粉粒度90%小于0. 074mm,在预热至150。C,水分降为0. 77%以下后 鼓入烟化炉;所述空气在预热到45(TC后鼓入烟化炉;
烟化炉产平均炉气成分Zn 5. 81%、 Pb 1. 10%、 CO 22. 42%、 C02 11. 25%;炉气 温度1100。C。
挥发率Zn 92.26%、 Pb 98.54%。
冷凝将含铅锌蒸气的炉气经铅雨冷凝器冷却,获得粗铅和粗锌。产品成分粗锌Zn 97.85%、 Pb 1.33%、 Fe 0.032%;粗铅Pb 97.74%、 Zn 2.06%;蓝粉和浮渣含铅锌铁硅钓等,总重量占原料重量的1.82%。 冷凝效率锌88%、铅82%。
洗涤将经冷凝器冷却后的含微量铅锌的炉气,经洗涤后获得干净的低热 值煤气,产气量每吨焦粉约5000立方米,作为预热时的燃料使用。
本发明提供的铅锌炉渣的回收工艺的实施例2:
原料炼铅鼓风炉渣,含Pb 2.20°/。、 Zn 12.38%;
加热将铅锌炉渣在电热前床加热到130(TC形成过热铅锌熔渣;
吹炼将铅锌熔渣送入烟化炉中,并向烟化炉中鼓入焦粉和空气对铅锌熔 渣进行吹炼,获得含铅锌的炉气;吹炼前熔渣温度1250。C。
所述焦粉粒度90%小于0. 074鹏,在预热至180°C,水分降为0. 63%以下后鼓 入烟化炉;所述空气在预热到750。C后鼓入烟化炉;
烟化炉产平均炉气成分Zn 8.32%、 Pb 1.61%、 CO 24.06%、 C02 10.03%、 H20 0. 88%;炉气温度1120°C。
挥发率Zn 90. 68%、 Pb 97. 02%。
冷凝将含铅锌蒸气的炉气经铅雨冷凝器冷却,获得粗铅和粗锌。
产品成分同实施例1。
冷凝效率Zn 91. 14%、 Pb 86. 33%。
洗涤将经冷凝器冷却后的含微量铅锌的炉气,经洗涤后获得千净的低热 值煤气,产气量每吨焦粉约4800立方米,作为预热时的燃料使用。
本发明提供的铅锌炉渣的回收工艺的实施例3:
原料铅锌密闭鼓风炉漆,含Pb 1.02%、 Zn 6.84%;
加热将铅锌炉渣在电热前床加热到132(TC形成过热铅锌熔渣;
吹炼将铅锌熔渣送入烟化炉中,并向烟化炉中鼓入焦粉和空气对铅锌熔 渣进行吹炼,获得含铅锌的炉气;吹炼前熔渣温度1260。C;
所述焦粉粒度90°/。小于0.074mm,未经预热,水分为1%;所述空气在预热到 80(TC后鼓入烟化炉烟化炉产平均炉气成分Zn 5. 10°/ 、 Pb 0.89%、 CO 23.21%、 C02 11.17%、 H20 1.12%;炉气温度1080。C。
挥发率Zn 82, 59%、 Pb 91. 31%。
冷凝将含铅锌蒸气的炉气经铅雨冷凝器冷却,获得粗铅和粗锌 产品成分粗锌Zn 97.24%、 Pb 1.31%;粗铅Pb97. 55%、 Zn 2.14%;蓝粉 和浮渣含铅锌铁硅钙等,占原料重量的2. 27%。 冷凝效率Zn 86.69%、 Pb 50.28%。
洗涤将经冷凝器冷却后的含微量铅锌的炉气,经洗涤后获得干净的低热 值煤气,产气量每吨焦粉约4900立方米,作为预热时的燃料使用。
如图2所示,与本发明铅锌炉渣的回收工艺相对应,本发明还提供一种铅 锌炉渣的回收系统,包括
加热炉201 利用电热前床或反射炉将铅锌炉渣加热到1250 - 135(TC形成 过热铅锌熔渣;
烟化炉202 将铅锌熔渣送入烟化炉中,并向烟化炉中鼓入焦粉和预热空气
对铅锌熔渣进^f亍吹炼,获得含铅锌蒸气的炉气;
冷凝器203将含铅锌蒸气的炉气经冷凝器203冷却,获得粗铅和粗锌。 洗涤器204将经冷凝器203冷却后的含^f敖量铅锌的炉气,经洗涤后获得干
净的低热值煤气。
本发明提供的铅锌炉渣的回收工艺及系统,是在现有烟化炉吹炼法和铅雨 冷凝器回收锌的基础上,对烟化炉的工艺参数、辅料及给料方式进行调整,使 烟化炉产出符合铅雨冷凝器要求的含铅锌蒸气的炉气,经过冷凝直接生产出粗 铅和粗锌;而现有烟化炉吹炼法只能生产出氧化锌、氧化铅及其它杂质的混合 物,而这种混合物还需多道工序才能生成粗锌和粗铅,因此,本发明通过一个 工艺流程及系统直接生产出粗铅和粗锌,相对现有技术简化了生产工序,减少 了能源消耗,金属回收率高,生产成本低,相对减少了对环境的污染。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式
,但本发明的保护范围并不局限于 此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围 应该以权利要求所界定的保护范围为准。
权利要求
1、一种铅锌炉渣的回收工艺,其特征在于,包括如下步骤加热将铅锌炉渣加热到1250~1350℃形成过热铅锌熔渣;吹炼将铅锌熔渣送入烟化炉中,并向烟化炉中鼓入还原剂和空气对铅锌熔渣进行吹炼,调整炉气中CO/CO2比值,获得含铅锌蒸气的炉气;冷凝将含铅锌蒸气的炉气经铅雨冷凝器冷却,获得粗铅和粗锌。
2、根据权利要求1所述的铅锌炉渣的回收工艺,其特征在于,还包括如下 步骤洗涤将经冷凝器冷却后的含微量铅锌的炉气,经洗涤后获得干净的低热值 煤气。
3、 根据权利要求1所述的铅锌炉渣的回收工艺,其特征在于,所述步骤吹 炼中,所述还原剂经干燥,水分降为1%以下后鼓入烟化炉。
4、 根据权利要求1所述的铅锌炉渣的回收工艺,其特征在于,所述步骤吹 炼中,所述空气在预热到400 80(TC后鼓入烟化炉。
5、 根据权利要求1或3所述的铅锌炉渣的回收工艺,其特征在于,所述还 原剂为焦粉。
6、 一种铅锌炉渣的回收系统,其特征在于,包括加热炉利用电热前床或反射炉将铅锌炉渣加热到1250 ~ 135(TC形成过热 铅锌熔渣;烟化炉将铅锌熔渣送入烟化炉中,并向烟化炉中鼓入还原剂和空气对铅 锌熔渣进行吹炼,获得含铅锌蒸气的炉气;冷凝器将含铅锌蒸气的炉气经铅雨冷凝器冷却,获得粗铅和粗锌。
7、 根据权利要求6所述的铅锌炉渣的回收系统,其特征在于,还包括 洗涤器将经冷凝器冷却后的含微量铅锌的炉气,经洗涤后获得干净的低热值煤气。
全文摘要
本发明公开了一种铅锌炉渣的回收工艺及系统,用以解决现有铅锌炉渣回收工艺复杂,金属回收率低的问题;其工艺包括加热,将铅锌炉渣加热到1250~1350℃形成过热铅锌熔渣;吹炼,将铅锌熔渣送入烟化炉中,并向烟化炉中鼓入还原剂和空气对铅锌熔渣进行吹炼,调整炉气中CO/CO<sub>2</sub>比值,获得含铅锌蒸气的炉气;冷凝,将含铅锌蒸气的炉气经铅雨冷凝器冷却,获得粗铅和粗锌。本发明适用于从铅锌炉渣直接回收粗锌和粗铅。
文档编号C22B7/04GK101492773SQ20091012920
公开日2009年7月29日 申请日期2009年3月13日 优先权日2009年3月13日
发明者梁秀平 申请人:内黄县鑫虹化工厂
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