采用底吹熔池熔炼技术处理铜铅冶炼混合渣的工艺及其装置制造方法
【专利摘要】本发明属于有色金属冶炼行业铜铅混合冶炼渣的冶炼【技术领域】，尤其涉及一种通过单台设备采用底吹熔池熔炼技术处理铜铅混合渣时期产出粗铜和粗铅两种主产品的工艺及其装置，利用一步熔炼炉处理铅铜混合渣产出粗铅、粗铜与弃渣等；粗铅、粗铜作为系统终产品产出，熔炼过程造铁硅钙渣，炉渣达弃渣要求可作为建筑材料厂原料综合利用，本工艺设备单一、工艺路线短、热利用率高、冶炼环境友好，操作简便、易于实现过程自动控制，劳动生产率高。本发明工艺及其装置遵循循环经济理念，符合节能减排行业发展趋势。
【专利说明】采用底吹熔池熔炼技术处理铜铅冶炼混合渣的工艺及其装置
【技术领域】[0001]本发明属于有色金属冶炼行业铜铅冶炼混合渣的冶炼【技术领域】，尤其涉及一种采用底吹熔池熔炼技术处理铜铅冶炼混合渣的工艺及其装置。
【背景技术】
[0002]在铜、铅冶金过程中，往往产出含有一定量的铜、铅的铜铅冶炼混合渣，对于铜、铅混合渣的处理往往根据炼铜或炼铅的行业不同，只回收其中一种金属，而另一种金属则作为冶炼废渣出售给专业厂家进一步处理。对铅火法精炼所产的除铜渣的处理工艺是铜、铅混合渣处理具有代表意义的处理方法。目前国内外对除铜渣的处理一般采用火法处理，首先分离出渣内的主要成份铅、使其中的铜以冰铜的形式富集。这里得到的冰铜除含有Cu2S和FeS之外，还含有较多的PbS。大多数铅冶炼企业将这种冰铜低价出售给铜冶炼企业搭配吹炼为粗铜，少数铅冶炼企业将这种冰铜在反射式连续吹炼炉中吹炼为粗铜。把这种铅冰铜售给铜冶炼企业，其中所含的铅不仅得不到较好的回收，而且会对铜冶炼过程造成不利影响。反射炉式连续吹炼炉虽名为连续吹炼，实际上仍为间断吹炼，烟气中SO2浓度仍有较大波动，不利于回收利用，而且这种炉子还存在劳动强度大、生产环境差、热效率低等缺点。
[0003]对铜、铅混合渣火法处理产出粗铅和铅冰铜的过程，国内主流工艺采用的是铁屑纯碱法在反射炉中间断处理。存在的主要问题是低浓度SO2烟气难以回收，污染环境；劳动强度大，作业环境差；热效率低，能耗高；炉温变化大，炉渣浸蚀性强，炉衬寿命短等诸多缺点。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有处理铜铅冶炼混合渣技术中的不足而提供一种采用底吹熔池熔炼技术处理铜铅冶炼混合渣的工艺及其装置，以铜铅冶炼混合渣为原料，采用底吹熔池熔炼技术通过单台设备一步炼铜，实现连续投料、连续产出，直接产出粗铅、粗铜两种主产品，熔炼过程产生的造铁硅钙渣达弃渣要求可作为建筑材料厂原料综合利用。
[0005]本发明所采用的技术方案:
一种采用底吹熔池熔炼技术处理铜铅冶炼混合渣的装置，包括卧式圆筒形转炉和安装在转炉下方的气体喷枪，其特征在于:所述的卧式圆筒形转炉包括熔炼区和吹炼区，熔炼区和吹炼区之间设置有一隔墙，且熔炼区和吹炼区上方的炉体上均设置有加料口，其中熔炼区炉体侧壁上设置有出渣口，端头设置有出铅口，吹炼区炉体顶部设置有出烟口，端头设置有出铜口。
[0006]所述的熔炼区与吹炼区之间的隔墙采用耐火砖环形砌筑，隔墙底部与圆周比两个冶炼区砌砖高出30(T500mm，隔墙长度沿炉子纵向剖面60(Tl500mm。
[0007]所述的出铅口采用虹吸出铅。
[0008]所述的出铜口采用虹吸出铜，且出铜口附近炉内底部砌透气砖。
[0009]所述的熔炼区底部设置的气体喷枪向炉内鼓入燃气和助燃气体；吹炼区底部的气体喷枪向炉内吹入富氧空气或氧气。
[0010]一种采用底吹熔池熔炼技术处理铜铅冶炼混合渣的工艺，其特征在于:包括以下步骤:
步骤I )、向铜铅冶炼混合渣中配入造渣辅料，混合后加入到熔炼区炉内，通过设在炉子底部的喷枪喷入的燃气燃烧提供的热量，入炉的氧气、天然气气压控制在0.6^0.8MPa，体积比为天然气:氧气=1:1.6~2.2，控制炉温在105(Tl250°C之间，炉料在炉内熔化并反应，在熔炼区形成底部为粗铅，上部为冰铜与炉渣的熔池；
步骤2)、将步骤I)中形成的粗铅通过熔炼区熔池底部的出铅口连续或间断的排出，熔池上部的冰铜越过隔墙自动进入吹炼区；
步骤3)、从吹炼区加料口连续加入吹炼段辅料，吹炼区内通过底部喷枪喷入的富氧空气或氧气在吹炼区熔池内形成氧化性气氛，冰铜在氧化性气氛下与吹炼段辅料反应产出粗铜和吹炼渣，粗铜沉降在吹炼区熔池底部，通过放铜口将粗铜连续或间断产出，吹炼渣自动越过隔墙项熔炼区移动，通过出渣口将吹炼渣连续或间断排出，吹炼区炉温在105(Tl250°C之间。
[0011]所诉步骤I)中造渣辅料为铁粉、石英与石子或生石灰，造渣辅料的配入量根据铜铅冶炼混合渣中铁硅钙化验数据确定，确保产出炉渣中Fe0/Si02重量比在0.8^1.2之间，Ca0/Si02重量比在0.4~0.8之间。
[0012]所述的步骤I)铜铅冶炼混合渣中含S数量与Cu数量摩尔比小于2:1时需在辅料中配入含硫物料，使含S数量与Cu数量摩尔比不小于2:1，含硫物料为硫化铅矿或硫化铜矿。
[0013]所述步骤3)中吹炼段辅料为石英与焦沫，焦沫的加入量以保证熔池上方稳定有>IOmm厚焦沫层为准，石英的加入量根据炉渣化验成份进行调整，确保产出吹炼炉渣中FeO/SiO2重量比在0.8~1.2之间，Ca0/Si02重量比在0.4~0.8之间。
[0014]所述的步骤3)中粗铜在通过放铜口时，放铜口附近的透气砖通入炉富氧空气或氧气进一步氧化粗铜内杂质，提高粗铜品位，产出粗铜品位> 97.5%，杂质成份主要为铅、锌、硫、铁、神等，总量< 2.5% ；
所述步骤3)中首次将吹炼渣排出炉外时，由于开炉初期熔炼区内熔池上方炉渣含有价金属指标有一个不断贫化的渐变过程，开炉首次放渣操作时间应做相应延迟，延迟至粗铅品位化验> 98%、粗铜品位化验> 97.5%生产正常后可实现连续溢流放渣。
[0015]本工艺及其装置发明与常规处理铜铅冶炼混合渣技术相比突出优点如下:
1、本发明对铜铅冶炼混合渣料处理原料适用性广，只要原料中含有有回收价值的铜铅两种主金属即可采用本工艺及其装置进行处理。
[0016]2、本发明采用单台设备完成熔炼与吹炼两步工艺，替代了常规工艺处理的多台冶金炉窑，减少了工艺装备及其配套设施的固定投资，且占地面积相应减小，为常规占地面积1/3~1/2之间。
[0017]3、本发明全套工艺装备结构紧凑，占地面积小，自动化程度高，正常生产过程中需配备劳动人员数量少，劳动强度低。
[0018]4、本发明全套工艺可实现连续投料、连续产出，吹炼产出的烟气SO2含量稳定，有利于烟气中SO2的制酸回收。[0019]5、本发明全套工艺只有一个出渣口、一个出烟口，大大减少了车间内部粉尘、烟气对环境的污染，属环境友好型新型工艺；
6、本发明熔炼与吹炼两个工艺过程在同一台熔池熔炼一步炼铜炉中完全进行，规避了常规工艺物料频繁出炉、入炉、铸型、冷却、加热、熔化等繁杂处理过程，热利用率高、能耗低,生产效率大大提高,生产成本显著降低。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本发明炼铜炉的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]如图1所示，一种采用底吹熔池熔炼技术处理铜铅冶炼混合渣的装置，包括卧式圆筒形转炉和安装在转炉下方的气体喷枪，卧式圆筒形转炉包括熔炼区10和吹炼区7，熔炼区10和吹炼区7之间设有一隔墙9，隔墙9采用耐火砖环形砌筑，隔墙底部与圆周比两个冶炼区砌砖高出30(T500mm，隔墙长度沿炉子纵向剖面60(Tl500mm ;熔炼区10和吹炼区7上方的炉体分别设有加料口(2、3)，其中熔炼区10炉体侧壁上设有出渣口 1，端头设有出铅口 12，出铅口采用虹吸出铅，吹炼区7炉体顶部配有出烟口 4，端头设有出铜口 5，出铜口采用虹吸出铜，且出铜口附近炉内底部砌透气砖6。熔炼区10底部安装的气体喷枪11向炉内鼓入燃气和助燃气体；吹炼区7底部的气体喷枪8向炉内吹入富氧空气或氧气。
[0022]一种采用底吹熔池熔炼技术处理铜铅冶炼混合渣的工艺，包括以下步骤:
步骤I)、向铜铅冶炼混合渣中配入造渣辅料，造渣辅料为铁粉、石英与石子或生石灰，造渣辅料的配入量根据铜铅冶炼混合渣中铁硅钙化验数据确定，确保产出炉渣中FeO/SiO2重量比在0.8^1.2之间，Ca0/Si02重量比在0.4^0.8之间，铜铅冶炼混合渣和造渣辅料混合后加入到熔炼区炉内，通过设在炉子底部的喷枪喷入的燃气燃烧提供的热量，入炉的氧气、天然气气压控制在0.6^0.8MPa，体积比为天然气:氧气=1:1.6^2.2，控制炉温在105(Tl250°C之间，炉料在炉内熔化并反应，在熔炼区形成底部为粗铅，上部为冰铜与炉渣的熔池；
步骤2)、将步骤I)中形成的粗铅通过熔炼区熔池底部的出铅口连续或间断的排出，熔池上部的冰铜越过隔墙自动进入吹炼区；
步骤3)、从吹炼区加料口连续加入吹炼段辅料，吹炼段辅料为石英与焦沫，焦沫的加入量以保证熔池上方稳定有> IOmm厚焦沫层为准，石英的加入量根据炉渣化验成份进行调整，确保产出吹炼炉渣中Fe0/Si02重量比在0.8^1.2之间，Ca0/Si02重量比在0.4^0.8之间；吹炼区内通过底部喷枪喷入的富氧空气或氧气在吹炼区熔池内形成氧化性气氛，冰铜在氧化性气氛下与吹炼段辅料反应产出粗铜和吹炼渣，粗铜沉降在吹炼区熔池底部，通过放铜口将粗铜连续或间断产出，吹炼渣自动越过隔墙项熔炼区移动，通过出渣口将吹炼渣连续或间断排出，吹炼区炉温在105(Tl250°C之间。
[0023]上述的步骤I)铜铅冶炼混合渣中含S数量与Cu数量摩尔比小于2:1时需在辅料中配入含硫物料，使含S数量与Cu数量摩尔比不小于2:1，含硫物料为硫化铅矿或硫化铜矿。
[0024]上述的步骤3)中粗铜在通过放铜口时，放铜口附近透气砖通入炉富氧空气或氧气进一步氧化粗铜内杂质，提高粗铜品位，产出粗铜品位> 97.5%，杂质成份主要为铅、锌、硫、铁、砷等，总量≤2.5% ；
上述步骤3)中首次将吹炼渣排出炉外时，由于开炉初期熔炼区内熔池上方炉渣含有价金属指标有一个不断贫化的渐变过程，开炉首次放渣操作时间应做相应延迟，延迟至粗铅品位化验> 98%、粗铜品位化验> 97.5%生产正常后可实现连续溢流放渣。
[0025] 实施例1
如图1所示，以铜铅冶炼混合渣料为主料，如果铜铅冶炼混合渣中含S数量与Cu数量摩尔比小于2:1时需在辅料中配入含硫物料，使含S数量与Cu数量摩尔比不小于2:1，含硫物料为硫化铅矿或硫化铜矿。向铜铅冶炼混合洛料中配入铁粉、石英与石子或生石灰，铁粉、石英与石子或生石灰的配入量根据铜铅冶炼混合渣中铁硅钙化验数据确定，确保产出炉渣中Fe0/Si02重量比在0.8^1.2之间，Ca0/Si02重量比在0.4^0.8之间，然后从熔炼区10加料口 2加入炉内，通过设在炉子底部的喷枪11喷入按体积比为天然气:氧气=1:
1.6^2.2，向炉内喷入0.6^0.8MPa的天然气和氧气，控制炉温在105(Tl250°C之间，铜铅冶炼混合渣料和铁粉、石英与石子或生石灰在炉内熔化并反应,在熔炼区形成底部为粗铅,上部为冰铜与炉渣的熔池。熔炼区熔池底部的粗铅通过出铅口 12连续或间断产出。熔池上部的冰铜越过隔墙9进入吹炼区7，从吹炼区加料口连续加入吹炼段辅料，吹炼段辅料为石英与焦沫，焦沫的加入量以保证熔池上方稳定有> IOmm厚焦沫层为准，石英的加入量根据炉渣化验成份进行调整，确保产出吹炼炉渣中Fe0/Si02重量比在0.8^1.2之间，Ca0/Si02重量比在0.4-0.8之间；吹炼区内通过底部喷枪喷入的富氧空气或氧气在吹炼区熔池内形成氧化性气氛，冰铜在氧化性气氛下与吹炼段辅料反应产出粗铜和吹炼渣，粗铜沉降在吹炼区熔池底部，通过放铜口将粗铜连续或间断产出，粗铜在经过放铜口时，放铜口附近透气砖通入炉富氧空气或氧气进一步氧化粗铜内杂质，提高粗铜品位，产出粗铜品位> 97.5%，杂质成份主要为铅、锌、硫、铁、砷等，总量< 2.5% ;吹炼渣自动越过隔墙项熔炼区移动，通过出渣口将吹炼渣连续或间断排出，吹炼区炉温在105(Tl250°C之间，首次将吹炼渣排出炉外时，由于开炉初期熔炼区内熔池上方炉渣含有价金属指标有一个不断贫化的渐变过程，开炉首次放洛操作时间应做相应延迟，延迟至粗铅品位化验≥98%、粗铜品位化验≥97.5%生产正常后可实现连续溢流放渣。
【权利要求】
1.一种采用底吹熔池熔炼技术处理铜铅冶炼混合渣的装置，包括卧式圆筒形转炉和安装在转炉下方的气体喷枪，其特征在于:所述的卧式圆筒形转炉包括熔炼区和吹炼区，熔炼区和吹炼区之间设置有一隔墙，且熔炼区和吹炼区上方的炉体上均设置有加料口，其中熔炼区炉体侧壁上设置有出渣口，端头设置有出铅口，吹炼区炉体顶部设置有出烟口，端头设置有出铜口。
2.根据权利要I所述的采用底吹熔池熔炼技术处理铜铅冶炼混合渣的装置，其特征在于:所述的熔炼区与吹炼区之间的隔墙采用耐火砖环形砌筑，隔墙底部与圆周比两个冶炼区砌砖高出30(T500mm，隔墙长度沿炉子纵向剖面60(Tl500mm。
3.根据权利要I所述的采用底吹熔池熔炼技术处理铜铅冶炼混合渣的装置，其特征在于:所述的出铅口采用虹吸出铅。
4.根据权利要I所述的采用底吹熔池熔炼技术处理铜铅冶炼混合渣的装置，其特征在于:所述的出铜口采用虹吸出铜，且出铜口附近炉内底部砌透气砖。
5.一种采用底吹熔池熔炼技术处理铜铅冶炼混合渣的工艺，其特征在于:包括以下步骤: 步骤I )、向铜铅冶炼混合渣中配入造渣辅料，混合后加入到熔炼区炉内，通过设在炉子底部的喷枪喷入的燃气燃烧提供的热量，入炉的氧气、天然气气压控制在0.6^0.8MPa，体积比为天然气:氧气=1:1.6~2.2，控制炉温在105(Tl250°C之间，炉料在炉内熔化并反应，在熔炼区形成底部为粗铅，上部为冰铜与炉渣的熔池； 步骤2)、将步骤I)中形成的粗铅通过熔炼区熔池底部的出铅口连续或间断的排出，熔池上部的冰铜越过隔墙自动进入吹炼区； 步骤3)、从吹炼区加料口连续加入吹炼段辅料，吹炼区内通过底部喷枪喷入的富氧空气或氧气在吹炼区熔池内形成氧化性气氛，冰铜在氧化性气氛下与吹炼段辅料反应产出粗铜和吹炼渣，粗铜沉降在吹炼区熔池底部，通过放铜口将粗铜连续或间断产出，吹炼渣自动越过隔墙项熔炼区移动，通过出渣口将吹炼渣连续或间断排出，吹炼区炉温在105(Tl250°C之间。
6.根据权利要5所述的采用底吹熔池熔炼技术处理铜铅冶炼混合渣的工艺，其特征在于:所诉步骤I)中造渣辅料为铁粉、石英与石子或生石灰，造渣辅料的配入量根据铜铅冶炼混合渣中铁硅钙化验数据确定，确保产出炉渣中Fe0/Si02重量比在0.8^1.2之间，CaO/SiO2重量比在0.4、.8之间。
7.根据权利要5所述的采用底吹熔池熔炼技术处理铜铅冶炼混合渣的工艺，其特征在于:所述的步骤I)铜铅冶炼混合渣中含S数量与Cu数量摩尔比小于2:1时需在辅料中配入含硫物料，使含S数量与Cu数量摩尔比不小于2:1，含硫物料为硫化铅矿或硫化铜矿。
8.根据权利要5所述的采用底吹熔池熔炼技术处理铜铅冶炼混合渣的工艺，其特征在于:所述步骤3)中吹炼段辅料为石英与焦沫，焦沫的加入量以保证熔池上方稳定有> IOmm厚焦沫层为准，石英的加入量根据炉渣化验成份进行调整，确保产出吹炼炉渣中FeCVSiO2重量比在0.8^1.2之间，Ca0/Si02重量比在0.4^0.8之间。
9.根据权利要5所述的采用底吹熔池熔炼技术处理铜铅冶炼混合渣的工艺，其特征在于:所述的步骤3)中粗铜在通过放铜口时，放铜口附近的透气砖通入炉富氧空气或氧气进一步氧化粗铜内杂质，提高粗铜品位，产出粗铜品位> 97.5%，杂质成份主要为铅、锌、硫、铁、砷等，总量≤2.5%。
10.根据权利要5所述的采用底吹熔池熔炼技术处理铜铅冶炼混合渣的工艺，其特征在于:所述步骤3)中首次将吹炼渣排出炉外时，由于开炉初期熔炼区内熔池上方炉渣含有价金属指标有一个不断贫化的渐变过程，开炉首次放渣操作时间应做相应延迟，延迟至粗铅品位化验≥ 98%、粗铜品位化验≥97.5%生产正常后可实现连续溢流放渣。
【文档编号】C22B7/04GK103643051SQ201310742246
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】赵传合, 杨明, 狄聚才, 左淮书 申请人:河南豫光金铅股份有限公司