本发明属于冶金技术领域,具体涉及一种Ausmelt炉处理废铅膏的方法。
背景技术:
随着铅酸蓄电池消费量日益增大,如何清洁回收废铅酸蓄电池,已经引起了各界的广泛关注,而回收的重点则在于废铅膏的清洁高效回收利用,因此规模化、集约化、环保清洁化的回收技术成为新时代回收铅企业的新需求。对于废铅酸蓄电池废铅膏的回收使用,目前一般多采用火法和湿法,以及固相电解还原、直接找出合适的添加比例制作铅膏、使用废弃铅膏合成四碱式硫酸铅、废弃铅膏制取超细 PbO粉体、柠檬酸盐–焙烧法、化工产品合成法,现有的处理方法大多工艺方法复杂,设备投资大,处理成本高,铅直收率低。
Ausmelt炉即澳斯麦特炉,澳大利亚澳斯麦特炉技术(Ausmelt Technology)也被称为顶吹沉没喷枪熔炼技术(top submergedlance technology),它是由澳大利亚澳斯麦特公司在赛罗熔炼技术(Sirosmelt Technology)基础上开发成功的有色金属强化熔炼技术,澳斯麦特炉的在冶金上的使用非常普遍。但是现如今使用澳斯麦特炉对废铅膏进行处理的研究亟待完善。
因此,现在急需开发一种铅直收率高、工艺流程简单、利用Ausmelt炉处理废铅膏的方法。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种Ausmelt炉处理废铅膏的方法。
本发明的目的是这样实现的,包括以下步骤:
1)将废铅膏、铁粉、石灰石按照100:2~8:1~5的重量比进行配料,经圆筒制粒成粒料;
2)将步骤(1)得到的粒料连续均匀地用皮带运输机送入Ausmelt炉,粒料加入量为10~30t/h,然后将粉煤和富氧空气一起从Ausmelt炉的炉顶喷枪喷入,所述粉煤加入量为粒料加入量的3%~15%,富氧空气加入量为每吨粒料喷入500~800m3富氧空气,炉内温度控制在400~700℃,氧化熔炼1~3h,FeO、CaO与粉煤中的SiO2发生造渣反应形成SiO2-FeO-CaO炉渣系,控制SiO2-FeO-CaO炉渣系组成为10%~30%CaO,20%~30%SiO2和40%~60%FeO,同时反应产出高温烟气;
3)保持步骤(2)中的粒料加入量不变,将炉顶喷枪喷入的粉煤加入量调整为粒料加入量的5%~25%,富氧空气的加入量调整为每吨粒料喷入100~400m3富氧空气,炉内温度控制在800~1100℃,还原熔炼2~8h,保持炉内还原气氛,渣中PbO大部分转变为粗铅,同时反应产出高温烟气;
4)停止粒料的加入和炉顶喷枪的富氧空气喷入,将炉顶喷枪喷入的粉煤加入量调整为步骤(2)中粒料加入量的10%~30%,炉内温度控制在900~1100℃,还原熔炼1~3h,渣中PbO转变为粗铅,同时反应产出高温烟气;
5)将炉顶喷枪喷入的粉煤加入量调整为步骤(2)中粒料加入量的15%~25%,继续炉顶喷枪的富氧空气喷入,调整富氧空气的加入量为每吨粒料喷入500~1000m3富氧空气,将炉内温度控制在1100~1200℃之间,还原熔炼0.5~1h,分别从铅口和渣口放出粗铅和废渣,同时反应产出高温烟气。
本发明具有以下积极有益效果:
1、本发明在一台Ausmelt炉内完成废铅膏的氧化和还原反应,直接产出粗铅,有效缩短工艺流程,实现一步炼铅,节省设备投资,有效降低成本,高SO2烟气和低SO2烟气分开处理有利于SO2回收和处理。
2、本发明将废铅膏中配入铁粉,铁被氧化成氧化铁,氧化铁是一种碱性氧化物;再配入石灰石,氧化钙也是一种碱性氧化物;喷入的粉煤的灰分的50%以上是二氧化硅,二氧化硅也是一种酸性氧化物。氧化铁、氧化钙、二氧化硅形成SiO2-FeO-CaO炉渣系,控制SiO2-FeO-CaO炉渣系组成为10%~30% CaO,20%~30%SiO2和40%~60%FeO,该炉渣渣型是铁钙硅酸盐的熔合体,具备熔点最低、粘度最小,有利于降低熔炼时间和降低渣含铅。
3、通过采用Ausmelt炉炉顶喷枪同时喷入粉煤和富氧空气,粉煤代替柴油、天然气或块煤,成本低,使炉内反应容易控制,反应充分。
4、本发明渣含铅低于2%,远远低于现有冶炼技术的平均废渣含铅大于3.5%,能够提高铅直收率,降低渣含铅和成本。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步的说明,但不以任何方式对本发明加以限制,基于本发明教导所作的任何变换或替换,均属于本发明的保护范围。
如附图1所示的Ausmelt炉处理废铅膏的方法,包括以下步骤:
1)将废铅膏、铁粉、石灰石按照100:2~8:1~5的重量比进行配料,经圆筒制粒成粒料;其中配入铁粉改善渣型,石灰石作为造渣剂;
2)将步骤(1)得到的粒料连续均匀地用皮带运输机送入Ausmelt炉,粒料加入量为10~30t/h,然后将粉煤和富氧空气一起从Ausmelt炉的炉顶喷枪喷入,所述粉煤加入量为粒料加入量的3%~15%,富氧空气加入量为每吨粒料喷入500~800m3富氧空气,保持炉内弱氧化气氛,炉内温度控制在400~700℃,氧化熔炼1~3h,废铅膏中的PbSO4在高温下分解成PbO和SO2烟气,废铅膏中的PbO2被粉煤还原成PbO和少量Pb,铁粉中的Fe被氧化成FeO,石灰石CaCO3在高温下分解成CaO和CO2,FeO、CaO与煤中的SiO2发生造渣反应,氧化铁、氧化钙、二氧化硅形成SiO2-FeO-CaO炉渣系,控制SiO2-FeO-CaO炉渣系组成为10%~30%CaO,20%~30%SiO2和40%~60%FeO,该炉渣渣型是铁钙硅酸盐的熔合体,具备熔点最低、粘度最小,有利于降低熔炼时间和降低渣含铅;反应产出高温烟气,粗铅、炉渣中的铅与生成的烟气中的PbS、Pb或PbO之间达成平衡;
3)保持步骤(2)中的粒料加入量不变,将炉顶喷枪喷入的粉煤加入量调整为粒料加入量的5%~25%,富氧空气的加入量调整为每吨粒料喷入100~400m3富氧空气,炉内温度控制在800~1100℃,还原熔炼2~8h,保持炉内还原气氛,渣中PbO大部分转变为粗铅,同时反应产出高温烟气;
4)停止粒料的加入和炉顶喷枪的富氧空气喷入,将炉顶喷枪喷入的粉煤加入量调整为步骤(2)中粒料加入量的10%~30%,炉内温度控制在900~1100℃,还原熔炼1~3h,渣中PbO转变为粗铅,使还没有反应完全的物料进一步反应,同时反应产出高温烟气,使粗铅和熔渣澄清分离,渣含铅降低到3%以下;
5)将炉顶喷枪喷入的粉煤加入量调整为步骤(2)中粒料加入量的15%~25%,继续炉顶喷枪的富氧空气喷入,调整富氧空气的加入量为每吨粒料喷入500~1000m3富氧空气,将炉内温度控制在1100~1200℃之间,还原熔炼0.5~1h,分别从铅口和渣口放出粗铅和废渣,同时反应产出高温烟气,渣含铅进一步降低到2%以下。
步骤(1)中所述的废铅膏的主要成分为含铅60~90%,含锑0.2~5%,含硫1~6%。
步骤(1)中所述的铁粉含Fe≥98%,所述的石灰石含CaCO3≥80%。
步骤(1)中所述的粒料的粒度为2~8mm,水分为3~6%。
所述的粉煤的粒度均为-200目80%以上,其中含碳50~70%,含硫0.1~1.5%,灰分15~25%,挥发份10~20%。
所述的炉顶喷枪为垂直于炉顶设置的可升降炉顶喷枪。
步骤(2)和步骤(3)中所述的炉顶喷枪始终插入熔体0.3~1.0m。
所述的富氧空气的氧气浓度均为30~50%。
所述的步骤(2)~步骤(4)中的反应产出高温烟气均经降温收尘后送硫酸系统制酸,所述的步骤(5)中的反应产出高温烟气经降温收尘后排空。
步骤(5)中所述的渣口高度为0.4~0.8m,所述的铅口位于Ausmelt炉底部侧面。
实施例1
1)将废铅膏、铁粉、石灰石按照100:2:1的重量比进行配料,经圆筒制粒成粒度为2mm,水分为6%的粒料;其中配入铁粉改善渣型,石灰石作为造渣剂,所述的废铅膏的主要成分为含铅60%,含锑5%,含硫6%,所述的铁粉含Fe99%,石灰石含CaCO381%;
2)将步骤(1)得到的粒料连续均匀地用皮带运输机送入Ausmelt炉,粒料加入量为10t/h,然后将粉煤和富氧空气一起从Ausmelt炉的炉顶喷枪喷入,所述的炉顶喷枪为垂直于炉顶设置的可升降炉顶喷枪,所述粉煤加入量为粒料加入量的15%,粉煤粒度为-200目90%,其中含碳70%,含硫0.1%,灰分14.9%,挥发份15%。富氧空气加入量为每吨粒料喷入800m3富氧空气,富氧空气的氧气浓度均为50%,炉顶喷枪始终插入熔体1.0m,保持炉内弱氧化气氛,炉内温度控制在700℃,氧化熔炼3h,废铅膏中的PbSO4在高温下分解成PbO和SO2烟气,废铅膏中的PbO2被粉煤还原成PbO和少量Pb,铁粉中的Fe被氧化成FeO,石灰石CaCO3在高温下分解成CaO和CO2,FeO、CaO与煤中的SiO2发生造渣反应,氧化铁、氧化钙、二氧化硅形成SiO2-FeO-CaO炉渣系,控制SiO2-FeO-CaO炉渣系组成为20%CaO, 30%SiO2和50%FeO,该炉渣渣型是铁钙硅酸盐的熔合体,具备熔点最低、粘度最小,有利于降低熔炼时间和降低渣含铅;反应产出高温烟气均经降温收尘后送硫酸系统制酸,粗铅、炉渣中的铅与生成的烟气中的PbS、Pb或PbO之间达成平衡;
3)保持步骤(2)中的粒料加入量不变,将炉顶喷枪喷入的粉煤加入量调整为粒料加入量的25%,富氧空气的加入量调整为每吨粒料喷入400m3富氧空气,炉内温度控制在1100℃,还原熔炼8h,炉顶喷枪始终插入熔体1.0m,保持炉内还原气氛,渣中PbO大部分转变为粗铅,同时反应产出高温烟气均经降温收尘后送硫酸系统制酸;
4)停止粒料的加入和炉顶喷枪的富氧空气喷入,将炉顶喷枪喷入的粉煤加入量调整为步骤(2)中粒料加入量的30%,炉内温度控制在1100℃,还原熔炼3h,渣中PbO转变为粗铅,使还没有反应完全的物料进一步反应,同时反应产出高温烟气均经降温收尘后送硫酸系统制酸,使粗铅和熔渣澄清分离,渣含铅降低到2.9%左右;
5)将炉顶喷枪喷入的粉煤加入量调整为步骤(2)中粒料加入量的25%,继续炉顶喷枪的富氧空气喷入,调整富氧空气的加入量为每吨粒料喷入1000m3富氧空气,将炉内温度控制在1200℃之间,还原熔炼1h,分别从铅口和渣口放出粗铅和废渣,渣口高度为0.4m,铅口位于Ausmelt炉底部侧面,同时反应产出高温烟气经降温收尘后排空,渣含铅进一步降低到1.8%左右。
实施例2
1)将废铅膏、铁粉、石灰石按照100:4:2.5的重量比进行配料,经圆筒制粒成粒度为4mm,水分为4.5%的粒料;其中配入铁粉改善渣型,石灰石作为造渣剂,所述的废铅膏的主要成分为含铅75%,含锑2.5%,含硫3%,所述的铁粉含Fe98.5%,石灰石含CaCO380.5%;
2)将步骤(1)得到的粒料连续均匀地用皮带运输机送入Ausmelt炉,粒料加入量为20t/h,然后将粉煤和富氧空气一起从Ausmelt炉的炉顶喷枪喷入,所述的炉顶喷枪为垂直于炉顶设置的可升降炉顶喷枪,所述粉煤加入量为粒料加入量的9%,粉煤粒度为-200目85%,其中含碳60%,含硫0.7%,灰分20%,挥发份19.3%,富氧空气加入量为每吨粒料喷入650m3富氧空气,富氧空气的氧气浓度均为45%,炉顶喷枪始终插入熔体0.7m,保持炉内弱氧化气氛,炉内温度控制在550℃,氧化熔炼2h,废铅膏中的PbSO4在高温下分解成PbO和SO2烟气,废铅膏中的PbO2被粉煤还原成PbO和少量Pb,铁粉中的Fe被氧化成FeO,石灰石CaCO3在高温下分解成CaO和CO2,FeO、CaO与煤中的SiO2发生造渣反应,氧化铁、氧化钙、二氧化硅形成SiO2-FeO-CaO炉渣系,控制SiO2-FeO-CaO炉渣系组成为22%CaO,25SiO2和53%FeO,该炉渣渣型是铁钙硅酸盐的熔合体,具备熔点最低、粘度最小,有利于降低熔炼时间和降低渣含铅;反应产出高温烟气均经降温收尘后送硫酸系统制酸,粗铅、炉渣中的铅与生成的烟气中的PbS、Pb或PbO之间达成平衡;
3)保持步骤(2)中的粒料加入量不变,将炉顶喷枪喷入的粉煤加入量调整为粒料加入量的15%,富氧空气的加入量调整为每吨粒料喷入250m3富氧空气,炉内温度控制在950℃,还原熔炼5h,炉顶喷枪始终插入熔体0.7m,保持炉内还原气氛,渣中PbO大部分转变为粗铅,同时反应产出高温烟气均经降温收尘后送硫酸系统制酸;
4)停止粒料的加入和炉顶喷枪的富氧空气喷入,将炉顶喷枪喷入的粉煤加入量调整为步骤(2)中粒料加入量的20%,炉内温度控制在1000℃,还原熔炼3h,渣中PbO基本转变为粗铅,使还没有反应完全的物料进一步反应,同时反应产出高温烟气均经降温收尘后送硫酸系统制酸,使粗铅和熔渣澄清分离,渣含铅降低到2.6%左右;
5)将炉顶喷枪喷入的粉煤加入量调整为步骤(2)中粒料加入量的20%,继续炉顶喷枪的富氧空气喷入,调整富氧空气的加入量为每吨粒料喷入750m3富氧空气,将炉内温度控制在1150℃之间,还原熔炼0.8h,分别从铅口和渣口放出粗铅和废渣,渣口高度为0.6m,铅口位于Ausmelt炉底部侧面,同时反应产出高温烟气经降温收尘后排空,渣含铅进一步降低到1.4%左右。
实施例3
1)将废铅膏、铁粉、石灰石按照100: 8: 5的重量比进行配料,经圆筒制粒成粒度为8mm,水分为3%的粒料;其中配入铁粉改善渣型,石灰石作为造渣剂,所述的废铅膏的主要成分为含铅90%,含锑0.2%,含硫1%,所述的铁粉含Fe98%,石灰石含CaCO380%;
2)将步骤(1)得到的粒料连续均匀地用皮带运输机送入Ausmelt炉,粒料加入量为30t/h,然后将粉煤和富氧空气一起从Ausmelt炉的炉顶喷枪喷入,所述的炉顶喷枪为垂直于炉顶设置的可升降炉顶喷枪,所述粉煤加入量为粒料加入量的3%,粉煤粒度为-200目80%,其中含碳58.5%,含硫1.5%,灰分20%,挥发份20%,富氧空气加入量为每吨粒料喷入500m3富氧空气,富氧空气的氧气浓度均为30%,炉顶喷枪始终插入熔体0.3m,保持炉内弱氧化气氛,炉内温度控制在400℃,氧化熔炼1h,废铅膏中的PbSO4在高温下分解成PbO和SO2烟气,废铅膏中的PbO2被粉煤还原成PbO和少量Pb,铁粉中的Fe被氧化成FeO,石灰石CaCO3在高温下分解成CaO和CO2,FeO、CaO与煤中的SiO2发生造渣反应,氧化铁、氧化钙、二氧化硅形成SiO2-FeO-CaO炉渣系,控制SiO2-FeO-CaO炉渣系组成为25%CaO,20%SiO2和55%FeO,该炉渣渣型是铁钙硅酸盐的熔合体,具备熔点最低、粘度最小,有利于降低熔炼时间和降低渣含铅;反应产出高温烟气均经降温收尘后送硫酸系统制酸,粗铅、炉渣中的铅与生成的烟气中的PbS、Pb或PbO之间达成平衡;
3)保持步骤(2)中的粒料加入量不变,将炉顶喷枪喷入的粉煤加入量调整为粒料加入量的5%,富氧空气的加入量调整为每吨粒料喷入100m3富氧空气,炉内温度控制在800℃,还原熔炼2h,炉顶喷枪始终插入熔体0.3m,保持炉内还原气氛,渣中PbO大部分转变为粗铅,同时反应产出高温烟气均经降温收尘后送硫酸系统制酸;
4)停止粒料的加入和炉顶喷枪的富氧空气喷入,将炉顶喷枪喷入的粉煤加入量调整为步骤(2)中粒料加入量的10%,炉内温度控制在900℃,还原熔炼1h,渣中PbO转变为粗铅,使还没有反应完全的物料进一步反应,同时反应产出高温烟气均经降温收尘后送硫酸系统制酸,使粗铅和熔渣澄清分离,渣含铅降低到2.2%左右;
5)将炉顶喷枪喷入的粉煤加入量调整为步骤(2)中粒料加入量的15%,继续炉顶喷枪的富氧空气喷入,调整富氧空气的加入量为每吨粒料喷入500m3富氧空气,将炉内温度控制在1100℃之间,还原熔炼0.5h,分别从铅口和渣口放出粗铅和废渣,渣口高度为0.8m,铅口位于Ausmelt炉底部侧面,同时反应产出高温烟气经降温收尘后排空,渣含铅进一步降低到1.1%左右。
实施例4
1)将废铅膏、铁粉、石灰石按照100:3:2的重量比进行配料,经圆筒制粒成粒度为2mm,水分为3%的粒料;其中配入铁粉改善渣型,石灰石作为造渣剂,所述的废铅膏的主要成分为含铅60%,含锑0.2%,含硫1%,所述的铁粉含Fe98%,石灰石含CaCO380%;
2)将步骤(1)得到的粒料连续均匀地用皮带运输机送入Ausmelt炉,粒料加入量为10t/h,然后将粉煤和富氧空气一起从Ausmelt炉的炉顶喷枪喷入,所述的炉顶喷枪为垂直于炉顶设置的可升降炉顶喷枪,所述粉煤加入量为粒料加入量的3%,粉煤粒度为-200目80%,其中含碳53.5%,含硫1.5%,灰分25%,挥发份20%。富氧空气加入量为每吨粒料喷入500m3富氧空气,富氧空气的氧气浓度均为30%,炉顶喷枪始终插入熔体0.3m,保持炉内弱氧化气氛,炉内温度控制在400℃,氧化熔炼1h,废铅膏中的PbSO4在高温下分解成PbO和SO2烟气,废铅膏中的PbO2被粉煤还原成PbO和少量Pb,铁粉中的Fe被氧化成FeO,石灰石CaCO3在高温下分解成CaO和CO2,FeO、CaO与煤中的SiO2发生造渣反应,氧化铁、氧化钙、二氧化硅形成SiO2-FeO-CaO炉渣系,控制SiO2-FeO-CaO炉渣系组成为10%CaO,30%SiO2和60%FeO,该炉渣渣型是铁钙硅酸盐的熔合体,具备熔点最低、粘度最小,有利于降低熔炼时间和降低渣含铅;反应产出高温烟气均经降温收尘后送硫酸系统制酸,粗铅、炉渣中的铅与生成的烟气中的PbS、Pb或PbO之间达成平衡;
3)保持步骤(2)中的粒料加入量不变,将炉顶喷枪喷入的粉煤加入量调整为粒料加入量的5%,富氧空气的加入量调整为每吨粒料喷入100m3富氧空气,炉内温度控制在800℃,还原熔炼2h,炉顶喷枪始终插入熔体0.3m,保持炉内还原气氛,渣中PbO大部分转变为粗铅,同时反应产出高温烟气均经降温收尘后送硫酸系统制酸;
4)停止粒料的加入和炉顶喷枪的富氧空气喷入,将炉顶喷枪喷入的粉煤加入量调整为步骤(2)中粒料加入量的10%,炉内温度控制在900℃,还原熔炼1h,渣中PbO转变为粗铅,使还没有反应完全的物料进一步反应,同时反应产出高温烟气均经降温收尘后送硫酸系统制酸,使粗铅和熔渣澄清分离,渣含铅降低到2.5%左右;
5)将炉顶喷枪喷入的粉煤加入量调整为步骤(2)中粒料加入量的15%,继续炉顶喷枪的富氧空气喷入,调整富氧空气的加入量为每吨粒料喷入500m3富氧空气,将炉内温度控制在1100℃之间,还原熔炼0.5h,分别从铅口和渣口放出粗铅和废渣,渣口高度为0.4m,铅口位于Ausmelt炉底部侧面,同时反应产出高温烟气经降温收尘后排空,渣含铅进一步降低到1.8%左右。
实施例5
1)将废铅膏、铁粉、石灰石按照100: 7: 4的重量比进行配料,经圆筒制粒成粒度为8mm,水分为6%的粒料;其中配入铁粉改善渣型,石灰石作为造渣剂,所述的废铅膏的主要成分为含铅90%,含锑5%,含硫6%,所述的铁粉含Fe98%,石灰石含CaCO380%;
2)将步骤(1)得到的粒料连续均匀地用皮带运输机送入Ausmelt炉,粒料加入量为30t/h,然后将粉煤和富氧空气一起从Ausmelt炉的炉顶喷枪喷入,所述的炉顶喷枪为垂直于炉顶设置的可升降炉顶喷枪,所述粉煤加入量为粒料加入量的15%,粉煤粒度为-200目82%,其中含碳70%,含硫0.1%,灰分15%,挥发份14.9%,富氧空气加入量为每吨粒料喷入800m3富氧空气,富氧空气的氧气浓度均为50%,炉顶喷枪始终插入熔体1.0m,保持炉内弱氧化气氛,炉内温度控制在700℃,氧化熔炼3h,废铅膏中的PbSO4在高温下分解成PbO和SO2烟气,废铅膏中的PbO2被粉煤还原成PbO和少量Pb,铁粉中的Fe被氧化成FeO,石灰石CaCO3在高温下分解成CaO和CO2,FeO、CaO与煤中的SiO2发生造渣反应,氧化铁、氧化钙、二氧化硅形成SiO2-FeO-CaO炉渣系,控制SiO2-FeO-CaO炉渣系组成为30%CaO, 30%SiO2和40%FeO,该炉渣渣型是铁钙硅酸盐的熔合体,具备熔点最低、粘度最小,有利于降低熔炼时间和降低渣含铅;反应产出高温烟气均经降温收尘后送硫酸系统制酸,粗铅、炉渣中的铅与生成的烟气中的PbS、Pb或PbO之间达成平衡;
3)保持步骤(2)中的粒料加入量不变,将炉顶喷枪喷入的粉煤加入量调整为粒料加入量的25%,富氧空气的加入量调整为每吨粒料喷入400m3富氧空气,炉内温度控制在1100℃,还原熔炼8h,炉顶喷枪始终插入熔体1.0m,保持炉内还原气氛,渣中PbO大部分转变为粗铅,同时反应产出高温烟气均经降温收尘后送硫酸系统制酸;
4)停止粒料的加入和炉顶喷枪的富氧空气喷入,将炉顶喷枪喷入的粉煤加入量调整为步骤(2)中粒料加入量的30%,炉内温度控制在1100℃,还原熔炼3h,渣中PbO转变为粗铅,使还没有反应完全的物料进一步反应,同时反应产出高温烟气均经降温收尘后送硫酸系统制酸,使粗铅和熔渣澄清分离,渣含铅降低到2.4%;
5)将炉顶喷枪喷入的粉煤加入量调整为步骤(2)中粒料加入量的25%,继续炉顶喷枪的富氧空气喷入,调整富氧空气的加入量为每吨粒料喷入1000m3富氧空气,将炉内温度控制在1200℃之间,还原熔炼1h,分别从铅口和渣口放出粗铅和废渣,渣口高度为0.8m,铅口位于Ausmelt炉底部侧面,同时反应产出高温烟气经降温收尘后排空,渣含铅进一步降低到2%以下。
实施例6
1)将废铅膏、铁粉、石灰石按照100:6:3的重量比进行配料,经圆筒制粒成粒度为4mm,水分为4%的粒料;其中配入铁粉改善渣型,石灰石作为造渣剂,所述的废铅膏的主要成分为含铅70%,含锑1%,含硫2%,所述的铁粉含Fe98%,石灰石含CaCO380%;
2)将步骤(1)得到的粒料连续均匀地用皮带运输机送入Ausmelt炉,粒料加入量为15t/h,然后将粉煤和富氧空气一起从Ausmelt炉的炉顶喷枪喷入,所述的炉顶喷枪为垂直于炉顶设置的可升降炉顶喷枪,所述粉煤加入量为粒料加入量的5%,粉煤粒度为-200目85%,其中含碳65%,含硫0.5%,灰分18%,挥发份16.5%。富氧空气加入量为每吨粒料喷入600m3富氧空气,富氧空气的氧气浓度均为35%,炉顶喷枪始终插入熔体0.5m,保持炉内弱氧化气氛,炉内温度控制在500℃,氧化熔炼1.5h,废铅膏中的PbSO4在高温下分解成PbO和SO2烟气,废铅膏中的PbO2被粉煤还原成PbO和少量Pb,铁粉中的Fe被氧化成FeO,石灰石CaCO3在高温下分解成CaO和CO2,FeO、CaO与煤中的SiO2发生造渣反应,氧化铁、氧化钙、二氧化硅形成SiO2-FeO-CaO炉渣系,控制SiO2-FeO-CaO炉渣系组成为18%CaO,22%SiO2和60%FeO,该炉渣渣型是铁钙硅酸盐的熔合体,具备熔点最低、粘度最小,有利于降低熔炼时间和降低渣含铅;反应产出高温烟气均经降温收尘后送硫酸系统制酸,粗铅、炉渣中的铅与生成的烟气中的PbS、Pb或PbO之间达成平衡;
3)保持步骤(2)中的粒料加入量不变,将炉顶喷枪喷入的粉煤加入量调整为粒料加入量的10%,富氧空气的加入量调整为每吨粒料喷入200m3富氧空气,炉内温度控制在900℃,还原熔炼4h,炉顶喷枪始终插入熔体0.5m,保持炉内还原气氛,渣中PbO大部分转变为粗铅,同时反应产出高温烟气均经降温收尘后送硫酸系统制酸;
4)停止粒料的加入和炉顶喷枪的富氧空气喷入,将炉顶喷枪喷入的粉煤加入量调整为步骤(2)中粒料加入量的15%,炉内温度控制在950℃,还原熔炼1.5h,渣中PbO转变为粗铅,使还没有反应完全的物料进一步反应,同时反应产出高温烟气均经降温收尘后送硫酸系统制酸,使粗铅和熔渣澄清分离,渣含铅降低到2.3%;
5)将炉顶喷枪喷入的粉煤加入量调整为步骤(2)中粒料加入量的18%,继续炉顶喷枪的富氧空气喷入,调整富氧空气的加入量为每吨粒料喷入600m3富氧空气,将炉内温度控制在1120℃之间,还原熔炼0.8h,分别从铅口和渣口放出粗铅和废渣,渣口高度为0.5m,铅口位于Ausmelt炉底部侧面,同时反应产出高温烟气经降温收尘后排空,渣含铅进一步降低到1.6%左右。
实施例7
1)将废铅膏、铁粉、石灰石按照100:5:5的重量比进行配料,经圆筒制粒成粒度为5mm,水分为5%的粒料;其中配入铁粉改善渣型,石灰石作为造渣剂,所述的废铅膏的主要成分为含铅80%,含锑3%,含硫4%,所述的铁粉含Fe98%,石灰石含CaCO380%;
2)将步骤(1)得到的粒料连续均匀地用皮带运输机送入Ausmelt炉,粒料加入量为22t/h,然后将粉煤和富氧空气一起从Ausmelt炉的炉顶喷枪喷入,所述的炉顶喷枪为垂直于炉顶设置的可升降炉顶喷枪,所述粉煤加入量为粒料加入量的12%,粉煤粒度为-200目80%,其中含碳63.8%,含硫1.2%,灰分15%,挥发份20%。富氧空气加入量为每吨粒料喷入700m3富氧空气,富氧空气的氧气浓度均为45%,炉顶喷枪始终插入熔体0.8m,保持炉内弱氧化气氛,炉内温度控制在600℃,氧化熔炼2.2h,废铅膏中的PbSO4在高温下分解成PbO和SO2烟气,废铅膏中的PbO2被粉煤还原成PbO和少量Pb,铁粉中的Fe被氧化成FeO,石灰石CaCO3在高温下分解成CaO和CO2,FeO、CaO与煤中的SiO2发生造渣反应,氧化铁、氧化钙、二氧化硅形成SiO2-FeO-CaO炉渣系,控制SiO2-FeO-CaO炉渣系组成为24%CaO,26%SiO2和50%FeO,该炉渣渣型是铁钙硅酸盐的熔合体,具备熔点最低、粘度最小,有利于降低熔炼时间和降低渣含铅;反应产出高温烟气均经降温收尘后送硫酸系统制酸,粗铅、炉渣中的铅与生成的烟气中的PbS、Pb或PbO之间达成平衡;
3)保持步骤(2)中的粒料加入量不变,将炉顶喷枪喷入的粉煤加入量调整为粒料加入量的18%,富氧空气的加入量调整为每吨粒料喷入250m3富氧空气,炉内温度控制在1000℃,还原熔炼6h,炉顶喷枪始终插入熔体0.8m,保持炉内还原气氛,渣中PbO大部分转变为粗铅,同时反应产出高温烟气均经降温收尘后送硫酸系统制酸;
4)停止粒料的加入和炉顶喷枪的富氧空气喷入,将炉顶喷枪喷入的粉煤加入量调整为步骤(2)中粒料加入量的18%,炉内温度控制在1020℃,还原熔炼2h,渣中PbO转变为粗铅,使还没有反应完全的物料进一步反应,同时反应产出高温烟气均经降温收尘后送硫酸系统制酸,使粗铅和熔渣澄清分离,渣含铅降低到3%以下;
5)将炉顶喷枪喷入的粉煤加入量调整为步骤(2)中粒料加入量的22%,继续炉顶喷枪的富氧空气喷入,调整富氧空气的加入量为每吨粒料喷入700m3富氧空气,将炉内温度控制在1160℃之间,还原熔炼0.8h,分别从铅口和渣口放出粗铅和废渣,渣口高度为0.7m,铅口位于Ausmelt炉底部侧面,同时反应产出高温烟气经降温收尘后排空,渣含铅进一步降低到1.2%左右。
实施例8
1)将废铅膏、铁粉、石灰石按照100:4:3的重量比进行配料,经圆筒制粒成粒度为7mm,水分为5%的粒料;其中配入铁粉改善渣型,石灰石作为造渣剂,所述的废铅膏的主要成分为含铅85%,含锑4%,含硫5%,所述的铁粉含Fe98%,石灰石含CaCO380%;
2)将步骤(1)得到的粒料连续均匀地用皮带运输机送入Ausmelt炉,粒料加入量为28t/h,然后将粉煤和富氧空气一起从Ausmelt炉的炉顶喷枪喷入,所述的炉顶喷枪为垂直于炉顶设置的可升降炉顶喷枪,所述粉煤加入量为粒料加入量的14%,粉煤粒度为-200目80%,其中含碳63.6%,含硫1.4%,灰分25%,挥发份10%。富氧空气加入量为每吨粒料喷入750m3富氧空气,富氧空气的氧气浓度均为48%,炉顶喷枪始终插入熔体0.9m,保持炉内弱氧化气氛,炉内温度控制在650℃,氧化熔炼2.8h,废铅膏中的PbSO4在高温下分解成PbO和SO2烟气,废铅膏中的PbO2被粉煤还原成PbO和少量Pb,铁粉中的Fe被氧化成FeO,石灰石CaCO3在高温下分解成CaO和CO2,FeO、CaO与煤中的SiO2发生造渣反应,氧化铁、氧化钙、二氧化硅形成SiO2-FeO-CaO炉渣系,控制SiO2-FeO-CaO炉渣系组成为28%CaO,28%SiO2和44%FeO,该炉渣渣型是铁钙硅酸盐的熔合体,具备熔点最低、粘度最小,有利于降低熔炼时间和降低渣含铅;反应产出高温烟气均经降温收尘后送硫酸系统制酸,粗铅、炉渣中的铅与生成的烟气中的PbS、Pb或PbO之间达成平衡;
3)保持步骤(2)中的粒料加入量不变,将炉顶喷枪喷入的粉煤加入量调整为粒料加入量的24%,富氧空气的加入量调整为每吨粒料喷入360m3富氧空气,炉内温度控制在1060℃,还原熔炼7h,炉顶喷枪始终插入熔体0.9m,保持炉内还原气氛,渣中PbO大部分转变为粗铅,同时反应产出高温烟气均经降温收尘后送硫酸系统制酸;
4)停止粒料的加入和炉顶喷枪的富氧空气喷入,将炉顶喷枪喷入的粉煤加入量调整为步骤(2)中粒料加入量的28%,炉内温度控制在1060℃,还原熔炼2.8h,渣中PbO转变为粗铅,使还没有反应完全的物料进一步反应,同时反应产出高温烟气均经降温收尘后送硫酸系统制酸,使粗铅和熔渣澄清分离,渣含铅降低到2.4%;
5)将炉顶喷枪喷入的粉煤加入量调整为步骤(2)中粒料加入量的24%,继续炉顶喷枪的富氧空气喷入,调整富氧空气的加入量为每吨粒料喷入900m3富氧空气,将炉内温度控制在1180℃之间,还原熔炼0.9h,分别从铅口和渣口放出粗铅和废渣,渣口高度为0.7m,铅口位于Ausmelt炉底部侧面,同时反应产出高温烟气经降温收尘后排空,渣含铅进一步降低到1.3%左右。