重金属冶金技术铅冶金.ppt

《重金属冶金技术铅冶金.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《重金属冶金技术铅冶金.ppt（43页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、重金属冶金技术铅冶金现在学习的是第1页，共43页现在学习的是第2页，共43页概概 述述2.3.1直接熔炼的基本原理直接熔炼的基本原理2.3.2基夫赛特法炼铅基夫赛特法炼铅2.3.32.3 2.3 硫化铅精矿的直接熔炼硫化铅精矿的直接熔炼2.3.4QSLQSL法炼铅法炼铅2.3.5艾萨法炼铅艾萨法炼铅2.3.6水口山法炼铅水口山法炼铅现在学习的是第3页，共43页 2.3.12.3.1 概概 述述现在学习的是第4页，共43页 2.3.12.3.1 概概 述述 传统的烧结传统的烧结鼓风炉流程将氧化鼓风炉流程将氧化还原两过程还原两过程分别在两台设备中进行，存在许多难以克服的弊分别在两台设备中进行，存在

2、许多难以克服的弊端。随着能源、环境污染控制以及生产效率和生端。随着能源、环境污染控制以及生产效率和生产成本对冶炼过程的要求越来越严格，传统炼铅产成本对冶炼过程的要求越来越严格，传统炼铅法受到多方面的严峻挑战。法受到多方面的严峻挑战。现在学习的是第5页，共43页2.3.22.3.2 直接熔炼的基本原理直接熔炼的基本原理现在学习的是第6页，共43页2.3.22.3.2 直接熔炼的基本原理直接熔炼的基本原理现在学习的是第7页，共43页2.3.22.3.2 直接熔炼的方法直接熔炼的方法现在学习的是第8页，共43页2.3.22.3.2 直接熔炼的方法直接熔炼的方法直接炼铅法具有下列优点：熔炼强度高。在双

3、悬状态下，强劲的气流带动炉料相互碰撞；或在熔池内，气流使熔体剧烈翻腾。热的利用率高。烟气SO2浓度高；有利于综合回收。直接炼铅既是高效、节能的提取治金方法，也是综合利用高、环境保护好的方法。现在学习的是第9页，共43页2.2.3 3.3 3 基夫赛特法基夫赛特法(Kivcet)(Kivcet)前苏联有色金属科学研究院从六十年代开始研究开发的直接炼铅工艺，八十年代用于大型工业生产，1986年初在哈萨克斯坦的乌斯季卡缅诺尔斯克建成基夫赛特法炼铅厂。1986年意大利萨明公司购买其专利建成处理炉料600t/d铅厂(KSS厂)，目前在生产。1996年底，加拿大科明科公司120000t/a粗铅的基夫赛特炼

4、铅厂投产成功，目前在生产。现在学习的是第10页，共43页2.2.3 3.3 3 基夫赛特法基夫赛特法(Kivcet)(Kivcet)基夫赛特炼铅技术属哈萨克斯坦东方有色金属矿冶基夫赛特炼铅技术属哈萨克斯坦东方有色金属矿冶研究院专利。目前该技术仍处于专利保护期内，我研究院专利。目前该技术仍处于专利保护期内，我国采用该技术必须购买专利许可证，实行技术引进。国采用该技术必须购买专利许可证，实行技术引进。需要引进内容：需要引进内容：1 购买专利许可证；购买专利许可证；2 干燥、熔炼工序的基本设计及详细设计的技术参数；干燥、熔炼工序的基本设计及详细设计的技术参数；3 现场指导及试车投产时技术服务；现场指

5、导及试车投产时技术服务；4 基夫赛特炉专用物料喷嘴。报价基夫赛特炉专用物料喷嘴。报价420万美元（前万美元（前3项）。项）。现在学习的是第11页，共43页2.2.3 3.3 3 基夫赛特法基夫赛特法(Kivcet)(Kivcet)现在学习的是第12页，共43页2.2.3 3.3 3 基夫赛特法基夫赛特法(Kivcet)(Kivcet)现在学习的是第13页，共43页现在学习的是第14页，共43页2.2.3 3.3 3 基夫赛特法基夫赛特法(Kivcet)(Kivcet)优点：优点：1.原料适应性强原料适应性强，能处理含铅锌渣料；，能处理含铅锌渣料；2.主要金属回收率高，综合回收较好；主要金属回收

6、率高，综合回收较好；3.渣含铅低，渣含铅低，2.0%；4.烟尘率低，约烟尘率低，约5%，可直接返回炉内冶炼；，可直接返回炉内冶炼；5.生产成本低，粗铅综合能耗生产成本低，粗铅综合能耗0.35t标煤标煤t；6.炉子寿命长，炉寿可达炉子寿命长，炉寿可达3年，维修费用省。年，维修费用省。现在学习的是第15页，共43页2.2.3 3.3 3 基夫赛特法基夫赛特法(Kivcet)(Kivcet)缺点：缺点：1.原料需干燥至含水原料需干燥至含水1%以下。以下。2.一次性投资较高。一次性投资较高。现在学习的是第16页，共43页2.2.3 3.4 QSL4 QSL法炼铅法炼铅现在学习的是第17页，共43页2.

7、2.3 3.4 QSL4 QSL法炼铅法炼铅现在学习的是第18页，共43页2.2.3 3.4 QSL4 QSL法炼铅法炼铅现在学习的是第19页，共43页2.2.3 3.4 QSL4 QSL法炼铅法炼铅现在学习的是第20页，共43页2.2.3 3.4 QSL4 QSL法炼铅法炼铅 还原段：粗渣从隔墙下流入到还原段。粉煤（或天然还原段：粗渣从隔墙下流入到还原段。粉煤（或天然气）和氧气喷入产生气）和氧气喷入产生CO和和H2，使高，使高PbO炉渣在炉渣在1250被被还原。还原区氧势较低，约为还原。还原区氧势较低，约为0.2左右。温度较高，为左右。温度较高，为11501250。炉渣在流向还原区端墙上的排

8、渣口的过。炉渣在流向还原区端墙上的排渣口的过程中逐渐被还原，还原形成的金属铅（二次粗铅）沉降到程中逐渐被还原，还原形成的金属铅（二次粗铅）沉降到炉底流向氧化区与一次粗铅（初铅）汇合。粗铅与炉渣逆炉底流向氧化区与一次粗铅（初铅）汇合。粗铅与炉渣逆向流动，从虹吸口排出；炉渣从渣口连续或间断排出。与向流动，从虹吸口排出；炉渣从渣口连续或间断排出。与氧化段硫化物氧化速度比较，还原速度较慢，还原段长度氧化段硫化物氧化速度比较，还原速度较慢，还原段长度约为氧化段的约为氧化段的2倍。倍。现在学习的是第21页，共43页2.2.3 3.4 QSL4 QSL法炼铅法炼铅 对含锌高的原料，对含锌高的原料，QSL法的

9、终渣需送烟化炉进法的终渣需送烟化炉进一步挥发锌。一步挥发锌。反应器熔池深度直接影响熔体和炉料的混合程反应器熔池深度直接影响熔体和炉料的混合程度。浅熔池操作不但两者混合不均匀，而且易被喷度。浅熔池操作不但两者混合不均匀，而且易被喷枪喷出的气流穿透，从而降低氧气或氧气枪喷出的气流穿透，从而降低氧气或氧气-粉煤的利粉煤的利用率。因此适当加深反应器熔池深度对反应器的操用率。因此适当加深反应器熔池深度对反应器的操作是有利的。作是有利的。现在学习的是第22页，共43页2.2.3 3.4 QSL4 QSL法炼铅法炼铅现在学习的是第23页，共43页2.2.3 3.4 QSL4 QSL法炼铅法炼铅 优点：氧化脱

10、硫和还原在一座炉内连续完成；备料简单；返料量少，有利于提高设备生产能力和降低包括能源、劳动力等消耗费用；富氧使产生的烟尘量减少，烟中SO2浓度高，可直接制酸；以煤代焦，成本更低。主要金属回收率高。现在学习的是第24页，共43页2.2.3 3.4 QSL4 QSL法炼铅法炼铅缺点：操作条件控制难度较高；烟尘率高(2030%)；喷枪使用寿命短；渣含铅高，需进一步处理。现在学习的是第25页，共43页2.2.3 3.5 5 艾萨法炼铅艾萨法炼铅 艾萨法炼铅是艾萨法炼铅是二十世纪七十年代初澳大利亚联邦科学-工业研究组织(CSIRO)研究开发的。1991年12月该公司的一座60kt/a粗铅的ISA炼铅厂建

11、成投产，生产一年多后停产。韩国采用此法建了5座炉，其中2座处理QSL渣，2座处理锌浸出渣，1座回收再生铅。2005年我国云南曲靖80kt/a 粗铅ISA炉+鼓风炉炼铅厂建成投产。现在学习的是第26页，共43页2.2.3 3.5 5 艾萨法炼铅艾萨法炼铅 艾萨炉的炼铅原料有铅精矿、石英石熔剂、烟尘返料和煤。煤的加入量根据熔炼热平衡确定，是辅助燃料。但也可用燃料油和气体燃料，通过喷枪喷入炉内。燃料兼作一定还原剂的作用。艾萨炉作业是一个高度自动化的控制过程，从炉料的配料、上料、熔炼过程气氛和温度的控制以及设备运行状况的监控等作业主要都由控制室控制，通过DCS系统完成。现在学习的是第27页，共43页2

12、.2.3 3.5 5 艾萨法炼铅艾萨法炼铅艾萨炉主要设计指标：处理混合精矿量（13.014.5)104t/a，其中精矿含50%60%Pb，8%10%H2O。粗铅产量8104t/a，粗铅含96%98%Pb。富铅渣产量（910）104t/a，其中渣含45%50%Pb。烟尘率13%18%。熔炼作业率80%（不含换枪时间）。现在学习的是第28页，共43页2.2.3 3.5 5 艾萨法炼铅艾萨法炼铅艾萨炉熔炼系统主要设备结构 艾萨熔炼主体设备有艾萨炉、喷枪、余热锅炉、烧嘴、喷枪卷扬机等，辅助系统有供风、收尘、铸造、铸铅、制酸等外围系统。1艾萨炉的炉体结构 竖直状、钢壳内衬耐火材料的圆筒形反应器，由炉体和

13、炉顶盖两部分组成现在学习的是第29页，共43页2.2.3 3.5 5 艾萨法炼铅艾萨法炼铅 2艾萨炉喷枪 喷枪是艾萨炉的核心技术。艾萨炉喷枪由三层同心圆管组成。最里层是测压管。第二层是柴油或粉煤的通道，通过控制燃料燃烧可快速调节炉温。最外层是富氧空气，供艾萨炉熔炼需要的氧。现在学习的是第30页，共43页2.2.3 3.5 5 艾萨法炼铅艾萨法炼铅 3 辅助燃烧喷嘴 艾萨炉的辅助燃烧喷嘴，长期置于炉内，烤炉和暂停熔炼时，喷嘴供油供风，燃烧补热。正常作业情况下，喷嘴停油，但供风作业熔炼补充风用。4 艾萨炉的熔体排放 艾萨熔炼炉采用间断排放熔体。其优点是排液瞬时流量大，排液溜槽不易冻结，对熔体过热温

14、度要求较低。现在学习的是第31页，共43页2.2.3 3.5 5 艾萨法炼铅艾萨法炼铅艾萨熔炼操作要点 艾萨熔炼操作：分为点火烘炉和正常熔炼。1烘炉 艾萨炉的耐火材料采用镁铬砖，外层是高铝砖，烘炉应遵照升温曲线进行，余热锅炉也同时升温。烘炉采用专门的升温烧嘴进行，它设有供油装置、供风系统和自动点火机构，按照执行程序由计算机控制运行，炉温以安装在炉体上部的热电偶测量出来的温度为基准。现在学习的是第32页，共43页2.2.3 3.5 5 艾萨法炼铅艾萨法炼铅 2.熔炼操作 熔池熔炼第一步是造熔池，为了确保在接近正常生产炉温投产。应该用富铅渣这样炉温低，形成熔池快；没有富铅渣也可用鼓风炉炉渣但炉温控

15、制较高，需要很长时间。当挂渣结束后，则转入正常熔炼状态，从小料量开始。在正常生产进料后，熔池深度不断上升。先放渣，后放铅在整个作业过程中，加料连续进行，只有排放作业是周期性。现在学习的是第33页，共43页2.2.3 3.5 5 艾萨法炼铅艾萨法炼铅 3渣型控制 艾萨熔炼的富铅渣为PbO-CaO-SiO2-FeO-ZnO渣型，其成分控制主要检测SiO2和Fe含量，一般为Fe/SiO2=1.11.2 艾萨熔炼系强化熔炼，反应激烈，Fe/SiO2比不适当，会使渣中Fe3O4含量急剧升高，渣的粘度迅速增加，严重时送入熔池的气体和反应生成物中的气体不能及时释放，窒息到一定程度后会急剧膨胀，熔池涌动翻腾效

16、果差，最后携带大量炉渣喷出炉膛形成泡沫渣，造成安全事故。现在学习的是第34页，共43页2.2.3 3.5 5 艾萨法炼铅艾萨法炼铅 4喷枪的检查和更换 5保温烧嘴作业 6.艾萨炉及余热锅炉的清理 艾萨炉炉顶与垂直烟道都是余热锅炉的一部分。炉结的产生影响炉子的负压控制与烟气流通，致使不能正常作业。此时，可以适当调整艾萨炉烟气出口温度，造成一定范围的温度波动，从而使锅炉炉壁形成不均匀的膨胀的收缩，动摇粘结物的附着力，使其落入熔池。现在学习的是第35页，共43页奥斯麦特法 在20世纪末，欧洲金属公司（德国)诺丁汉姆（Nordenham）铅锌冶炼厂成功采用奥斯麦特顶吹熔池熔炼方法炼铅。奥斯麦特炉主要由

17、炉体、喷枪及升降装置，加料装置、排渣口、出铅口、烟气出口组成。现在学习的是第36页，共43页奥斯麦特法奥斯麦特炉与艾萨炉的比较 奥斯麦特公司的喷枪由4层套筒组成，中心管从内到外分别是燃料、氧气、空气和套筒风，并引入了二次燃烧机制；现在学习的是第37页，共43页奥斯麦特法 二次燃烧机制及套筒喷枪专利为奥斯麦特公司独家拥有。其优点是熔炼产出的单体硫及燃烧不完全的物质如CO及有机物等，由套筒风进行二次燃烧，套筒风送入点接近熔体，二次燃烧产生的热量容易被喷嘴飞扬起来的熔体吸收，提高热效率，同时二次风量可按炉况准确调控。炉体上部不设二次风口，炉子密封性好，烟气不会外泄产生低空污染，炉内热场分布较均匀。现

18、在学习的是第38页，共43页奥斯麦特法 奥斯麦特炉的辅助燃料烧嘴只供烘炉和暂停熔炼时维持炉温用。正常作业时是提至炉外，喷嘴用盖板盖严；奥斯麦特熔炼炉体外壳喷水，采用喷淋冷却、投资省，简单易行；缺点是冬季车间内水雾较大，钢结构厂房结露腐蚀加快。现在学习的是第39页，共43页奥斯麦特法奥斯麦特炉采用虹吸口连续排放熔体；其优点是熔池液面高度恒定，波动小。喷枪插入深度不用经常调整。熔炼作业较稳定，操作易于控制。连续排液不需定期打开和堵塞放液口，操作简单，排液量恒定，便于管理。其缺点是虹吸口内隔墙需设水套。排液瞬时流量小，对熔体过热温度较为敏感，虹吸溢流口需设油烧嘴补热提温。渣线波动范围小，对炉衬磨损的

19、腐蚀比较集中，渣线区炉衬寿命短。现在学习的是第40页，共43页奥斯麦特法奥斯麦特炉的炉顶为淋水倾斜炉顶，采用捣打耐火料衬里。出炉烟气过道为斜坡式钢壳内衬耐火材料结构。生产过程中控制烟气温度高于烟尘熔点，使结瘤物熔化返入炉内，炉内无阻溅板。目前这种炉顶结构有被水平炉顶垂直烟道取代的趋势。现在学习的是第41页，共43页2.2.3 3.5 5 水口山法炼铅水口山法炼铅 水口山法（SKS法）是我国自行开发的一种氧气底吹直接炼铅法。是原水口山矿务局与国内有关科研、设计单位，于八十年代后期研究开发的氧气底吹直接炼铅工艺。成功开发具有自主知识产权的氧气底吹熔炼鼓风炉还原炼铅新工艺同时成功地将自主研发的“富氧渣鼓风炉熔炼技术”和“鼓风炉强化喷粉熔炼技术”有效整合，形成了世界上首次将艾萨炉应用于铅冶炼的先进技术。现在学习的是第42页，共43页2.2.3 3.5 5 水口山法炼铅水口山法炼铅 水口山法是一项污染少、投资省、见效快的可取方案。已建成投产的有济源冶炼厂和池州冶炼厂。目前水口山矿务局也建成投产了一套80kt/a粗铅的铅厂，采用SKS炉+鼓风炉+烟化炉流程。现在学习的是第43页，共43页