底吹熔炼—鼓风炉还原熔炼—烟化炉烟化法(SKS法)
1)方法简介
底吹熔炼—鼓风炉还原熔炼—烟化炉烟化法是我国20世纪90年代在借鉴OSL法的基础上开发出来的,使用的反应器(见图3-38)保留了QSL法的氧化段,而取消了还原段。其主要设备连接示意见图3-39,生产过程分三个阶段进行。
第一阶段底吹炉氧化熔炼:经配料制粒的混合料加入底吹炉,氧气从底部吹入熔池铅层,实现熔池内熔体的搅拌,同时和炉料中的金属硫化物及部分铅液发生氧化反应,生成金属氧化物和SO,产出粗铅和高铅渣,并将贵金属富集于铅中。第二阶段鼓风炉还原熔炼:高铅渣经铸渣机冷却铸块后转人鼓风炉还原熔炼,铅氧化物在碳质还原剂的作用下还原成粗铅,并产出还原渣。与传统铅鼓风炉的不同之处是需进行二次配料,调整高铅渣熔点,并通过操作条件的改变增加还原能力,降低下料速度,达到控制渣含铅的目的。第三阶段烟化提锌:鼓风炉热渣转运至烟化炉中,空气和粉煤混合吹入熔融的炉渣中燃烧供热,并控制炉内熔池还原性气氛,熔渣中的氧化锌、氧化铅在高温还原环境中还原成气态的金属锌、铅后再挥发到炉子上部空间,在二次风作用下再度氧化成氧化锌和氧化铬随炉气一起进入收尘系统。
2)技术特点
和烧结——鼓风炉还原熔炼工艺相比,SKS法较为彻底地解决了硫的利用和烧结粉尘的污染问题,且自动化程度明显提高,工人劳动强度显著下降,单条生产线的年生产能力一般在8~10万t粗铅,生产规模也得到了大幅提高。同时,氧化熔炼过程可以充分利用含硫物料的氧化热,并配备余热锅炉回收余热,使生产能耗显著降低。底吹炉烟气SO浓度大于10%,可以采用先进的两转两吸制酸和尾气氨吸技术,使SO的转化率提高到99%以上,尾气中的SO含量降低至100mg/m³甚至更低。
SKS 法的原始构想是底吹脱硫—富铅渣电炉还原。由于富铅渣的高温导电性很好,还原电极下插困难,因此不得不把约1100℃的高温液态渣冷却成渣块后,再送鼓风炉用焦炭还原熔炼,生产过程存在热—冷—热的交替,热能利用不合理。
3)主要技术经济指标
SKS法的主要技术指标列于表3-13。
4)国内应用厂家及产能
国内采用氧气底吹熔炼的厂家及产能情况见表3-14。
5)总体评价
和传统烧结一鼓风炉炼铅法相比,SKS法实现了我国炼铅工艺质的飞跃,不仅铅冶炼生产环境显著改善,能耗显著降低,生产效率也显著提高,特别是有效解决了SO污染问题,成为我国铅冶炼的主流工艺。不足之处是高铅渣的还原仍采用了传统的鼓风炉还原技术,由此带来了以下问题:①约1050℃的液态高铅渣的显热没能有效利用;②高铅渣铸块在储运过程中易出现碎末扬尘,既污染环境又浪费资源;③鼓风炉能耗高,且必须使用冶金焦,余热回收利用也比较困难;④不适用于含铅小于42%的中低品位铅物料的处理,和铅精矿伴生的锌必须通过烟化炉回收。