顶吹浸没熔炼—鼓风炉还原熔炼—烟化炉烟化法
1)方法简介
氧气顶吹浸没熔炼法是20世纪70年代澳大利亚开发成功的铜冶炼技术,后移植于铅的冶炼。在一个圆桶形的炉内,通过炉子顶端斜烟道的开孔,插入一支由空气冷却的钢制喷枪(见图3-40)。喷枪位于内衬耐火材料的炉膛中央,头部埋于熔体中,燃料和空气通过喷枪直接喷射到高温熔融渣层中,产生燃烧反应并造成熔体的剧烈搅动,进行物料的氧化脱硫,产出部分粗铅和富铅渣。这样,在一个小空间内加入的炉料被迅速加热熔化并完成化学反应。调整喷枪的插入深度可以控制熔体搅拌强度,操作灵活,炉子能在较长时间内保持热稳定。熔炼产出的富铅渣经铸渣机浇注成渣块,再送人鼓风炉还原熔炼,生产粗铅和炉渣。
赛罗喷枪是其核心部件,为双层套管结构,上段材质为45*钢,下段喷口为不锈钢。内管通过燃料即油或用定量空气携带的煤粉。内外管间设有螺旋形导流片,助燃空气(或富氧空气)从此通道中以大于两倍音速的速度呈漩涡状流出,加大了枪体与气体间的传热,从而在喷枪外表面形成一层冷却的渣壳,此渣壳保护喷枪,延长了喷枪的使用寿命。
2)技术特点
顶吹熔池熔炼炉对人炉物料要求不高,不论是粒状物料还是粉状精矿、烟尘返料等,只要水分小于10%,均可直接人炉。若为粉状物料,经配料、制粒后人炉有利于降低烟尘率。
氧气顶吹浸没熔炼法的烟气量小、烟气SO浓度高。但由于氧化段只有约40%的铅以粗铅形式产出,富铅渣不能直接还原而必须浇注成渣块,高温富铅渣的大量显热无法利用,而在鼓风炉还原熔炼又需要配入大量的焦炭,因此其能耗较高。
氧气顶吹浸没熔炼的反应激烈。氧/料比不适当会使渣中FeO含量急剧升高,渣黏度迅速增加,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,窒息到一定的程度后会急剧膨胀,形成泡沫渣。
3)主要技术经济指标
主要技术经济指标见表3-15。
4)国内应用厂家及产能
国内目前有3家采用该技术的铅冶炼厂,云南冶金集团曲靖冶炼厂于2005 年建成了年产6万t粗铅规模的生产线,在会泽的年产8万t粗铅规模的生产线正在建设中;云南锡业集团有限责任公司于2012建成了10万t铅的生产线。
5)总体评价
①装备密闭性好,熔炼过程热损失少,能充分利用炉料的化学反应热。燃料消耗少,且对燃料种类、质量无严格要求;②立式圆筒炉体,占地面积少,但对厂房高度要求较高;③采用富氧空气熔炼,烟气SO浓度高,易于经济回收;④生产过程熔池内气、固、液搅动激烈,对炉体冲刷严重,耐火材料损失大,枪头寿命短;⑤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。