艾萨炉炼铅法的生产实践与总结.doc

ISA—YMG炼铅法的生产实践与总结 ISA—YMG炼铅法是我公司引进国外顶吹沉没熔炼技术来改造传统烧结—鼓风炉还原熔炼技术而开发出的一种粗铅冶炼新工艺，该工艺引进ISA炼铅法中的氧化熔炼部分并结合我公司比较成熟的鼓风炉还原熔炼技术，在此基础上进行组合开发而形成的一种节能、环保、高效的绿色炼铅新工艺。该项目于2005年3月在我公司曲靖基地建设完工，6月艾萨炉点火投产一次成功。它是目前为止世界上首家用铅精矿直接熔炼生产粗铅的第一座艾萨炉，它的成功标志着国际炼铅技术的发展又取得了新的突破。 一、ISA—YMG炼铅工艺由两个部分组成：艾萨炉的氧化熔炼部分和我公司的鼓风炉还原熔炼部分。在氧化熔炼阶段：铅精矿、熔剂和烟尘经混合制粒由后皮带运送至艾萨炉顶。然后从加料口进入艾萨炉并在炉中发生剧烈的氧化脱硫反应，反应所需的空气和燃油经艾萨炉喷枪进入熔池中，反应所生成的产物有粗铅、富铅渣和烟尘，所产生的SO2气体经收尘处理后送酸厂制酸，烟尘返回备料系统配料；在鼓风炉还原熔炼阶段：艾萨炉所产出的富铅渣经铸渣机铸块后运送到鼓风炉，在炉中与焦碳、熔剂一起发生还原反应，生成粗铅、熔渣和烟气。熔渣进入电热前床经沉清处理后送烟化炉回收Zn和Ge，烟气经冷却降温和收尘后排空。工艺流程图如下： 艾萨炉氧化熔炼 氧化熔炼作业在艾萨炉中进行，整个熔炼系统包括艾萨炉主体、余热锅炉、电收尘、引风机、工艺鼓风机、燃油供给系统、喷枪、保温烧嘴等（如下图所示）： 概述 艾萨炉是一个高11.2米，约2.9米内壁直径，内衬耐火材料的圆柱形容器，炉子上端设有加料口，喷枪口和烟道口，底部设有两个排铅口，一个放渣口，一个放铅口。铅精矿、熔剂、烟尘等按配料比例充分混合并经制粒后皮带运输机从炉顶加料口送入炉子，PbS氧化所需的氧气和空气及燃油通过喷枪直接以旋涡状喷射到熔池渣层中，并使熔池剧烈搅动，加速冶炼过程的传热和传质速度，大大强化了炉内熔炼的氧化过程。整个反应释放出大量的热，加入的炉料被迅速加热熔化并完成冶金过程的反应，反应所生成粗铅从排铅口排出，采用圆盘铸锭机浇铸后，送电解精练。富铅渣由铸渣机铸成渣块，送鼓风炉还原处理。 原料 艾萨炉对原料适应性强，不仅可以处理铅精矿，而且还可以处理各种二次含铅物料、铅渣等。对物料的粒度，无论是块状还是粉沫状都无特殊要求，备料过程简单，混合的铅精矿、熔剂经过制粒机制粒后，即可入炉，为防止精矿过早从进料口下方进入烟气，入炉物料水分一般控制到8—12%之间，对入炉物料成分也无特殊要求，一般情况下，Pb%控制在50—60%之间。当然Pb%越高，越有利于整个熔炼过程，以下是入炉物料的平均成分表： 表一 入炉物料化学成分表 Pb Zn Cu S Fe SiO2 CaO Al2O3 MgO As Sb Ge 63.89 3.63 0.039 17.37 6.30 0.70 0.95 0.46 0.00 0.08 0.0035 12g/t 入炉物料进入炉子后在1050℃ 温度下进行氧化熔炼，整个反应过程基本上属于恒温操作，熔炼温度下降可使炉寿增长并降低烟尘率，但会使炉渣变稠，给操作带来困难。整个过程采用富氧熔炼，富氧浓度为30%，氧气由制氧站提供。产出的富铅渣化学成分如表二所示，原料中大约有45%的铅进入富铅渣，40%的铅变成粗铅，15%的铅进入烟尘。 表二 富铅渣化学成分表 富铅渣 Pb Fe SiO2 Zn CaO Al2O3 MgO 成分% 49.85 11.54 9.26 0.00 4.61 1.79 0.00 喷枪 萨炼铅法的关键技术之一，它由钢管制成，喷枪口的直径为250mm，采用空气冷却，喷枪从里到外分三个部分，最里面的部分是输油管道，Φ约 mm，油管外面是用于控制在13.5Kpa左右，此时喷枪在熔池中的深度为300—500mm，如果端压增大则喷枪插入熔池的深度增加，反之亦然。喷枪内设有旋流哭，喷枪内的气体通过旋流哭后可加速气体流速，并呈旋涡状从中流过。燃烧气体以极高的流速呈旋涡状从中流过，大大加快了把热量从枪体传递给气体的速度，从而能在喷枪外表面形成一层冷却凝固的渣壳，形成柱渣，这层渣壳保护了喷枪，使其能长时间在高温炉渣中工作而不发生烧损，从而处长了喷枪寿命。在正常熔炼条件下，喷枪的使用寿命约为7—12天。在喷枪出问题或需暂时停炉时，通常用保温烧嘴代替喷枪，并对炉子时行保温。保温烧嘴结构比喷枪较为简单，由两部分组成，油管在最里面，外面是空气管道，Φ约 mm。 炉衬保护 艾萨炉采用镁砖或铬镁砖砌筑成圆筒形，外层是厚度为100mm的钢筒，炉子内经约2.9米，反应区离炉壁有一段距离，在反应过程中，会生成一种熔点较高的炉渣铁酸锌（ZnO+Fe2O3→ZnF2O