[法学]重金属冶金学第四章.ppt

重金属冶金学Metallurgy of Heavy Metals 胡宇杰 电话:E-mail: hyj8622@1126.com 第四章 硫化矿直接熔炼 4.1 直接得到金属的冶炼方法 4.1 直接得到金属的冶炼方法 4.1 直接得到金属的冶炼方法 4.2 硫化精矿的直接熔炼 4.2 硫化精矿的直接熔炼 4.2 硫化精矿的直接熔炼 4.2 硫化精矿的直接熔炼 4.2 硫化精矿的直接熔炼 4.2.1 硫化铅精矿直接熔炼的基本原理 4.2 硫化精矿的直接熔炼 4.2 硫化精矿的直接熔炼 4.2 硫化精矿的直接熔炼 4.2 硫化精矿的直接熔炼 4.2 硫化精矿的直接熔炼 小 结 4.2.2 基夫赛特(Kivcet)法 4.2.2 基夫赛特(Kivcet)法 4.2.2 基夫赛特(Kivcet)法 4.2.2 基夫赛特(Kivcet)法 4.2.2 基夫赛特(Kivcet)法 4.2.2 基夫赛特(Kivcet)法 4.2.2 基夫赛特(Kivcet)法 4.2.2 基夫赛特(Kivcet)法 4.2.2 基夫赛特(Kivcet)法 4.2.3 氧气底吹熔池熔炼(QSL法) 4.2.3 氧气底吹熔池熔炼(QSL法) 4.2.3 氧气底吹熔池熔炼(QSL法) 4.2.3 氧气底吹熔池熔炼(QSL法) 4.2.3 氧气底吹熔池熔炼(QSL法) 4.2.3 氧气底吹熔池熔炼(SKS法) 4.2.3 氧气底吹熔池熔炼(SKS法) 4.2.3 氧气底吹熔池熔炼(SKS法) 4.2.3 氧气底吹熔池熔炼(SKS法) 4.2.3 氧气底吹熔池熔炼(SKS法) 4.2.3 氧气底吹熔池熔炼(SKS法) 4.2.3 氧气底吹熔池熔炼(SKS法) 矿物原料包括精矿、二次物料、熔剂、烟尘和固体燃料。氧气通过喷枪喷入，熔体在1050-1100℃下进行脱硫与熔炼反应，氧势高，lg(PCO2/PCO)约2.2。形成初铅，炉渣含铅高25-30%，称初渣，烟气SO2浓度为10-15%。 初渣流入还原带，还原剂(煤粉与天然气)通过喷枪与空气会氧气一起吹入熔池，铅被还原。氧势较低， lg(PCO2/PCO)约0.2， 温度高1150-1250℃. 底铅层一般为200~400mm，渣层宜薄为100~150mm；反应器氧化区的熔池深度大，一般为500-1000mm。 氧化段与还原段分别装有氧枪与还原枪； 德国Stolberg炼铅厂的工艺流程，如图4-12。反应器排出的烟气温度1200℃，含12-14%SO2。硫的回收率达98% 图4-12 德国Stolberg炼铅厂QSL炼铅工艺流程 水口山法 ◆ 1985年国家计委和国家科委立项，把治理铅冶炼污染列为重点科研攻关项目。确定在水口山矿务局开展氧气底吹氧化—鼓风炉还原熔炼扩大试验。 ◆ 1988年我国开始引进QSL炼铅工艺谈判，至1993年试投产，因各种原因，该工艺在我国未获成功，故难以推广。 ◆ 1998年中国有色工程设计研究总院带头，组织池州冶炼厂、河南豫光金铅集团、温州冶炼厂和水口山矿务局五方集资，进行氧气底吹熔炼——鼓风炉还原工业试验，取得成功。 ◆ 1 999年国家计委、国家经贸委分别批准用该工艺在池州冶炼厂建设3万t/a的示范性工厂和在河南豫光金铅集团进行5万t/a铅冶炼厂的技术改造。 鼓风炉还原 制酸 铸块 SO2烟气 铅氧化渣 一次粗铅 氧气底吹熔炼 混合或制粒 配料 铅精矿（二次铅原料） 碎煤（备用） 熔剂 粗铅 回收余热 铅烟尘 收尘 炉渣 河南豫光SKS厂外景 氧气底吹熔炼炉 氧气底吹熔炼炉 氧气底吹熔炼炉 * 教学目的：掌握硫化矿直接熔炼原理及直接炼铅工艺特点。 主要内容： 置换还原法 直接氧化法 基本原理 基夫赛特法 氧气底吹熔池熔炼 顶吹熔池熔炼 直接得到金属的冶炼方法 硫化精矿的直接熔炼 前 言 传统炼铅方法的缺点: 间断作业、生产环节多、流程长、返料多、未能充分利用精矿的表面能和燃烧热、烧结脱硫率低、对环境污染严重、消耗大量焦炭。 解决办法: 烧结与熔炼结合的直接炼铅方法 热力学分析表明，从硫化矿直接得到金属的冶炼方法有两种： 图3-18 1300℃下各种M-S-O系的硫氧势图 4.1.1 置换还原法 根据硫化物稳定性的热力学原理，各种金属的Me-MeS平衡硫势不同，对硫的亲和力大的能从硫化矿中置换出亲和力小的。 PbS(l) + Fe(s) = Pb(l) + FeS(l) Sb2S3(l) + 3Fe(s) = 2Sb(l) + 3FeS(l) Bi2S3(l) + 3Fe(s) = 2Bi(l