铅烧结矿鼓风炉还原熔炼.ppt

* 在铁硅酸盐炉渣中，由于FeO含量高，炉渣密度大，对金属硫化物（如铅锍）的溶解能力大，造成随渣带走的金属损失大。因此，在工业实践中，一般不单独采用氧化亚铁硅酸盐作炉渣，而必须加入CaO，以改善炉渣性能。 氧化钙（ CaO）也是硫化精矿中的常见脉石成分，但其含量相对较少， CaO熔点很高，为2570℃，是比FeO碱性更强的碱性氧化物，在成分接近铁橄榄石（其质量百分数为70% FeO，30%SiO2）的炉渣中加入一定量的CaO，可降低炉渣的熔点、密度和炉渣对金属（锍）的溶解能力，可得到享受熔化温度在1100~1150 ℃适合于熔炼要求的炉渣。在SiO2- FeO- CaO三元渣系中，熔点最低的炉渣成分位于45% FeO，20% CaO和35%SiO2附近，为1100 ℃左右。这个组成与铅鼓风炉还原熔炼的炉渣成分大致相同。 * 粘度是影响炉渣流动性，影响炉渣与金属（锍）分离程度，并关系到冶金过程能否顺利进行的重要性质。酸性炉渣含SiO2高，结构复杂的硅氧复合离子（SixOy2-）导致炉渣粘度上升。适当增加碱性氧化物有利于降低炉渣粘度。但碱性氧化物过高时可能生成各种高熔点化合物，使炉渣难熔，炉渣粘度升高。对于SiO2- FeO- CaO炉渣系粘度最小的组成为10%～30% CaO，20%~30%SiO2和40%~60%FeO。这与上述最低熔度的炉渣成分范围大体一致。 由前面分析可知，能符合鼓风炉熔炼要求的炉渣的基本渣型是铁钙硅酸盐的熔合体。 * （2）鼓风炉炼铅炉渣的特点 炼铅原料中的脉石氧化物以及在烧结-还原熔炼过程中炉料发生物理化学变化而生成的铁、锌氧化物是铅鼓风炉炉渣的主要组成。因此，炼铅炉渣的成分包括SiO2、 FeO、 CaO、ZnO、Al2O3、MgO等，与其他有色金属熔炼的渣型一样， SiO2、 FeO、 CaO是铅炉渣的基本成分，但相对其他有色冶金炉渣而言，高CaO、高ZnO含量又是铅炉渣的特点。 * 炉渣一般都含百分之几的锌。锌对氧的亲和力大，难被碳还原，故大部分呈ZnO状态入渣，但也有少量的ZnO在炉子下部被CO、C还原，还原反应产出的锌蒸气随炉气上升，被炉气中CO2、H2O和O2氧化为ZnO，也可被炉气中SO2所硫化为ZnS，此时ZnO和ZnS若沉积于半融状态的碎料上或炉壁上，则引起上部炉结的形成；若ZnO沉积于炉料表面孔隙之间，会随炉料一起下降到炉子下部，又被还原为Zn蒸气，并随炉气上升，如此反复循环。 ZnS是非常有害的难熔物质，在熔炼过程中进入炉渣会增大炉渣粘度，使炉渣含铅升高，严重情况下会造成炉结，迫使生产停炉。这也是炼铅鼓风炉处理高锌精矿要求烧结块残硫低的原因，并且一般要求铅精矿含锌在5%以下，渣含锌一般控制在15%以内。 * 炼铅厂普遍采用高CaO渣型，其出发点是降低渣含铅，提高金属回收率，原因如下： CaO是强氧化物，可将硅酸铅中的PbO置换出来使其变得容易被碳不还原； 高CaO的炉渣可提高炉温，降低炉渣密度； CaO可提高烧结块的软化温度，故高CaO渣型适宜于处理高品位铅烧结块可防止其在炉内过早软化影响透气性和过早熔化影响硅酸铅的充分还原。 * 此外提高炉渣中的CaO，可使Si-O及Fe-O-Zn的结合能力减弱，增加锌和铁在熔渣中的活度，有利于炉渣的烟化处理； 提高炉渣中的CaO能破坏熔渣中硅氧复合离子SixOY2-，降低炉渣的粘度。 基于上述观点，又派生出高ZnO、高CaO渣型和高SiO2、高CaO渣型熔炼，达到综合利用的目的。 * 株洲冶炼厂在烧结配料中配入10%的氧化锌浸出渣，混合料含锌达6%左右，因而实行高ZnO、高CaO渣型熔炼，达到综合利用的目的。原沈阳冶炼厂在烧结配料中加入含金高、含SiO2也高的金铅块矿和金铅精矿，烧结块含SiO2高达到15% * 炉渣的主要作用 1)使矿石中的脉石、熔剂及燃料中的灰分造渣，并在高温下与欲提取的金属分离； 2)熔渣是一种介质，其中进行着许多极为重要的冶金反应。例如，在铅还原熔炼时，溶解在炉渣中的硅酸铅可直接被还原剂还原，铅在炉渣中的损失决定于这一反应的完全程度； 3)在炉渣中发生金属液滴或锍液滴的沉降分离。沉降分离的完全程度对金属在炉渣中的机械夹杂损失起着决定性的作用； * 4)在鼓风炉内炉渣是热状况的调节剂。炉内最高温度决定于炉渣的熔点，一般最高温度为炉渣熔点再过热150～250℃。当炉渣组成一定时，向炉内增加热量不可能提高炉温，只会增加炉料溶化的速度； 5)在用于炉渣沉淀保温的电热前床中，炉渣和电极周围的气膜起着电阻的作用，可用调节电极插入渣中深度的方法来调节前床内