本發明涉及一種含鉛爐料煉鉛的方法，具體涉及一種含鉛爐料連續直接煉鉛的方法。

背景技術：

針對傳統“燒結—鼓風爐”粗鉛生產工藝流程長，能耗高，存在低濃度SO₂煙氣及含鉛粉塵污染環境問題，20世紀80年后期，在總結、吸收國外有關粗鉛冶煉先進技術基礎上，國內開發了“氧氣底吹氧化熔煉—鼓風爐還原熔煉”粗鉛生產工藝，即：“氧氣底吹爐 — 鑄渣機 — 鼓風爐 — 電熱前床 — 煙化爐”，該工藝采用“氧氣底吹氧化熔煉”取代傳統工藝中的“燒結”工序，基本解決了傳統工藝流程長和SO₂濃度難以達到兩轉兩吸制酸工藝要求等問題。在當時國家相關政策的支持下，該工藝得到迅速推廣。

然而，這種工藝在生產過程中，氧化熔煉高鉛渣需要澆鑄成渣塊才能加入鼓風爐熔煉，不僅在澆鑄冷卻造成環境污染較嚴重和能源浪費；而且能耗高、爐頂溫度高、爐結嚴重、床能力低、渣含鉛高；氧氣底吹氧化爐、鼓風爐均采用間斷放渣，所以煙化爐只能周期性操作。煙化爐的周期性間斷作業，使其產生的煙氣量、煙氣溫度和煙氣SO₂濃度呈周期性波動，導致余熱鍋爐產生的蒸汽周期性波動，給余熱綜合利用和煙氣脫硫帶來很大難度。隨著國家發改委《產業結構調整指導目錄（2011年本）》將以“焦炭為燃料的有色金屬熔煉爐”列入淘汰類工業產品，國家節能減排力度的加強和《有色金屬十二五發展規劃》的發布，采用該工藝的各生產企業均在積極尋求改進工藝方案。

為了改善氧氣底吹氧化熔煉—鼓風爐還原熔煉粗鉛冶煉工藝中的環保問題，降低能耗，國內開發了氧氣底吹氧化爐熔煉—液態高鉛渣直接還原工藝。

氧氣底吹氧化爐熔煉產出的液態高鉛渣直接還原采用富氧底吹爐或富氧側吹爐作為還原爐，高鉛渣直接流入還原爐，以煤或煤加天然氣作為還原劑，鼓入富氧空氣進行還原熔煉。但是，由于底吹爐中的物料在氧化熔煉過程中，爐體的放渣口是封堵的，放渣時需先通過專用工具將放渣口打開，放完渣后重新封堵放渣口才能進行氧化熔煉，也就是說物料氧化熔煉的高鉛渣是分爐次間斷放出的。也就是說底吹爐的爐型結構決定了它只能間斷放渣，所以目前所有液態高鉛渣直接還原都是分爐次周期性作業，煙化爐也只能周期性作業，用富氧底吹爐或側吹爐進行氧化熔煉時，還原熔煉和煙化吹煉一般以120分鐘為一個周期，進渣20-30分鐘，熔煉或吹煉時間70-80分鐘，排渣20-30分鐘。若用富氧頂吹爐進行氧化熔煉，需要4小時放一次高鉛渣，還原熔煉則以240分鐘為一個周期。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種連續氧化熔煉、連續還原熔煉及連續吹煉的直接煉鉛方法，以改變粗鉛冶煉過程中氧化熔煉間斷放渣、還原熔煉和煙化吹煉分爐次周期性間斷作業的現狀，實現連續作業，提高生產能力，提高節能減排和技術裝備自動化水平，降低勞動強度、安全和環境污染風險。

本發明提供的這種連續直接煉鉛的方法，采用鉛精礦或者含鉛物料作為冶煉原料，采用碎煤作為還原劑，通過三臺串聯的富氧側吹爐分別作為氧化爐、還原爐及煙化爐連續作業實現直接煉鉛，包括以下步驟：

（1）往氧化爐中加入含鉛物料及熔劑，從爐體兩側鼓入富氧空氣對物料進行強化氧化熔煉，得到的一次粗鉛由虹吸放鉛口放出送往精煉處理，液態高鉛渣由排渣口連續流入還原爐中；

（2）往還原爐中加入碎煤，從爐體的兩側向鼓入富氧空氣對液態高鉛渣進行連續還原熔煉，得到的二次粗鉛由虹吸放鉛口放出送往精煉處理，含鋅還原熔渣由排渣口連續流入煙化爐中；

（3）往煙化爐中加入碎煤，從爐體的兩側鼓入富氧空氣對含鋅還原熔渣進行吹煉回收其中的鋅；

作為優選，所述氧化爐中鼓入富氧空氣中的氧氣濃度為60~90%，氧化反應溫度為1000~1100℃。

作為優選，所述還原爐中加入的碎煤粒度為10～30mm。

作為優選，所述還原爐中鼓入富氧空氣中的氧氣濃度為45~75%，反應溫度為1200~1300℃。

作為優選，所述煙化爐中加入的碎煤量為所述還原渣量的16~18%，鼓入富氧空氣中的氧氣濃度為30~45%，使吹煉后的爐渣中含鉛量小于1%，含鋅量小于2%。

本發明的整個冶煉過程是連續作業的，其基本條件是氧化爐、還原爐和煙化爐均采用富氧側吹爐。將三臺富氧側吹爐串聯，氧化爐產出的液態高鉛渣連續流入還原爐中，還原爐產出的還原熔渣連續流入煙化爐中，從而保證了煙化爐對爐渣的連續吹煉。還原爐采用富氧側吹爐還使得還原劑可直接采用碎煤，無需粉煤制備，從而節省粉煤制備的建設投資和運行成本。煙化爐采用富氧側吹爐，由于富氧側吹爐采用銅水套進行冷卻，所以吹煉爐渣可以使用氧氣濃度較高的富氧空氣來降低鼓風強度和減少鼓風量，提高吹煉強度和熱效率。即本發明在原理和設備上實現了熔池熔煉直接煉鉛的連續性，改變了現有技術底吹爐作為氧化爐的分爐次間斷放渣而導致的還原爐和煙花爐的分爐次間斷操作的現狀。

附圖說明

圖1為本發明的工藝流程圖。

圖2為本發明的物料流向示意圖。

具體實施方式

本發明提供的這種連續直接煉鉛的方法，如圖1、圖2所示，煉鉛原料采用硫化鋅精礦或者其它含鉛物料，還原劑直接采用碎煤，設備采用三臺串聯的富氧側吹爐分別作為氧化爐1、還原爐2及煙化爐3。具體煉鉛操作過程如下：

（1）以硫化鉛精礦及其它含鉛物料為原料，配入適當石灰石等熔劑構成爐料。如果爐料含可燃硫過低，配入少量碎煤作為補充燃料，混合制粒后連續加入富氧側吹氧化爐內；從富氧側吹氧化爐兩側鼓入氧氣濃度為60%～90%的富氧空氣，在1000～1100℃條件下進行強化氧化熔煉，經過“PbS+3/2O₂=PbO+SO₂、PbS+2PbO =3Pb+SO₂、PbS+PbSO₄=2Pb+2SO₂”等一系列發應，得到部分一次粗鉛和含Pb約為30～50%的液態高鉛渣。液態高鉛渣和一次粗鉛在爐體熔池內沉淀分離，一次粗鉛由虹吸放鉛口放出送精煉處理，液態高鉛渣由渣口連續排出，熔融的液態高鉛渣經溜槽直接流入還原爐，進行還原熔煉；

（2）在高鉛渣還原過程中，從還原爐的加料口加入少量粒度為10～30mm的碎煤，必要時可加入少量石灰石作為調渣熔劑，從還原爐兩側鼓入氧氣濃度為45%～75%的富氧空氣，在1200～1300℃條件下進行還原熔煉，得到二次粗鉛和還原熔渣，還原熔渣和二次粗鉛在爐體熔池內沉淀分離，二次粗鉛從側部虹吸放鉛口放出送精煉處理，含鋅還原熔渣由端部的渣口連續排出，經溜槽流入煙化爐進行連續吹煉；

（3）在爐渣煙化吹煉過程中，加入還原熔渣量16～18%左右的粒煤，鼓入氧氣濃度30%～45%進行爐渣連續吹煉，爐渣中的金屬鋅、鉛還原揮發，上部三次風氧化得到次氧化鋅煙塵；爐渣含鉛小于1％、含鋅小于2％時經水碎后外售。

氧化爐進行氧化熔煉的連續出爐煙氣的SO₂濃度約為15～30%，經余熱鍋爐冷卻、靜電收塵器收塵后，送制酸系統生產硫酸，余熱鍋爐和電收塵器收集的煙塵返回熔煉配料。余熱鍋爐生產的余熱蒸汽可綜合利用。

還原爐進行還原熔煉的連續出爐煙氣經余熱鍋爐冷卻、收塵器收塵，盡管還原爐煙氣SO₂濃度很低，但是仍高于大氣污染物排放標準，必須經過脫硫后排放；余熱鍋爐和收塵器收集的煙塵返回熔煉配料。余熱鍋爐生產的余熱蒸汽可綜合利用。

煙化爐進行煙化吹煉的連續出爐煙氣經余熱鍋爐冷卻、袋式收塵器收塵后，與還原爐的出爐煙氣及制酸尾氣合并，經脫硫凈化后排放。余熱鍋爐和收塵器收集的煙塵即為次氧化鋅產品外售，可作為濕法煉鋅的原料生產電鋅。

為了實現爐渣吹煉（即煙化）過程的連續作業，必須確保還原爐爐渣連續不斷地流入富氧側吹煙化爐，為了確保還原爐爐渣能夠連續流出，氧化爐產出的高鉛渣必須連續流入還原爐，這樣才能保證整個冶煉過程的連續作業。

為此本發明的氧化爐選擇了富氧側吹爐，而不是底吹爐或頂吹爐，這是因為側吹爐比底吹爐和頂吹爐更加容易實現連續放渣。其理由主要有二：一是側吹爐為立式爐型，爐缸及熔池有一定深度，渣鉛界面位于風口以下500-600mm，采用潛流排渣，爐渣的運行軌跡比底吹爐更長，有利于渣鉛分離。二是側吹爐采用多個噴嘴從兩側鼓入富氧空氣，對熔體產生強烈攪動，傳質傳熱效果好，反應速度比頂吹爐更快。

煙化爐采用富氧側吹爐可以用粒煤取代粉煤作還原劑，不需要制備粉煤，從而節省粉煤制備的建設投資和運行成本。用富氧側吹爐取代傳統煙化爐進行爐渣吹煉，因為富氧側吹爐采用銅水套進行冷卻，所以可使用氧氣濃度較高的富氧空氣進行吹煉來降低鼓風強度和減少鼓風量，提高吹煉強度和熱效率。

所以本發明在原理和裝備上實現了熔池熔煉直接煉鉛的連續性，改變了目前氧化爐（底吹爐或頂吹爐）間斷放高鉛渣，還原爐進高鉛渣、熔煉、放出還原渣、煙化爐進渣、吹煉、放渣分爐次間斷操作的現狀。