[发明专利]硫化铅精矿连续氧化还原熔炼及渣烟化尾气胺吸收制酸工艺

说明书

技术领域

本发明涉及有色金属冶金工艺技术，具体涉及硫化铅精矿的火法冶炼及烟气制酸工艺技术。

背景技术

铅冶炼方法可概括为传统炼铅法和直接炼铅法两大类。传统炼铅法即烧结机——鼓风炉熔炼法；直接炼铅法即取消硫化铅精矿烧结过程，生精矿直接入炉熔炼的方法。多年来传统法是铅的主要生产方法，但随着人类对环保、节能认识和要求的不断提高，传统炼铅法的缺点日显突出，世界上很多铅冶炼厂逐步采用直接炼铅法替代传统炼铅法。直接炼铅法可归纳为一段炉法和两段炉法两种。一段炉法，如吉夫赛特法、澳斯麦特法、QSL法、卡尔多法、瓦纽柯夫法等，是在一台炉中完成粗铅冶炼的氧化熔炼和还原熔炼两个过程。两段炉法，如艾萨法、水口山法等，是在两台炉中完成粗铅生产氧化熔炼和还原熔炼两个过程。

目前，中国大多数铅冶炼生产企业仍然采用传统的烧结机——鼓风炉熔炼法生产粗铅，其中部分企业正着手采用先进技术进行改造；有少量生产企业采用了艾萨法、水口山法和QSL法生产粗铅。

传统炼铅法存在人们较难继续接受的缺点：烧结机、鼓风炉产生的烟气量大，而烟气SO2浓度又较低，一般低于4％，难以经济地治理和利用，以致对环境会造成严重污染；烧结过程中大量氧化反应热未得到充分利用，而烧结块冷却后在鼓风炉熔炼又要大量消耗昂贵的冶金焦，能耗高；工艺流程长、设备多；物料周转多；烧结块返回破碎、混合料烧结、鼓风炉熔炼作业产生含铅粉尘、含铅蒸汽和SO2的烟气，低空污染严重，操作环境差，劳动和工业卫生条件差、对职工身体健康有较大危害。目前，我国已经禁止使用烧结机作为新建工厂硫化铅精矿的处理设备，对原有传统炼铅法也要求必须限期进行技术改造。

水口山(SKS)法、艾萨法炼铅属于典型的两段炼铅法，其粗铅冶炼工艺采用艾萨炉(或SKS炉)——鼓风炉——烟化炉联合工艺完成。两段炼铅法作为硫化铅精矿的氧化熔炼炉，在熔炼段，能产生入炉总铅量的30～70％的粗铅，烟气量较小，SO₂浓度高，烟气易于治理，90％以上的硫得到回收利用，对环境污染及劳动工业卫生条件比传统法有较大改善。熔炼炉产生的炉渣(富铅渣)定期放出，需冷却、破碎到一定粒度后，再在鼓风炉还原熔炼，配加昂贵的冶金焦；反应热利用不充分，能耗仍然较高。由于鼓风炉熔炼段产生的烟气含SO₂较低，SO₂达不到目前制酸的最低浓度4％的要求，无法用于生产硫酸，必须进行治理后才能排放。鼓风炉产出的炉渣送到烟化炉烟化，进一步回收锌等有价金属。烟化炉烟气也含有低浓度SO₂，不能制酸，必须进行治理后才能排放。澳斯麦特法、吉夫赛特法、卡尔多炉法、QSL法、瓦纽柯夫法炼铅属在同一冶金炉内完成氧化熔炼和还原熔炼两个过程。但是这些冶金炉产出的炉渣需要送到烟化炉烟化，进一步回收锌等有价金属。烟化炉烟气含有低浓度SO₂，必须进行治理后才能排放。也就是说，整个冶金过程至少需要在两座冶金炉内完成。而且，低浓度SO₂由于浓度过低达不到目前制酸的最低浓度4％的要求，往往都得不到充分利用，还必须进行治理后尾气才能排放。

总而言之，现有技术在冶炼中产生的SO₂烟气的浓度波动非常大，不利于实现连续、稳定地制酸；且当SO₂浓度低于4％时就不再被用于制酸，而治理尾气又需要花费很多资金，还使资源被浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种在同一冶金炉内完成硫化铅精矿连续氧化熔炼——还原熔炼——烟化挥发三个冶炼过程，对于该独有冶炼方法所产生的浓度波动很大的SO₂烟气进行均匀、连续、稳定地制酸，制取的硫酸质量好，SO₂利用率高。

解决发明的技术问题所采用的方案是：硫化铅精矿在同一冶金炉内连续实现氧化熔炼——还原熔炼——烟化挥发，对各阶段产生的SO₂浓度在0.008％～15％之间波动的烟气，用热不稳定有机胺液吸收，通过加热富含SO₂的有机胺液，连续稳定地解析出SO₂，进而连续稳定地制取硫酸。