[发明专利]一种新的液态高铅渣还原工艺

说明书

本发明公开了一种新的液态高铅渣还原工艺，该工艺包括向还原炉中加入含铅返料、氧化矿、无烟煤与石灰石的混合物，并向还原炉提供压缩空气及氧气，进而对流入到还原炉中的液态高铅渣进行还原熔炼。这一过程中，压缩空气作为助燃剂，无烟煤作为燃料及还原剂，在保证侧吹炉内热平衡的同时，达到了降低能耗及冶炼成本的目的。

技术领域

本发明涉及冶金与能源领域，尤其涉及一种新的液态高铅渣还原工艺。

背景技术

我国是世界第一铅生产及消费大国，同时也是铅矿资源贫乏的国家。据统计，2017年我国铅产量为471.64万吨，同比增长1.10％；同年，我国铅消费量为481.65万吨，同比增长3.13％。不断发展的冶铅行业为我国的环境带来了巨大压力。

液态高铅渣形成于冶炼过程，其含铅量高，化学成分及物相组成与一般高铅渣块相同，物相以硅酸铅为主，达50％左右。传统处理液态高铅渣的方法包括QSL法以及卡尔多法，但此类方法渣含铅高，且氧化、还原过程难以控制，因此并未得以推广。另外还有基夫赛特炼铅技术，但该方法综合能耗较高且同一台炉子内难以同时实现氧化和还原。

为发展绿色经济、低碳经济，近几年来，直接还原工艺逐渐进入人们的视野。与传统方法相比，直接还原工艺具有自动化程度高、能耗少、污染小等优点。此类工艺主要包括富氧底吹还原工艺以及富氧侧吹还原工艺，二者将氧化过程分离，在不同反应器内完成两种过程。该工艺由于流程短、综合能耗低、自动化控制水平高以及低污染而得到了广泛关注。相比于底吹还原工艺，侧吹还原工艺具有以下优点：(1)炉体结构简单，无运动部件，炉型固定；(2)燃料和还原剂简单易得；(3)渣含铅低；(4)综合能耗低；(5)维修费用低；(6)喷嘴寿命长。鉴于以上优点，近些年来，侧吹还原工艺得以广泛应用。但由于还原炉在处理液态高铅渣时需要使用大量天然气和焦粒，不但能耗较高，且冶炼成本亦居高不下。

申请号为201210126611.1的专利公布了一种氧气底吹熔炼-液态高铅渣侧吹直接还原工艺，该工艺将经底吹炉氧化熔炼的液态高铅渣熔体直接注入至还原炉中，燃料采用碎煤将其还原成二次粗铅；氧气底吹熔炼炉所产生的高硫烟气经第一余热锅炉回收余热、电收尘器收尘后，送至硫酸车间制酸；该工艺减少了鼓风炉、铸渣机及相应的辅助设施，投资少、自动化水平高，实现了低污染、低碳经济的工业化生产。

申请号为201410200207.3的专利公开了一种富氧顶吹熔炼-液态高铅渣侧吹直接还原炼铅工艺，该工艺将含铅物料加入到富氧顶吹熔炼炉内进行顶吹氧化熔炼，而后将富氧顶吹熔炼炉排出的熔融高铅渣供给到液态高铅渣还原炉内进行侧吹还原熔炼，进而从富氧顶吹熔炼炉内排出一次粗铅并从液态高铅渣还原炉内排出二次粗铅。该工艺节能环保、能耗较低且金属回收率高。

但以上两种工艺都采用高热值的碎煤作为燃料及还原剂，碎煤在注入到还原炉后，将使温度较高的液态高铅渣的粘度增大，进而增加炉渣中的铅含量，从而导致碎煤利用率低且成本高。

申请号为201310300161.8的专利公布了一种液态高铅渣侧吹水煤气还原工艺，该工艺直接将氧化熔炼的液态高铅渣注入还原炉中，使用水煤气、煤粒与富氧空气将其还原为二次粗铅。该发明采用低热值的水煤气与煤粒为还原剂代替昂贵的冶金焦，成本低、可控性好且污染小。但通常，水煤气发生炉结构复杂、维修费用较高，碳转化率低进而造成能源浪费，且存在有安全隐患，长期运行将产生大量的硫化氢、焦油等污染物。

因此，需要寻找一种液态高铅渣还原工艺，通过改进燃料、还原剂以及助燃剂的成分、投加方式及投加量，在实现直接氧化还原液态高铅渣的基础上达到降低能耗及冶炼成本的目的。

发明内容

本发明提供了一种新的液态高铅渣还原工艺，该工艺以压缩空气及氧气为助燃剂，以无烟煤作为还原剂及燃料，对流入到还原炉中的液态高铅渣进行还原熔炼。在保证侧吹炉内热平衡的同时，能够达到降低能耗及冶炼成本的目的。

本发明所采用的技术方案，具体包括以下步骤：