氧气底吹炉液态高铅渣直接还原的方法及专用还原炉.pdf

本发明涉及一种氧气底吹炉中的高铅渣熔体在液态下进行直接还原的方法及专用还原炉，将经底吹炉氧化熔炼的液态高铅渣熔体，直接注入还原炉中，同时向还原炉中加入碎煤或碎焦，并通过还原炉底侧部的气体喷枪向还原炉供入氧，在炉体上部设有碎煤或碎焦的加入口，在炉体上部设有冷却水套，在冷却水套上设有高铅渣熔体的加入口，在还原炉底侧部设有气体喷枪，在熔池部分开有出渣口，在炉体外出渣口处设置有渣面控制池，在炉体底部设置有排出反应沉积于炉体底部铅液的铅虹吸道，具有设备投资少、劳动强度低、劳动环境好、还原速度快、操作性强，占地面积小、烟尘率低的优点。

1、  一种氧气底吹炉液态高铅渣直接还原的方法，其特征在于：将经底吹炉氧化熔炼放出的具有温度高，热量大的液态高铅渣熔体，直接注入还原炉中进行还原熔炼，同时向还原炉中加入碎煤或碎焦，并通过还原炉底侧部的气体喷枪向还原炉内供入氧气。

2、  根据权利要求1所述的一种氧气底吹炉液态高铅渣直接还原的方法，其特征在于：还原炉底侧部的气体喷枪的供氧方式为能够使液态高铅渣熔体在气体喷枪氧气的作用下发生搅动，使液态高铅渣熔体与碎煤或碎焦和氧气充分接触，完成CO气体与高铅渣熔体的充分反应并生成金属Pb。

3、  根据权利要求2所述的一种氧气底吹炉液态高铅渣直接还原的方法，其特征在于：高铅渣熔体加入还原炉后，在气体喷枪供入高压氧气、氮气后，高铅渣熔体被吹动并发生旋转，产生旋涡，形成明显的凹液面，气体喷枪喷口与炉壁不垂直并沿炉壁呈一定角度进入还原炉。

4、  根据权利要求3所述的一种氧气底吹炉液态高铅渣直接还原的方法，其特征在于：通过调整煤量和氧气量，可控制热量和还原气氛，反应产出的铅液沉积于底部，由铅虹吸道排出，反应后的熔渣通过出渣口处由渣面控制池排出，通过控制渣面控制池的高度可实现对炉内熔体液面高低的控制，反应后的铅、渣若分离不彻底可把炉渣流进电热前床中进一步沉淀分离，产出的烟气另行处理。

5、  一种氧气底吹炉液态高铅渣直接还原的专用还原炉，包括由下半部的熔池部分和上半部的烟气上升冷却部分组成的炉体(5)、设置在炉体上的烟道(1)，其特征在于：在炉体上部设置有碎煤或碎焦的加入口(2)，在炉体上部设置有冷却水套(4)，在冷却水套(4)上设置有高铅渣熔体(11)加入口(3)，在还原炉底侧部设置有气体喷枪(9)，在熔池部分开有出渣口(8)，在炉体(5)外设置有渣面控制池(7)，在炉体底部设置有排出反应沉积于炉体底部铅液(12)的铅虹吸道(10)。

6、  根据权利要求4所述的一种氧气底吹炉液态高铅渣直接还原的专用还原炉，其特征在于：该炉是一种圆型竖炉，气体喷枪与通过气体喷枪和炉壁交点处的断面的圆直径有一个夹角α，α范围：14°≤α≤29°。

氧气底吹炉液态高铅渣直接还原的方法及专用还原炉
技术领域
本发明涉及一种氧气底吹炉中的高铅渣熔体在液态下进行直接还原的方法及专用还原炉。
背景技术
目前，随着国内较先进的氧气底吹氧化-鼓风炉还原炼铅技术取代传统的烧结-鼓风炉还原炼铅技术的推广应用，生产环境有了明显改善，但从底吹炉氧化熔炼产出的高温高铅渣熔体需经铸渣系统冷却铸成块状才利于鼓风炉的还原熔炼。它先要把液态高铅渣中的大量热量释放出来冷成块状，然后在鼓风炉中加热使它熔化，这使得液态高铅渣中的热量不能直接利用，造成能源浪费，而且使生产系统庞大复杂；目前国际上先进的QSL炼铅技术使氧化-还原在同一炉中进行，但巨额的投资和技术引进费以及较高的技术水平要求，使得还原段的操作不易控制。我国白银公司引进的这套生产系统就是因为还原段不能很好控制至今未能正常生产。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供的一种在炼铅过程中具有投资少，能耗低、设备系统简单、过程操作易控制的氧气底吹炉液态高铅渣直接还原的方法及专用还原炉。
本发明的目的是这样实现的：将经底吹炉氧化熔炼放出的具有温度高、热量大的液态高铅渣熔体，直接注入还原炉中进行还原熔炼，同时向还原炉中加入碎煤或碎焦，并通过还原炉底侧部的气体喷枪向还原炉供入氧。还原炉底侧部的气体喷枪的供氧方式为能够使液态高铅渣熔体在气体喷枪氧气的作用下发生搅动，使液态高铅渣熔体与碎煤或碎焦和氧气充分接触，完成CO气体与高铝渣熔体的充分反应并生成金属Pb。高铅渣熔体加入还原炉后，在气体喷枪供入高压氧气、氮气后，高铅渣熔体被吹动并发生旋转，产生旋涡，形成明显的凹液面，气体喷枪沿炉壁呈一定角度进入还原炉。通过调整煤量和氧气量，可控制热量和还原气氛，反应产出的铅液沉积于底部，由铅虹吸道排出，反应后的熔渣通过出渣口处由渣面控制池排出，通过控制渣面控制池的高度可实现对炉内熔体液面高低的控制，反应后的铅、渣若分离不彻底可把炉渣流进电热前床中进一步沉淀分离，产出的烟气另行处理。
一种氧气底吹炉液态高铅渣直接还原的专用还原炉，包括由下半部的熔池部分和上半部的烟气上升冷却部分组成的炉体、设置在炉体上的烟道，在炉体上部设置有碎煤或碎焦的加入口，在炉体上部设置有冷却水套，在冷却水套上设置有高铅渣熔体的加入口，在还原炉底侧部设置有气体喷枪，在熔池部分开有出渣口，在炉体外出渣口处设置有渣面控制池，在炉体底部设置有排出反应沉积于炉体底部铅液的铅虹吸道，该炉是一种圆型竖炉，气体喷枪与通过气体喷枪和炉壁交点处的断面的圆直径有一个夹角α，α范围：14°≤α≤29°。
本发明具有如下优点：设备投资少，劳动强度低，劳动环境好，还原速度快，可操作性强，占地面积小，烟尘率低，热还原剂来源方便且价廉，高铅渣熔体的热被充分利用等优点。
附图说明
图1为本发明的还原方法流程示意图。
图2为本发明的专用还原炉结构示意图。
图3为本发明的专用还原炉的气体喷枪与圆型还原炉截面的位置示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明将经底吹炉氧化熔炼放出的具有温度高，热量大的液态高铅渣熔体，直接注入还原炉中进行还原熔炼，同时向还原炉中加入碎煤或碎焦，并通过还原炉底侧部的气体喷枪向还原炉内供入氧气。还原炉底侧部的气体喷枪的供氧方式为能够使液态高铅渣熔体在气体喷枪氧气的作用下发生搅动，使液态高铅渣熔体与碎煤或碎焦和氧气充分接触，完成CO气体与高铅渣熔体的充分反应并生成金属Pb。高铅渣熔体加入还原炉后，在气体喷枪供入高压氧气、氮气后，高铅渣熔体被吹动并发生旋转，产生旋涡，形成明显的凹液面，气体喷枪喷口与炉壁不垂直并沿炉壁呈一定角度进入还原炉。通过调整煤量和氧气量，可控制热量和还原气氛，反应产出的铅液沉积于底部，由铅虹吸道排出，反应后的熔渣通过出渣口处由渣面控制池排出，通过控制渣面控制池的高度可实现对炉内熔体液面高低的控制，反应后的铅、渣若分离不彻底可把炉渣流进电热前床中进一步沉淀分离，产出的烟气另行处理。
经底吹炉氧化熔炼放出的液态高铅渣熔体具有温度高，热量大地特点，把它直接注入还原炉中进行还原熔炼，在还原炉中碎煤或碎焦遇到氧气发生燃烧反应，放出热量以维持过程温度，同时产生还原性气体CO。高温碎煤或碎煤和CO气体均能与高铅渣反应生成金属Pb。
如图2、3所示，氧气底吹炉液态高铅渣直接还原的专用还原炉包括由下半部的熔池部分和上半部的烟气上升冷却部分组成的炉体5、设置在炉体上的烟道1，在炉体上部设置有碎煤或碎焦的加入口2，在炉体上部设置有冷却水套4，在冷却水套4上设置有高铅渣熔体11的加入口3，在还原炉底侧部设置有气体喷枪9，在熔池部分开有出渣口8，在炉体5外设置有渣面控制池7，在炉体底部设置有排出反应沉积于炉体底部铅液12的铅虹吸道10。该炉是一种圆型竖炉，气体喷枪与通过气体喷枪和炉壁交点处的断面的圆直径有一个夹角α，α范围：14°≤α≤29°。
在碎煤或碎焦加入口2处加入碎煤或碎焦后，同时在还原炉底侧部的气体喷枪9处供入氧气，发生燃烧，放出热量并产出CO还原性气体，从而保证了炉内的温度和还原性气氛。本方案的关键设备是还原炉及气体喷枪；该炉是一种圆型竖炉，它由下半部的熔池部分和上半部的烟气上升冷却部分组成；而关键技术点在于气体喷枪与炉壁并不垂直，这样高铅渣熔体在其加入口3处加入后，在气体喷枪供入高压氧气、氮气后高铅渣熔体被吹动并发生旋转，产生旋涡，形成明显的凹液面；部分碎煤或碎焦6浸入熔体11中，这样大大增强了高温碎煤或碎焦和熔体的接触，产生的CO气体和高温碎煤(或碎煤)均能与高铅渣反应生成金属Pb，其反应机理为：


通过调整煤量和氧气量，可方便控制热量和还原气氛。反应产出的铅液较重，沉积于底部由铅虹吸道10排出；反应后的熔渣通过出渣口8处由渣面控制池7排出，通过控制渣面控制池的高度可实现对炉内熔体液面高低的控制；反应后的铅、渣若分离不彻底可把炉渣流进电热前床中进一步沉淀分离；产出的烟气另行处理。