有色金属冶金第4章氧化熔炼和还原熔炼实践.ppt

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1、第四章第四章 氧化熔炼和还原熔炼实践氧化熔炼和还原熔炼实践 4.1 概述概述 铅烧结块还原熔炼在于使铅的氧化物还原并与贵金属和铋铅烧结块还原熔炼在于使铅的氧化物还原并与贵金属和铋等聚集进入粗铅，而使各种造渣成分（包括等聚集进入粗铅，而使各种造渣成分（包括SiO2、CaO、FeO、Fe3O4等）及锌等进入炉渣，以达到相互分离。等）及锌等进入炉渣，以达到相互分离。当原料含铜较高时，可产出铅冰铜将铜富集；若原料含当原料含铜较高时，可产出铅冰铜将铜富集；若原料含铜不太高，可将铜富集于粗铅中，此时铜在炉渣中的损失铜不太高，可将铜富集于粗铅中，此时铜在炉渣中的损失将稍大。将稍大。原料中镍钴含量较高时，则产

2、出黄渣（砷冰铜）将其原料中镍钴含量较高时，则产出黄渣（砷冰铜）将其富集。所以，在此特殊情况下，熔炼便可能产出四种熔体富集。所以，在此特殊情况下，熔炼便可能产出四种熔体产物，并按其比重的不同分成四层，由上而下分别为炉渣、产物，并按其比重的不同分成四层，由上而下分别为炉渣、铅冰铜（铅锍）、砷冰铜铅冰铜（铅锍）、砷冰铜（黄渣）和粗铅。（黄渣）和粗铅。4.2 烧结焙烧烧结焙烧 烧烧结结焙焙烧烧是是在在高高温温（大大于于800）下下将将精精矿矿中中的的硫硫化化物物氧氧化化脱脱硫硫生生成成氧氧化化物物，同同时时烧烧结结产产出出坚坚硬硬多多孔孔烧烧结结块块的的过过程。所以，烧结焙烧有两个主要目的：程。所以，

3、烧结焙烧有两个主要目的：v除去铅精矿中的硫和砷、锑等易挥发的物质；除去铅精矿中的硫和砷、锑等易挥发的物质；v将粉料烧结成块。将粉料烧结成块。精矿含铜较高（如精矿含铜较高（如WCu 1）时，烧结块中应残）时，烧结块中应残留一部分硫，以便铜在熔炼时以留一部分硫，以便铜在熔炼时以Cu2S形态进入铅冰铜中。形态进入铅冰铜中。若精矿含锌较高，则应将硫尽量除净，因为熔炼时若精矿含锌较高，则应将硫尽量除净，因为熔炼时ZnS比比ZnO更有害。更有害。如果精矿含铜锌都较高，可在烧结时将硫尽量烧去。如果精矿含铜锌都较高，可在烧结时将硫尽量烧去。然后在熔炼时加入黄铁矿作硫化剂，使铜硫化为然后在熔炼时加入黄铁矿作硫化

4、剂，使铜硫化为Cu2S进进入冰铜。入冰铜。（一）烧结焙烧方法（一）烧结焙烧方法 铅精矿烧结焙烧设备可采用：铅精矿烧结焙烧设备可采用：烧结锅；烧结锅；烧结盘；烧结盘；带式烧结机烧结。带式烧结机烧结。带式烧结机烧结又有：带式烧结机烧结又有：v吸风烧结；吸风烧结；v鼓风烧结。鼓风烧结。（二）烧结的配料二）烧结的配料 铅烧结配料时必须考虑到下列的技术条件：铅烧结配料时必须考虑到下列的技术条件：炉炉料料中中所所含含的的造造渣渣成成分分SiO2，FeO，CaO等等的的质质量量比比率率必必须须符符合选定的鼓风炉合选定的鼓风炉渣型的要求；渣型的要求；a.炉炉料料含含硫硫量量控控制制在在wS=5%7范范围围内内

5、。混混合合料料含含硫硫小小于于wS5时时，过过程程 所所需需热热量量不不足足而而需需补补加加碳碳质质燃燃料料。若若含含硫硫过过高高（如（如wS=8），），烧结块的烧结块的 残硫量也高残硫量也高(wS=2.5)；b.炉料含铅量一般控制在炉料含铅量一般控制在wPb=40%45范围内；范围内；c.根根据据原原料料进进厂厂计计划划，尽尽量量按按比比例例使使用用各各种种原原料料，控控制制炉炉料料中中的的杂质含量，特别是杂质含量，特别是Zn、A1、Mg的含量的含量。（三）混料与润湿（三）混料与润湿 混料的目的在于确保烧结料有均匀一致的化学组成和物理混料的目的在于确保烧结料有均匀一致的化学组成和物理组成，并

6、在混料时均匀润湿使炉料有最佳的透气性。组成，并在混料时均匀润湿使炉料有最佳的透气性。炉炉料料良良好好的的透透气气性性是是烧烧结结过过程程至至关关重重要要的的技技术术条条件件。实实践践证证明明，料料层层透透气气性性愈愈好好，脱脱硫硫速速度度也也愈愈快快，单单位位生生产产率率也也愈高。愈高。影影响响炉炉料料透透气气性性的的另另一一因因素素是是炉炉料料的的粒粒度度组组成成。而而炉炉料料的的粒粒度度组组成成主主要要取取决决于于返返粉粉的的粒粒度度，因因为为返返粉粉通通常常占占炉炉料料质质量的量的w返粉返粉=65以上。其次便是熔剂和返回的水淬渣。以上。其次便是熔剂和返回的水淬渣。混料和制粒多用圆筒机，制

7、粒也用圆盘机。混料和制粒多用圆筒机，制粒也用圆盘机。（四）布料和点火（四）布料和点火 点点火火料料斗斗设设在在点点火火炉炉的的前前面面，铺铺设设底底料料供供点点火火用用，料料层层厚厚度度一一般般为为3040mm，主主料料斗斗设设在在点点火火炉炉的的后后面面，当当烧烧结结机机台台车车向向前前运运行行进进入入点点火火护护下下方方时时，借借吸吸风风箱箱的的抽抽力力使使底底料料均均匀匀着着火火，然然后后运运行行至至主主料料斗斗的的下下方方铺铺设设本本料料，由鼓风箱向上鼓风进行烧结作业。由鼓风箱向上鼓风进行烧结作业。（五）烧结正常作业（五）烧结正常作业 在铅烧结焙烧的正常生产中，当点火底料通在铅烧结焙烧

8、的正常生产中，当点火底料通过点火炉下口着火后，再在其上铺上本料层，吸过点火炉下口着火后，再在其上铺上本料层，吸风转为鼓风，烧结焙烧过程即由下向上发展，炉风转为鼓风，烧结焙烧过程即由下向上发展，炉料经过脱水、干燥、预热、烧结及冷却等过程。料经过脱水、干燥、预热、烧结及冷却等过程。下图为这种过程的示意图。下图为这种过程的示意图。4.3鼓风炉还原熔炼鼓风炉还原熔炼（一）铅鼓风炉的构造（一）铅鼓风炉的构造 铅铅鼓鼓风风炉炉炉炉井井的的垂垂直直断断面面（内内型型线线）目目前前还还没没有有标标准准的的形形式式，一一般般为为风风口口区区收收缩缩，向向上上扩扩张张形形成成炉炉腹腹的的所所谓谓普普通通型型炉子，

9、如下图：炉子，如下图：普通型炼铅鼓风炉普通型炼铅鼓风炉1-咽喉口；咽喉口；2-风口；风口；3-加料门；加料门；4-排烟口排烟口（二）焦炭燃烧与还原能力（二）焦炭燃烧与还原能力 焦炭的燃烧状况对炉内温度和气氛有决定性的影响。焦炭的燃烧状况对炉内温度和气氛有决定性的影响。在在正正常常情情况况下下，焦焦炭炭主主要要在在风风口口区区附附近近燃燃烧烧而而形形成成高高温温集集中中的的“焦焦点点区区”。焦焦炭炭既既是是发发热热剂剂又又是是还还原原剂剂，焦焦炭炭燃燃烧烧产生产生CO2和和CO，其反应为：其反应为：CO2CO2408kJC0.5O2CO123kJ 风风口口区区的的氧氧位位最最高高，焦焦炭炭强强烈

10、烈燃燃烧烧，温温度度也也达达到到最最高高（14001500）。）。在通常情况下，氧化区内的在通常情况下，氧化区内的CO：CO21。影影响响铅铅级级风风炉炉熔熔炼炼还还原原能能力力的的主主要要因因素素是是焦焦率率、料料柱柱高高度、炉温、还原时间和风焦比。度、炉温、还原时间和风焦比。（三）铅鼓风炉正常作业（三）铅鼓风炉正常作业 鼓风炉是实现逆流原理相当完善的冶金设备。加入炉鼓风炉是实现逆流原理相当完善的冶金设备。加入炉内的物料由上而下逐渐运动，而气流运动的方向正相反。内的物料由上而下逐渐运动，而气流运动的方向正相反。鼓风炉内按温度可分为四个区：鼓风炉内按温度可分为四个区：v 预热区（预热区（100

11、400）；）；v 还原区（低于还原区（低于900）；）；v 熔化区（温度熔化区（温度1300）；）；v 风口区（风口区（13001500）。）。铅鼓风炉熔炼时各种组分在产物中的分布如下表所示。铅鼓风炉熔炼时各种组分在产物中的分布如下表所示。鼓风炉熔炼时各组分在产物中的分布（鼓风炉熔炼时各组分在产物中的分布（w/%）（四）熔炼技术动态（四）熔炼技术动态u富氧熔炼富氧熔炼u双排风口椅形炉双排风口椅形炉u热风熔炼热风熔炼（五）鼓风炉熔炼产物（五）鼓风炉熔炼产物 1）粗铅）粗铅 2）炉渣）炉渣 3）铅冰铜（锍）铅冰铜（锍）4）黄渣（砷冰铜）黄渣（砷冰铜）5）烟气）烟气 6）烟尘）烟尘 4.5 熔池氧化

12、熔炼熔池氧化熔炼4.5.1 QSL氧化熔炼氧化熔炼 氧气底吹直接炼铅法氧气底吹直接炼铅法(QSL法法)反应器为一卧式可转动的圆筒形炉。反应器为一卧式可转动的圆筒形炉。反应器被隔墙分为两部分：反应器被隔墙分为两部分：1）左边为氧化段）左边为氧化段 2）右边为还原段）右边为还原段 QSL法直接炼铅流程如图所示：法直接炼铅流程如图所示：QSL法炼铅流程图法炼铅流程图 4.5.2 Ausmelt氧化熔炼氧化熔炼Ausmel炼铅法同样分为两个阶炼铅法同样分为两个阶段进行。段进行。l 第一阶段为氧化段，硫化铅第一阶段为氧化段，硫化铅精矿在氧化段被熔炼为富精矿在氧化段被熔炼为富PbO炉渣；炉渣；l 第二阶段

13、即还原段，在还原第二阶段即还原段，在还原段内利用喷入的粉煤将富铅渣段内利用喷入的粉煤将富铅渣还原产出粗铅和弃渣。还原产出粗铅和弃渣。4.5.3 KSS 氧化熔炼氧化熔炼 前苏联将基夫赛特前苏联将基夫赛特(Kivcet)法技术转让给意大利法技术转让给意大利Snamprogetli设计院，该院与萨米设计院，该院与萨米(Sammi)公司合作，在公司合作，在威斯麦（威斯麦（Vesme）港建设一个年产）港建设一个年产95000t粗铅的冶炼厂，粗铅的冶炼厂，将基夫赛特法改称将基夫赛特法改称KSS(Kivcet-Sammi-Snamprogetli)法，法，于于1987年年2月全面投产月全面投产。KSS法炼

14、铅流程图 单元作业单元作业l 硫化铅精矿烧结焙烧脱硫的程度与什么有关系，脱硫的目硫化铅精矿烧结焙烧脱硫的程度与什么有关系，脱硫的目的是什么？的是什么？l 试述烧结焙烧的过程及各个步骤的原则、作用；试述烧结焙烧的过程及各个步骤的原则、作用；l 试述富氧鼓风烧结过程及其与单纯鼓风烧结和返烟烧结有试述富氧鼓风烧结过程及其与单纯鼓风烧结和返烟烧结有什么不同？什么不同？l 简述鼓风炉正常工作时的炉温分布情况以及熔炼完成后的简述鼓风炉正常工作时的炉温分布情况以及熔炼完成后的熔炼产物组成情况；熔炼产物组成情况；l 请简述请简述QSL氧化熔炼的特点及工艺流程；氧化熔炼的特点及工艺流程；l 请简述闪速氧化熔炼请简述闪速氧化熔炼(Kivcet)氧化段和还原段的冶炼过程。氧化段和还原段的冶炼过程。