粗铅连续脱铜的方法技术

本发明专利技术提供了一种粗铅连续脱铜的方法。该方法包括将粗铅液通入脱铜炉中形成熔池，并控制熔池的温度自上而下逐渐降低，熔池的顶部的温度为1200～1300℃，熔池的底部的温度为400～450℃；以及向熔池中投加硫化剂进行脱铜；该方法还包括从脱铜炉的顶部向熔池中投加冷料，冷料为含铜量在0.03～0.06wt％范围内的铅。通过从脱铜炉的顶部向熔池投加含铜量在0.03～0.06wt％范围内的铅作为冷料，使得粗铅液中铜含量“被稀释”而降低，使得原本位于铜析出的平衡浓度液面上的粗铅液中铜的浓度降低，而粘附在内壁上的炉结中的铜重新溶解于粗铅液中，使得炉结返熔洗炉，进而抑制炉结的产生。

【技术实现步骤摘要】
粗铅连续脱铜的方法
本专利技术涉及铅冶炼领域，具体而言，涉及一种粗铅连续脱铜的方法。
技术介绍
在铅冶炼过程中，粗铅精炼普遍采用电解精炼工艺。电解精炼过程中，当铅中的Cu高于0.06％时，部分Cu-Pb开始形成共晶，这会使阳极板变的坚硬而致密，阳极钝化，阻碍铅的正常溶解，导致槽电压升高，因而引起铜的溶解并在阴极析出，使精铅含铜升高。为避免该问题，一般要求阳极板含铜不高于0.06％，因此生产中必须在电解精炼过程前将粗铅含铜尽量降低。但现有冶炼厂较难做到这一点，一些冶炼厂仍在使用含铜0.08％的阳极板。目前国内采用的粗铅(含通量在0.06～0.08wt％)除铜作业几乎仍是在熔铅锅中进行熔析和加硫除铜，使粗铅中的铜转入浮渣。具体来说，是将粗铅倒入熔铅锅中，使其自然冷却；随着温度降低，粗铅中的铜溶解度降低，金属铜会析出并上浮到表面；人工捞出一部分后，再向熔铅锅中加入硫化剂进行深度除铜，其原理是硫化剂和熔剂与粗铅中溶解的铜发生反应形成冰铜和渣，上浮到表面后再次人工捞出。加入硫化剂进行深度除铜需要一定温度，因此必须在熔铅锅底部进行加热，将已经自然冷却的粗铅再次升温以完成深度除铜。这种方法存在几方面显著缺陷：1)熔铅锅容积有限，不能适应现代铅冶炼大型化发展的要求。这是因为熔铅锅需要靠人工捞渣、捞冰铜，人工操作范围有限，熔铅锅直径不可能做的很大，因此容积也就受限。另一方面，现代铅冶炼普遍采用熔池熔炼---直接还原技术，该工艺处理能力大，单系统大型化发展趋势明显。因此，熔铅锅除铜作为铅冶炼后续步骤，已经非常不适应前段工艺发展的需要。2)熔铅锅除铜需要先降温，加硫化剂后再升温，整个过程是在温度有波动的情况下操作，难以将温度控制在合适水平。事实上，现有的熔铅锅除铜并未实现自动控制，只是靠经验操作。3)熔铅锅是一种敞口容器，铅是一种较易挥发且有毒的金属，而熔铅锅除铜需要人工操作。因此该生产环节的操作环境非常恶劣，劳动条件极差。鉴于上述原因，国内外对连续脱铜工艺进行了试验探索和工业应用。包括：1)铅液炉外冷却式连续脱铜炉和2)铅液炉内冷却式连续脱铜炉。外冷式连续脱铜炉，一般采用反射炉炉型，与反射炉相连的一般设置循环铅井，低温铅锅，放铅锅。铅液通过设置在炉外的水冷元件对铅液进行冷却。采用外冷式连续脱铜炉的企业有澳大利亚皮里港铅厂、科明科公司特雷尔冶炼厂以及江西铜业铅锌金属有限公司，具体情况概述如下：澳大利亚皮里港铅厂生产规模约20万t/a。该厂连续脱铜炉采用矩形反射炉炉型，床能率为50t/(m2·d)，脱铜铅含铜为0.06～0.1wt％。炉内设置三档隔墙，将炉子分为四个不同的温度区域。其配置形式如图1所示，包括进料溜槽1；放铅锅2；放硫、渣口3；循环铅泵井4；低温铅锅5；循环溜槽6；水冷板7；水冷烟道8；烧嘴9；其中，A为加料区；B成品区；C为循环铅返回区，D为循环铅出口区。生产过程中，热铅从通过进料溜槽1加入到连续脱铜炉加料区A中，通过隔墙溢流到热铅熔池区，热铅熔池区靠近加料区A依次为成品区B、循环铅返回区C以及循环铅出口区D。加料区A与热铅熔池区之间的隔墙是三道隔墙中最高的，这保证了热铅熔池内各区不会因加料区的搅动而过分波动。热铅池中的铅中循环铅返回区C以及循环铅出口区D的间隔墙高度高于成品区B与循环铅返回区C的间隔墙。循环铅出口区D内的铅通过铅泵输送进循环铅泵井4、循环铅在循环溜槽6内通过水冷板7进行降温，经过降温后的粗铅流入到低温铅锅，加入到循环铅返回区C，成品返回铅通过隔墙溢流到成品铅区B。科明科公司特雷尔冶炼厂生产规模为10万t/a，采用炉外冷却连续脱铜炉进行粗铅连续脱铜，炉床面积为13.8m2，粗铅循环量为300t/h，日处理粗铅300t。生产中通过天然气烧嘴进行补热，炉内熔池维持一层250～300mm厚的冰铜层，其目的是将渣与粗铅隔离。通过连续除铜后的粗铅输送至连续加硫除浮渣流程(CSD)，经过连续加硫除浮渣流程后，粗铅中的铜降低到0.005％以下。2012年江西铜业铅锌金属有限公司引进了连续脱铜工艺，该系统粗铅循环量350t/h～450t/h，日处理能力300t。炉床面积为13m2，与皮里港早期的冷却方式相同，该脱铜炉也是在炉外冷却，不同点仅在于皮里港连续脱铜炉冷却元件设计在循环溜槽中，而江西铜业铅锌金属有限公司的水冷元件设计在冷却锅中对铅进行冷却，另外，江西铜业铅锌金属有限公司的连续脱铜炉成品区与进料区之间是循环铅返回区，而早期皮里港和特雷尔厂的成品区都紧邻加料区。循环流量根据进料量和粗铅温度差计算。采用铅液炉内冷却的连续脱铜炉的企业有齐姆肯特铅厂和沈阳冶炼厂。齐姆肯特铅厂是前苏联最大的铅冶炼企业，年产粗铅约20万吨，采用带有悬挂炉顶的炉底空气冷却的连续脱铜炉。该炉炉床面积为28.85m2，脱铜铅通过虹吸的方式放入到保温锅内，保温锅容积310t，在保温锅内将浮渣再次捞出。石英石和苏打通过吊车加入到脱铜炉内。该炉采用铅精矿作为硫化剂，硫化剂加入到熔体粗铅的锅内后一起加入到炉内，产出的粗铅含铜在0.06％～0.20％之间，因此产出的脱铜铅还需要加硫除铜作业。沈阳冶炼厂连续脱铜炉于1974年下半年投入生产，该炉日处理粗铅200t，间断加料，每次加料约20t。其结构如图2所示，包括烧嘴1’；粗铅进口2’；操作门3’；渣、硫放出口4’；挡墙5’；放铅槽6’；放铅溜子7’；测温孔8’。炉底温度控制在400℃～450℃，上部熔池温度1050℃～1150℃。炉内分为加料区A’，熔炼区B’，成品区C’。三个区域面积分别为4.2m2，12.5m2，5.3m2。加料区熔池深度1.2m，熔炼区熔池深度1.9m，脱铜铅从成品区C’尾部虹吸放出。炉内挡墙的设置将熔炼区B’和成品区C’分开，避免熔炼区B’上部冰铜进入到成品区C’。该脱铜炉简单来说就是反射炉和熔铅锅的结合体，于1980年停产。综上可知，熔铅锅周期作业脱铜工艺，该过程为周期操作，浮渣捞除等过程劳动强度大，铅蒸汽挥发不能有效控制，对环境影响很大。而外、内部冷却式连续脱铜炉的特点是床能率高，但均存在炉结形成后难以处理的问题。根据江西铜业铅锌金属有限公司的生产实践，连续脱铜炉炉结一般分为表面炉结和炉内熔池炉结，表面炉结一般在循环锅内产生，这部分炉结可以通过人工捞渣的方式清除，而熔池区炉结一般在炉底，由于炉底长期处于低温区，出现炉结较难处理，目前针对这一类炉结的处理只能通过对熔池整体升温，一般需要3～5天，这期间无法对粗铅进行处理，影响了生产的连续性。因此，急需对现有的连续脱铜炉进行改进，以便在连续脱铜的同时抑制炉结产生，提高生产的稳定性和连续性。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种粗铅连续脱铜的方法，以解决现有技术中的粗铅连续脱铜炉极易产生的炉结，而导致生产稳定性差的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种粗铅连续脱铜的方法，该方法包括：将粗铅液通入脱铜炉中形成熔池，并控制熔池的温度自上而下逐渐降低，熔池的顶部的温度为1200～1300℃，熔池的底部的温度为400～450℃；以及向熔池中投加硫化剂进行脱铜；该方法还包括：从脱铜炉的顶部向熔池中投加冷料，冷料为含铜量在0.03～0.06wt％范围内的铅。进一步地，冷料选自铅电解后剩余的阳极残极或二次回收的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粗铅连续脱铜的方法，所述方法包括：将粗铅液通入脱铜炉中形成熔池，并控制所述熔池的温度自上而下逐渐降低，所述熔池的顶部的温度为1200～1300℃，所述熔池的底部的温度为400～450℃；以及向所述熔池中投加硫化剂进行脱铜；其特征在于，所述方法还包括：从脱铜炉的顶部向所述熔池中投加冷料，所述冷料为含铜量在0.03～0.06wt％范围内的铅。

【技术特征摘要】
1.一种粗铅连续脱铜的方法，所述方法包括：将粗铅液通入脱铜炉中形成熔池，并控制所述熔池的温度自上而下逐渐降低，所述熔池的顶部的温度为1200～1300℃，所述熔池的底部的温度为400～450℃；以及向所述熔池中投加硫化剂进行脱铜；其特征在于，所述方法还包括：从脱铜炉的顶部向所述熔池中投加冷料，所述冷料为含铜量在0.03～0.06wt％范围内的铅。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冷料为铅电解后剩余的阳极残极或二次回收的脱铜铅块。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脱铜炉为回转炉。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将所述脱铜炉进行回转运动的步骤，所述回转运动的角度为θ，且-30°＜θ≤30°。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东波，杨安国，尉克俭，任文艺，申殿邦，黎敏，张小国，王拥军，索云峰，吴卫国，吴艳新，汤伟，辛鹏飞，
申请(专利权)人：中国恩菲工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11