一种底吹富氧自热熔炼-电熔直接还原提取金属铅锌的方法技术

本发明专利技术属于冶金领域，具体涉及一种底吹富氧自热熔炼‑电熔直接还原提取金属铅锌的方法，包括以下步骤：将铅锌硫化矿、铅锌氧化矿与熔剂氧化钙、二氧化硅配成混合料，送入底吹氧化炉，通入高压氧气，炉内温度为950℃～1200℃，熔炼后得到SO

【技术实现步骤摘要】
一种底吹富氧自热熔炼-电熔直接还原提取金属铅锌的方法
本专利技术属于冶金领域，具体涉及一种底吹富氧自热熔炼-电熔直接还原提取金属铅锌的方法。
技术介绍
我国是世界上最大的铅、锌生产消费国家，锌的冶炼以湿法为主，而铅的生产主要为火法冶炼。铅矿原料通常与锌共生，约含有3%～15%的锌和3%～50%的铅。在2002年前，铅的火法冶炼工艺主要为烧结焙烧-鼓风炉熔炼流程；在2009年之后被新的“底吹氧化熔炼-液态高铅渣熔融还原-烟化提锌”技术所替代，成为目前我国炼铅技术的主流程。该技术的工艺过程主要为：铅物料（并含有锌、金、银、铁、硫等有价元素）加熔剂后进入底吹氧化熔炼炉中，物料中的硫化物与所供的氧气反应，得到金属铅和熔融高铅渣，铅熔液中富集了金银和冰铜，沉于炉底排出炉外，得到粗铅；而熔融高铅渣则进入还原系统，经还原熔炼得到金属铅液和含氧化锌的熔融还原渣，还原所形成的铅液排出炉外，得到粗铅；熔融还原渣进入下游的烟化提锌工序进行锌的回收。在烟化炉中，在供入粉煤和空气的条件下产生热量，并维持1150℃～1300℃的温度范围，还原渣中的氧化锌被还原成金属锌并以锌蒸气的形式挥发，锌蒸气从炉顶排出。在烟化炉的炉膛上部设有三次风口，维持烟气系统约200Pa的负压，使得空气从三次风口处吸入，使得锌蒸气被氧化成氧化锌，含有氧化锌的烟气经降温收尘后得到氧化锌产品和废气；而烟化处理后的烟化渣（主要含有氧化铁、二氧化硅和氧化钙）经水淬后成为低廉的固废产品。但烟化炉的工作原理及配套的收锌系统（一般为余热锅炉降温和袋式收尘），决定了锌的回收产品为氧化锌烟灰，这种烟灰通常需再经湿法炼锌后才能得到金属锌。即锌在整个生产链中经历了“硫化态-氧化态-金属态-氧化态-金属态”的曲折过程，造成工艺流程过长、废气排放量大的缺陷。在另一种铅锌混合火法冶炼的技术中，目前只有少数企业采用其典型工艺-ISP鼓风炉冶炼，它的特征是将含铅、锌、铁、硫的物料经烧结焙烧脱硫后，得到烧结块；烧结块送入ISP鼓风炉中，在配入温度约800℃的预热焦碳块，同时从该炉的风口处鼓入温度在800℃左右的预热空气，完成铅锌烧结块的熔化，在熔化过程中进，CO与半熔的烧结块中的氧化铅、氧化锌进行还原反应。缺点在于工艺条件苛刻，如：（Pb+Zn）的含量要达到48%以上，焦碳和空气均要预热到800℃左右。在申请号为201610438907.5的专利文件中提到了一种铅锌矿冶炼方法，提出的是一种针对铅锌冶炼的技术，产品主要是铅、锌、煤气和炉渣。其不足之处在于加热还原时石墨导磁体因密度较炉内熔体的密度小，会漂浮在熔体表面，造成上部熔体温度高，下部熔体温度低的现象，从而影响还原反应的速度。
技术实现思路
为解决现有技术中工艺流程长、条件苛刻等问题，本专利技术提供一种底吹富氧自热熔炼-电熔直接还原提取金属铅锌的方法，可以在得到金属铅产品的同时，也能得到金属锌，提高产品附加值。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种底吹富氧自热熔炼-电熔直接还原提取金属铅锌的方法，包括以下步骤：步骤A.将铅锌硫化矿、铅锌氧化矿与熔剂氧化钙、二氧化硅配成混合料，送入底吹氧化炉，通入高压氧气，炉内温度为950℃～1200℃，熔炼后得到SO2烟气、铅液和氧化渣熔体；步骤B.将氧化渣熔体送入电熔还原炉中，加入煤碳、二氧化硅、氧化钙，加热还原得到铅液、还原渣和含锌烟气；步骤C.含锌烟气进入高效冷凝器，经冷凝后得到铅液、锌液和CO气体；步骤D.将上述步骤得到的铅液收集经铅精炼得精铅，锌液经锌精炼得精锌。进一步地，所述步骤A混合料中成分包括：Pb30～50%，Zn5～10%，Fe8～20%，SiO25～15%，CaO2～10%，Cu0.1～4%，S10～20%，Au0～15g/t，Ag0～3000g/t。进一步地，所述步骤A中高压氧气的压力为0.6～1.3Mpa。进一步地，所述步骤A中的SO2烟气经余热锅炉、电收尘步骤后制成硫酸。进一步地，所述步骤B中煤碳的加入量为氧化渣熔体质量的5～10%，所述二氧化硅和氧化钙的加入量与氧化渣熔体中Fe的比例满足Fe：SiO2：CaO为（1.2～2.4）：1:（0.4～0.8）。进一步地，所述步骤B中的加热温度为1150℃～1300℃，步骤C高效冷凝器中的温度为450℃～550℃。进一步地，所述电熔还原炉为立式的圆柱体或椭圆柱体，顶部设有进料口、电极孔和出烟口、下端设置有铅液排放通道和还原渣排放通道，电极通过所述的电极孔插入至炉内。进一步地，所述的电极由多节短电极首尾螺纹连接而成，电极套设有套箍，套箍由支撑架支托，支撑架与升降装置连接。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术采用全熔融氧化-电熔还原冶炼铅锌的技术，在产出金属铅产品的同时，也能得到金属锌，提高产品的附加值，其中电熔还原采用无氧作业，实现锌只经过“氧化-还原-精炼”三步就产出精锌的短流程作业，解决了现有技术中工艺流程长的问题，并且使最终还原渣中的铅和锌含量为0.5%，减少了损失，提高了铅锌的回收率。本专利技术采用无氧电热还原，避免锌蒸气被再氧化现象，从而改善了传统火法炼锌时对原料中铅锌含量必须达到“Pb+Zn”大于48%，且Zn＞Pb含量的成份局限要求，因此具有原料适用性广的优点。本专利技术采用原料中的免费硫资源进行氧化熔炼产出高热焓的熔体，降低了燃料的消耗，吨粗锌能耗降至900kgce/t，远低于行业内粗锌能耗值1500kgce/t的水平，并且本专利技术产出的烟气中CO含量达90%，可作为燃料产品，避免了将CO补氧燃烧，形成CO2污染大气的情况。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为短电极与套箍的位置示意图；图3为图2的俯视图。图中标志：1为底吹氧化炉，11为原料入口，12为SO2烟气口，13为铅液A出口，14为喷枪，15为密闭溜槽，2为电熔还原炉，21为进料口，22为铅液排放通道，23为还原渣排放通道，24为出烟口，25为支撑架，26为电极，261为母螺纹，262为公螺纹，263为套箍，264为螺栓，265为短电极，3为高效冷凝器，31为铅液B出口，32为锌液出口，33为CO烟气口。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的原件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。一种底吹富氧自热熔炼-电熔直接还原提取金属铅锌的方法，包括以下步骤：步骤A.将铅锌硫化矿、铅锌氧化矿与熔剂氧化钙、二氧化硅配成混合料，混合料中成分包括：Pb30～50%，Zn5～10%，Fe8～20%，SiO25～15%，CaO2～10%，Cu0.1～4%，S10～20%，Au0～15g/t，Ag0～3000g/t，将混合料送入底吹氧化炉，通入压力为0.6～1.3Mpa的高压氧气，炉内温度为950℃～1200℃，熔炼后得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种底吹富氧自热熔炼-电熔直接还原提取金属铅锌的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤A.将铅锌硫化矿、铅锌氧化矿与熔剂氧化钙、二氧化硅配成混合料，送入底吹氧化炉，通入高压氧气，炉内温度为950℃～1200℃，熔炼后得到SO

【技术特征摘要】
1.一种底吹富氧自热熔炼-电熔直接还原提取金属铅锌的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A.将铅锌硫化矿、铅锌氧化矿与熔剂氧化钙、二氧化硅配成混合料，送入底吹氧化炉，通入高压氧气，炉内温度为950℃～1200℃，熔炼后得到SO2烟气、铅液和氧化渣熔体；
步骤B.将氧化渣熔体送入电熔还原炉中，加入煤碳、二氧化硅、氧化钙，加热还原得到铅液、还原渣和含锌烟气；
步骤C.含锌烟气进入高效冷凝器，经冷凝后得到铅液、锌液和CO气体；
步骤D.将上述步骤得到的铅液收集经铅精炼得精铅，锌液经锌精炼得精锌。


2.根据权利要求1所述的一种底吹富氧自热熔炼-电熔直接还原提取金属铅锌的方法，其特征在于，所述步骤A混合料中成分包括：Pb30～50%，Zn5～10%，Fe8～20%，SiO25～15%，CaO2～10%，Cu0.1～4%，S10～20%，Au0～15g/t，Ag0～3000g/t。


3.根据权利要求1所述的一种底吹富氧自热熔炼-电熔直接还原提取金属铅锌的方法，其特征在于，所述步骤A中高压氧气的压力为0.6～1.3Mpa。


4.根据权利要求1所述的一种底吹富氧自热熔炼-电熔...

【专利技术属性】
技术研发人员：何秋安，何志军，陈会成，刘新建，李全清，魏瑞敏，
申请(专利权)人：安阳岷山环能高科有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41