重金属冶金学--铅冶金--铅烧结矿的鼓风炉还原熔炼
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铅冶炼工艺流程选择氧气底吹熔炼—鼓风炉还原法和浸没式顶吹〔ISA或Ausmelt熔炼—鼓风炉还原法在工艺上都是将冶炼的氧化和还原过程分开,在不同的反应器上完成,即在熔炼炉内主要完成氧化反应以脱除硫,同时产出一部分粗铅和高铅渣。
高铅渣均是通过铸渣机铸成块状再送入鼓风炉进行还原熔炼,产出的粗铅送往精炼车间电解,产出的炉渣流至电热前床贮存保温,前床的熔渣流入渣包或通过溜槽进入烟化炉提锌。
随着我国对节能减排和清洁生产政策的不断贯彻落实,上述工艺的弊端也显现出来,鼓风炉还原高铅渣块,液态高铅渣的潜热得不到利用,还要消耗大量的焦炭,随着焦炭价格的提升,炼铅成本居高不下。
电热前床消耗大量的电能和石墨材料,也增加了冶炼成本,同时需要占用大量的土地和投资。
为了适应环保、低炭、节能降耗的需求,新的技术不断出现,目前在XX省济源豫光金铅,金利公司、万洋集团各自采用的液态高铅渣直接还原的三种炉型代表了我国铅冶炼发展的最高水平。
一、豫光金铅底吹还原工艺:取消鼓风炉,不用冶金焦,实现液态渣直接还原,与原有富氧底吹炉氧化段一起,形成完整的液态渣直接还原工业化生产系统。
具体技术方案为:铅精矿、石灰石、石英砂等进行配料混合后,送入氧气底吹炉熔炼,产出粗铅、液态渣和含尘烟气。
液态高铅渣直接进入卧式还原炉内,底部喷枪送入天然气和氧气,上部设加料口,加煤粒和石子,采用间断进放渣作业方式。
天然气和煤粒部分氧化燃烧放热,维持还原反应所需温度,气体搅拌传质下,实现高铅渣的还原。
工艺流程如图1。
图1 豫光炼铅法的工艺流程图生产实践效果8万t/a熔池熔炼直接炼铅环保治理工程主要包括以豫光炼铅法为主的粗铅熔炼系统、大极板电解精炼系统和余热蒸汽回收利用系统等。
项目09年2月正式开工,09年8月进行设备安装,20XX 元月开始空车调试,3月28日熔炼系统氧化炉点火烘炉。
目前氧化炉、还原炉、烟化炉、硫酸及制氧系统均正常生产,经几个月的生产检验,各项环保指标优于国标,技经指标达设计水平。
《铅冶金》课程标准课程代码:00520109适用专业:冶金技术学时:39学时学分:3学分开课学期:第四学期第一部分前言1.课程性质与地位《铅冶金》是冶金技术专业的主干课程,也是培养学生就业岗位必需的核心技能课程。
本课程以铅冶炼生产过程为行动领域,贯彻国家火法冶炼工职业标准,以岗位技能培养为教学目标,全面提高学生知识、能力、素质。
本课程以铅的冶炼过程为基本主线,围绕环境保护和可持续发展两大问题,着重介绍底吹炉、顶吹炉、鼓风炉、铅电解等新理念、新技术、新工艺、新设备以及技术经济分析和冶炼过程管理等知识。
同时,在操作实习和组织管理过程中可以培养学生的科学态度,激发学生的学习兴趣,培养学生的团结协作精神和组织协调能力,对职业素养的养成起着积极促进作用。
该学习领域以《冶金基础化学》、《冶金制图》、《冶金过程检测与控制》等课程为前导,为学生走上工作岗位奠定坚实的基础。
同时,也是学习《有色冶金设计原理》、《毕业设计》等后续课程的基础。
2.课程的设计思路《铅冶金》课程是现代直接炼铅新技术富氧底(顶)吹一鼓风炉还原熔炼一电解精炼等冶炼新技术为基础,按照企业真实的生产流程,依次介绍了富氧底吹技术、富氧顶吹技术、鼓风炉还原技术、电解精炼技术等冶炼工作任务,并根据完成每个工作任务对知识能力的需求,将冶炼原理、冶炼工艺、冶炼设备、冶炼操作、经济技术指标等知识融于课程教学中,实现“做、教、学”一体化。
本课程是以任务驱动的行动导向的教学模式为主,围绕铅冶炼职业能力,以铅冶金工作过程为依据,以校企合作企业为依托,以实际铅冶炼工作任务为驱动,将知识、技能和态度有机融合,根据不同的教学内容,有针对性地采用任务驱动教学法、案例教学、现场教学等多种教学方法。
第二部分课程目标1.知识目标(1)使学生能够完成铅冶炼生产的炉料准备工作,满足底吹(顶吹)等冶炼工艺对原料的要求。
(2)使学生能够掌握底吹炉熔炼的工艺及设备知识,掌握冶炼过程的工艺控制及经济技术指标。
1、设计任务书设计一个日处理350吨的铅鼓风炉1.1、原始数据烧结块日处理量:(吨)选取代号:A日处理量:350吨21.2、烧结块成分1.3、焦炭的化学成分(%)1.4、焦炭灰分组成(%)1.5、烟尘的化学成分(%)1.6、炉渣主要成分(%)Fe 26% SiO25% CaO 17%21.7、粗铅品位:95.5%2铅2.1、铅的物理性质铅是一种化学元素。
人类最早提炼出来的金属之一。
埃及前王朝时期就有铅制人像。
古罗马人已经了解铅能耐腐蚀,广泛用铅做水管。
古埃及用铅化合物做瓷釉。
中国商代中期,在铸造青铜器时已加入金属铅,西周的铅戈中,含量也很高。
铅在地壳中的含量为 1.6×10-3%,很少以游离状态存在于自然界,主要矿物有方铅矿(PbS)、白铅矿(PbCO3)、硫酸铅矿(PbSO4)。
铅是铀和钍的衰变产物,因此也存在于各种铀矿和钍矿中。
铅的元素符号为Pb,英文名为lead,是蓝灰色或银灰色金属,但略带蓝色,在空气中失去光泽,变成暗灰色。
其结晶属于等轴晶系(八面体及六面),原子序数为82,为第IV族元素,原子量为207.21。
熔点327.502℃,沸点1740℃,密度11.3437克/厘米3,莫氏硬度1.5,很柔软,纯铅在重金属中是最柔软的,具有良好的展性,可以压成铅皮,捶成铅箔,但延性甚小,不能拉成铅丝。
铅的物理性质见下表:铅的物理性质2.2、铅的化学性质铅的原子价是2和4。
铅在各种成分的大气、水和常用化学物质体系中是相当稳定的。
常温下在干燥的空气中铅不会氧化。
但铅在潮湿及含有CO 2的空气中,在其表面先生成氧化亚铅(Pb 20 ),再慢慢转化成碱式碳酸铅(3PbC03·Pb(OH ):)薄膜,此膜可阻止铅在大气中进一步氧化,使铅在常温下大气中长期不被腐蚀。
铅在熔融状态下,氧化过程加剧,最初生成Pb 20,继续升温则生成Pb0,温度升至330~450℃时,Pb0转化成Pb 203,温度升至450~490℃时,Pb 203转化成Pb 304(红丹),温度升至550一600℃时,Pb 304转化成Pb0(黄丹)。
铅鼓风炉还原熔炼岗位培训资料叶柏瑞2017-7-231. 鼓风炉还原熔炼的目的是什么?铅鼓风炉还原熔炼的目的有:①使炉料中的铅化合物还原成金属铅,并将贵金属如金、银等富集于粗铅中;②使炉料中各种造渣成分结合生成炉渣并最大限度地使锌进入炉渣中;③有时将Cu、As、Ni、Co等有价金属富集于铅冰铜或砷冰铜中,以便综合回收。
对于处理含硫高的含铅渣料,加入固硫剂,使硫形成硫化物固定在锍中。
通常采用的固硫剂为铁粉,形成FeS固硫。
2. 鼓风炉还原熔炼的基本原理和主要反应?①基本原理炉料中的金属氧化物等在高温下与还原剂作用,发生化学反应将其中的金属还原出来。
还原反应可用通式表示:MeO n+M X=Me+X m O n式中,Me代表金属、O代表氧、X代表还原剂,m、n为系数。
在铅鼓风炉中,通常用焦炭作为热源及还原剂。
②主要反应C+O2=CO2+热CO2+C=2CO-热PbO+CO=Pb+CO22PbO.SiO2+FeO+CaO+2CO=2Pb+2CO2+CaO.FeO.SiO2CaCO3=CaO+CO2PbSO4+4CO=PbS+4CO2ZnSO4=ZnO+SO3PbS+FeO+CO=Pb+FeS+CO2PbS+Cu2O+CO=Pb+Cu2S+CO23. 鼓风炉所用原、辅材料有哪些?有和要求?鼓风炉所用原、辅材料有:烧结块或团块、焦炭、返渣、萤石、黄铁矿、铁粉、石灰石等。
团块要求:Pb>20%、S<8%、渣成分满足技术要求、水分小于10%、强度高。
焦炭要求:含固定碳>75%、灰份小于14%、水分<6%、块度30-100mm、发热值6000-7000Kcal/kg、着火点600-800℃。
返渣要求:块度30-150mm。
萤石要求:CaOF2>50%,块度30-100mm。
黄铁矿:块度30-150mm。
铁粉要求:Fe>55%。
石灰石:CaO>52%,块度30-100mm。
注:萤石及黄铁矿一般在处理炉况时使用。
4. 铅鼓风炉产物有哪些?有什么要求?铅鼓风炉产物有:粗铅、炉渣、冰铜、铅烟尘。
铅鼓风炉还原熔炼岗位培训资料叶柏瑞2017-7—231。
鼓风炉还原熔炼的目的是什么?铅鼓风炉还原熔炼的目的有:①使炉料中的铅化合物还原成金属铅,并将贵金属如金、银等富集于粗铅中;②使炉料中各种造渣成分结合生成炉渣并最大限度地使锌进入炉渣中;③有时将Cu、As、Ni、Co等有价金属富集于铅冰铜或砷冰铜中,以便综合回收。
对于处理含硫高的含铅渣料,加入固硫剂,使硫形成硫化物固定在锍中。
通常采用的固硫剂为铁粉,形成FeS固硫。
2. 鼓风炉还原熔炼的基本原理和主要反应?①基本原理炉料中的金属氧化物等在高温下与还原剂作用,发生化学反应将其中的金属还原出来。
还原反应可用通式表示:MeO n+M X=Me+X m O n式中,Me代表金属、O代表氧、X代表还原剂,m、n为系数。
在铅鼓风炉中,通常用焦炭作为热源及还原剂.②主要反应C+O2=CO2+热CO2+C=2CO—热PbO+CO=Pb+CO22PbO.SiO2+FeO+CaO+2CO=2Pb+2CO2+CaO.FeO.SiO2CaCO3=CaO+CO2PbSO4+4CO=PbS+4CO2ZnSO4=ZnO+SO3PbS+FeO+CO=Pb+FeS+CO2PbS+Cu2O+CO=Pb+Cu2S+CO23. 鼓风炉所用原、辅材料有哪些?有和要求?鼓风炉所用原、辅材料有:烧结块或团块、焦炭、返渣、萤石、黄铁矿、铁粉、石灰石等。
团块要求:Pb>20%、S<8%、渣成分满足技术要求、水分小于10%、强度高。
焦炭要求:含固定碳>75%、灰份小于14%、水分<6%、块度30—100mm、发热值6000—7000Kcal/kg、着火点600—800℃。
返渣要求:块度30—150mm。
萤石要求:CaOF2>50%,块度30—100mm.黄铁矿:块度30—150mm.铁粉要求:Fe>55%.石灰石:CaO>52%,块度30—100mm。
注:萤石及黄铁矿一般在处理炉况时使用.4. 铅鼓风炉产物有哪些?有什么要求?铅鼓风炉产物有:粗铅、炉渣、冰铜、铅烟尘。