一种铅底吹熔炼的原料水分及冶炼粉尘控制方法及装置与流程

[0001]
本发明属于火法炼铅技术领域，特别涉及一种铅底吹熔炼的原料水分及冶炼粉尘控制方法及装置。


背景技术：

[0002]
直接炼铅法的主要设备一般包括底吹炉、还原炉(底吹或侧吹炉)和烟化炉。底吹炉主要用于将原料中的硫化铅等转化为氧化物并升温熔化，形成高铅渣并产出部分金属铅液；高铅渣进入还原炉(底吹或侧吹炉)，通过加碳进行还原，将铅渣中的氧化铅转化为铅，其余未还原物质与加入的熔剂转化为渣和金属铅分离；还原炉产出的渣子中还有锌等，通过烟化炉回收锌。
[0003]
直接炼铅的原料有铅精矿、含铅渣料、冶炼粉尘、铅银渣等，主要以粉状物存在，其中尤其是返回的冶炼粉尘，粒度更细。这些炉料如果不加以处理，入炉冶炼时容易再次以粉尘的形式随烟气逸出，使得烟气中粉尘含量居高不下，不仅影响到冶炼原料的利用率，而且给除尘系统增加压力，进而影响到生产的经济技术指标。在上述的炉料中，铅精矿、铅银渣等由于其生产过程加水或在水溶液中反应，导致其水分含量较高，高时可达20％。冶炼粉尘则多采用干法除尘，水分含量很少；为了减少粉尘随烟气的逸出量，现在多采用配料后混匀，打水造粒的方式，混匀和打水造粒在滚筒混料机中进行，造粒后的炉料加入底吹炉。据相关测定，采用此工艺入炉料的水分含量可达14％～17％。过高的水分含量虽然可改善造粒并抑制粉尘，但水分入炉后蒸发吸热，消耗大量能量，尤其是近年来铅冶炼的杂料(如铅银渣、粉尘、含铅渣料等)的配加量增多，底吹炉的热收入不足，不得不采用其它热源进行补充。如何开源节流，确保底吹冶炼的整体热平衡维持在合理水平是一个亟待解决的问题。此外，烟气中的水分与烟气中的二氧化硫反应生成酸性产物，会加剧对烟气系统的设备腐蚀。
[0004]
综上所述，采用适当措施，降低炉料中的松散粉料(尤其是细粒度的松散粉料)，并降低入炉料的水分含量具有重要的意义。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的在于提供一种铅底吹熔炼的原料水分及冶炼粉尘控制方法及装置，以解决现行底吹炉冶炼工艺入炉原料水分含量较高、冶炼粉尘量较大的问题。本发明的方法或装置能够减少原料带入水分，降低冶炼烟尘，可达到节能降耗、改善冶炼环境的目的。
[0006]
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0007]
本发明的一种铅底吹熔炼的原料水分及冶炼粉尘控制方法，包括以下步骤：
[0008]
步骤1，按照铅底吹熔炼工艺要求进行配料，获得配料后的混合料；其中，配料所用炉料的粒度小于等于1mm；所述混合料的水分含量控制在2％～10％；
[0009]
步骤2，将步骤1获得的混合料进行压制处理，获得扁球形的入炉粒料；其中，所述压制处理的压制力范围为5～40mpa；所述入炉粒料的厚度方向小于等于16mm，宽度方向小于等于30mm；
[0010]
步骤3，采用步骤2获得的入炉粒料进行铅底吹熔炼，实现原料水分及冶炼粉尘的控制。
[0011]
本发明的进一步改进在于，步骤1中，所述按照铅底吹熔炼工艺要求进行配料，获得配料后的混合料具体步骤包括：
[0012]
步骤1.1，将铅精矿、铅银渣干燥，获得干燥后产物；将熔剂、硫铁矿、含铅渣破碎，获得破碎后产物；
[0013]
步骤1.2，将干燥后产物、破碎后产物与烟灰混匀，获得混合物料；
[0014]
步骤1.3，向混合物料中补水，强制混匀，获得配料后的混合料。
[0015]
本发明的进一步改进在于，步骤1.1中，采用滚筒干燥机进行干燥；采用磨碎设备进行破碎；步骤1.3中，采用球磨润磨机、双轴混料机或对辊混料机进行强制混匀。
[0016]
本发明的进一步改进在于，步骤2中，采用对辊压球机进行压制。
[0017]
本发明的进一步改进在于，步骤1中，未采取润磨时，配料所用炉料的粒度小于等于0.355mm。
[0018]
本发明的一种铅底吹熔炼的原料水分及冶炼粉尘控制装置，包括：
[0019]
混合料获取系统，用于按照铅底吹熔炼工艺要求进行配料，获得配料后的混合料；其中，配料所用炉料的粒度小于等于1mm；所述混合料的水分含量控制在2％～10％；
[0020]
入炉粒料获取系统，用于将获得的混合料进行压制处理，获得扁球形的入炉粒料；其中，所述压制处理的压制力范围为5～40mpa；所述入炉粒料的厚度方向小于等于16mm，宽度方向小于等于30mm；
[0021]
底吹熔炼炉，用于采用获得的入炉粒料进行铅底吹熔炼，实现原料水分及冶炼粉尘的控制。
[0022]
本发明的进一步改进在于，所述混合料获取系统包括：
[0023]
滚筒干燥机，用于将铅精矿、铅银渣干燥，获得干燥后产物；
[0024]
磨碎设备，用于将溶剂、硫铁矿、含铅渣破碎，获得破碎后产物；
[0025]
料仓及配料装置，用于将干燥后产物、破碎后产物与烟灰混匀，获得混合物料；
[0026]
球磨润磨机、双轴混料机或对辊混料机，用于向混合物料中加水，强制混匀，获得配料后的混合料。
[0027]
本发明的进一步改进在于，所述入炉粒料获取系统包括：对辊压球机，用于将获得的混合料进行压制处理，获得扁球形的入炉粒料。
[0028]
本发明的进一步改进在于，混合料获取系统中，未采取润磨时，配料所用炉料的粒度小于等于0.355mm。
[0029]
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0030]
本发明提供的控制方法，可有效控制入炉料水分含量，可将现行工艺入炉水分含量12％～17％降低到10％以下；本发明不仅可避免多加水分的蒸发热损失，而且可使烟气量及烟气中水分明显降低，烟气系统设备腐蚀减轻，烟气除尘及后续二氧化硫制酸系统作业条件改善。本发明的方法能够减少原料带入水分，降低冶炼烟尘，可达到节能降耗、改善冶炼环境的目的。
[0031]
本发明的方法，可以充分利用现行工艺方法的各种工艺设备及工业厂房，只需将现行工艺的滚筒混料机更换为球磨润磨机或双辊混料机，在混料机下方、下料通道通上段
加装对辊压料机，压制的颗粒料直接落入底吹炉中，可行性较高。
[0032]
本发明的方法中，压制所得的入炉粒料直接下落进入底吹炉，料粒的抗压强度和落下强度可以满足原料入炉前的转运及跌落，冶炼粉尘产生量较小；且由于料粒中水分含量降低，不会在掉入1100℃以上的高温底吹炉熔池时产生剧烈的“爆破式”蒸发反应(会加剧粉尘产生)，粒料迅速溶解成渣进行氧化反应，烟尘逸出量明显降低。
[0033]
本发明的方法中，压制的颗粒料粒度均匀，入炉后不会结块，整体反应性良好，有利于改善炉况及综合技术经济指标。通过实施例验证可知，虽然本发明的方法增加了压制颗粒的成本，但由于减少了入炉料水分，并降低了冶炼粉尘发生量，采用本发明的方法后冶炼吨铅可节能8％～15％，粉尘产生量在原工艺的基础上降低10％～25％。
附图说明
[0034]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍；显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]
图1是本发明实施例的一种铅底吹熔炼的原料水分及冶炼粉尘控制方法的流程示意图；
[0036]
图2是本发明实施例的一种铅底吹熔炼的原料水分及冶炼粉尘控制装置的流程示意图。
具体实施方式
[0037]
为使本发明实施例的目的、技术效果及技术方案更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例。基于本发明公开的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它实施例，都应属于本发明保护的范围。
[0038]
请参阅图1，本发明实施例的一种铅底吹熔炼的原料水分及冶炼粉尘控制方法，包括以下步骤：
[0039]
按照铅冶炼工艺要求进行配料，包括铅精矿、含铅渣、含铅粉尘等，并对配料后的混合料水分进行控制，造粒之前不再补水润湿；并对原料粒度进行控制，尤其是熔剂、硫铁矿、含铅渣等；其中，混料可采用球磨机润磨或采用对辊混料机混料；可采用对辊压料机压料。
[0040]
本发明实施例中，混合料水分含量控制在2％～10％；其中，如炉料水分含量过高，可采用滚筒烘干机去除部分水分。
[0041]
本发明实施例中，配料用各种炉料的粒度一般应在0.355mm(50目)以下。
[0042]
本发明实施例中，采用球磨机润磨或采用对辊混料机混料；根据现行工艺，球磨机或对辊混料机安排在现行滚筒混料与造粒机平台；采用球磨机进行润磨的工艺，在原料粒度控制上可适当放宽，但配料粒度不大于1mm。
[0043]
本发明实施例中，压制采用先预密实，再对辊压制。对辊压制采用液压调整压制力，压制力范围在5～40mpa。
[0044]
本发明实施例中，采用对辊压料机压料；在球磨机下方，即现行工艺中下料管道上方，加装对辊压球机。压制采用先预密实，再对辊压制。对辊压制采用液压调整压制力，压制力范围在5～40mpa。压制产物粒度8-25mm(具体粒度可根据工艺要求设定)。由于对辊混料机具有预密实作用，经混料后可直接压制；而采用球磨机润磨的物料则需经过预密实再进行压制。
[0045]
本发明实施例中，压制所得的原料颗粒为扁球形；从冶金反应动力学角度出发，压制粒度越小越好，厚度方向不大于16mm，宽度方向不大于30mm(具体粒度可根据工艺要求设定)；或者是，扁球形颗粒厚度方向不大于15mm，宽度方向不大于30mm。
[0046]
本发明实施例中，混合料水分含量控制在4％～10％。
[0047]
综上，本发明提供了一种铅底吹熔炼的原料水分及冶炼粉尘控制方法，解决了现行底吹炉冶炼工艺入炉原料水分含量高、冶炼粉尘量大的问题。本发明方法的基本思路为，控制原料中水分含量，采用压制工艺强化造粒，达成降低入炉料水分含量、抑制粉尘随烟气逸散的问题。另外，在工艺及设备选择上，充分利用现行工艺布置的空间，便于企业技术改造，降低投资，缩短建设周期。本发明提供的控制方法，可有效控制入炉料水分含量，可将现行工艺入炉水分含量12％-17％降低到本发明实施后的10％以下，不仅可避免多加水分的蒸发热损失，而且烟气量及烟气中水分可明显降低，烟气系统设备腐蚀减轻，烟气除尘及后续二氧化硫制酸系统作业条件改善。配料过程的水分控制可根据不同原料的水分含量进行平衡，不用补充打水。本发明可以充分利用现行工艺的各种工艺设备及工业厂房，只需将现行工艺的滚筒混料机更换为球磨润磨机或双辊混料机，在混料机下方、下料通道通上段加装对辊压料机，压制的颗粒料直接落入底吹炉中。本发明压制所得的入炉粒料直接下落进入底吹炉，料粒的抗压强度和落下强度可以满足原料入炉前的转运及跌落，粉尘产生量小；且由于料粒中水分含量降低，不会在掉入1100℃以上的高温底吹炉熔池时产生剧烈的“爆破式”蒸发反应(会加剧粉尘产生)，粒料迅速溶解成渣进行氧化反应，烟尘逸出量明显降低。本发明压制的颗粒料粒度均匀，入炉后不会结块，整体反应性良好，有利于改善炉况及综合技术经济指标。综合来看，虽然增加了压制颗粒的成本，但由于减少了入炉料水分，并降低了粉尘发生量，采用本技术后，冶炼吨铅可节能8％～15％，粉尘产生量在原工艺的基础上降低10％～25％。
[0048]
请参阅图2，本发明实施例的一种铅底吹熔炼的原料水分及冶炼粉尘控制装置，包括：
[0049]
混合料获取系统，用于按照铅底吹熔炼工艺要求进行配料，获得配料后的混合料；其中，配料所用炉料的粒度小于等于1mm；所述混合料的水分含量控制在2％～10％；
[0050]
入炉粒料获取系统，用于将获得的混合料进行压制处理，获得扁球形的入炉粒料；其中，所述压制处理的压制力范围为5～40mpa；所述入炉粒料的厚度方向小于等于16mm，宽度方向小于等于30mm；
[0051]
底吹熔炼炉，用于采用获得的入炉粒料进行铅底吹熔炼，实现原料水分及冶炼粉尘的控制。
[0052]
优选的，所述混合料获取系统包括：
[0053]
滚筒干燥机，用于将铅精矿、铅银渣干燥，获得干燥后产物；
[0054]
磨碎设备，用于将溶剂、硫铁矿、含铅渣破碎，获得破碎后产物；
[0055]
料仓及配料装置，用于将干燥后产物、破碎后产物与烟灰混匀，获得混合物料；
[0056]
球磨润磨机、双轴混料机或对辊混料机，用于向混合物料中加水，强制混匀，获得配料后的混合料。
[0057]
优选的，所述入炉粒料获取系统包括：对辊压球机，用于将获得的混合料进行压制处理，获得扁球形的入炉粒料。
[0058]
实施例1
[0059]
本发明实施例的一种铅底吹熔炼的原料水分及冶炼粉尘控制方法，包括以下步骤：
[0060]
步骤1，按照铅底吹熔炼工艺要求进行配料，获得配料后的混合料；其中，配料所用炉料的粒度为小于等于1mm；所述混合料的水分含量控制在2％；
[0061]
步骤2，将步骤1获得的混合料进行压制处理，获得扁球形的入炉粒料；其中，所述压制处理的压制力范围为40mpa；所述入炉粒料的厚度方向为16mm，宽度方向为30mm；
[0062]
步骤3，采用步骤2获得的入炉粒料进行铅底吹熔炼，实现原料水分及冶炼粉尘的控制。
[0063]
其中，采用球磨润磨机、双轴混料机或对辊混料机进行强制混匀。采用对辊压球机进行压制。
[0064]
实施例2
[0065]
本发明实施例的一种铅底吹熔炼的原料水分及冶炼粉尘控制方法，与实施例1的区别仅在于，未采取润磨时配料所用炉料的粒度为0.355mm以下；所述混合料的水分含量控制在4％；所述压制处理的压制力范围为30mpa；所述入炉粒料的厚度方向为15mm，宽度方向为25mm。
[0066]
实施例3
[0067]
本发明实施例的一种铅底吹熔炼的原料水分及冶炼粉尘控制方法，与实施例1的区别仅在于，配料所用炉料的粒度为0.5mm；所述混合料的水分含量控制在5％；所述压制处理的压制力范围为25mpa；所述入炉粒料的厚度方向为13mm，宽度方向为20mm。
[0068]
实施例4
[0069]
本发明实施例的一种铅底吹熔炼的原料水分及冶炼粉尘控制方法，与实施例1的区别仅在于，未采用润磨时配料所用炉料的粒度为0.2mm以下；所述混合料的水分含量控制在10％；所述压制处理的压制力范围为5mpa；所述入炉粒料的厚度方向为5mm，宽度方向为5mm。
[0070]
实施例5年产6万吨粗铅的含铅杂料综合利用企业技术改造：
[0071]
(1)基本情况：以多种含铅物料为原料年产万吨粗铅的综合利用企业，原料主要有铅精矿、铅银渣、含铅粉尘(主要为底吹炉和还原炉粉尘)、熔剂(石英砂)、硫磺及硫铁矿等。主要生产设备包括：底吹炉一台，主要用于原料熔化及氧化，过程不产出粗铅；侧吹还原炉一台，进行高铅渣还原，得到粗铅；烟化炉一台，主要用于回收还原后炉渣中的锌。其中底吹炉入炉料水分14％-17％，粉尘产出量为入炉料量的12％-15％。
[0072]
(2)应用方式：采用本发明的方法，按照铅冶炼工艺要求进行配料，混合料水分含量控制在8-10％；因铅银渣水分含量过高，可达18％-20％，采用滚筒烘干机将其水分控制在10％-12％；配料用各种炉料的粒度在0.355mm(50目)以下。除石英砂外，其它物料符合粒
度要求，石英砂磨矿后配料。
[0073]
采用对辊混料机混料替换原滚筒混料和制粒机。对辊混料机安排在现行滚筒混料与造粒机平台。在对辊混料机下方加装对辊压球机。压制采用先预密实，再对辊压制。对辊压制采用液压调整压制力，压制力范围在5-15mpa。压制产物为扁球形，厚度方向尺寸15mm左右，宽度方向20mm左右。
[0074]
其余设备全部利用，未做更改。
[0075]
(3)应用结果：利用底吹炉停炉大修时间，仅耗时28天即完成设备改造，投入生产后运行情况良好。颗粒料可满足生产过程的转运及掉落强度要求，虽然增加了压制颗粒的成本，但由于减少了入炉料水分，并降低了粉尘发生量，取得了良好的经济和环保效益。采用本技术后，入炉水分由原来的14％-17％降低到8％-10％，冶炼吨铅节能12％；粉尘产生量在原工艺的基础上降低15％，粉尘产出量由原来的入炉料量的12％-15％降低为10％-12％，有效解决了企业生产系统粉尘产出量大，难于平衡的困境。
[0076]
实施例6年产20万吨粗铅的冶炼厂的应用：
[0077]
(1)基本情况：原料主要有铅精矿、含铅粉尘(主要为底吹炉和还原炉粉尘)、熔剂(石英砂)、硫铁矿等。主要生产设备包括：底吹炉一台，主要用于原料熔化及氧化，产出部分粗铅；底吹还原炉一台，进行高铅渣还原，得到粗铅；烟化炉一台，主要用于回收还原后炉渣中的锌。其中底吹炉入炉料水分12％-15％，粉尘产出量为入炉料量的10％-13％。
[0078]
(2)应用方式：采用本发明实施例的方法，按照企业铅冶炼工艺要求进行配料，混合料水分按照8％控制；配料用各种炉料中除石英砂和硫铁矿外，其它粒度很细。石英砂和硫铁矿入厂粒度控制在0.25mm(65目)以下。
[0079]
选用球磨机进行润磨和混料，在球磨机排料口下方加装对辊压球机。球磨机和对辊压球机安装在较低位置，压制的料粒通过皮带直接运送至炉顶加料口。压制采用先预密实，再对辊压制。对辊压制采用液压调整压制力，压制力范围在5-40mpa。压制产物为扁球形，厚度方向尺寸15mm左右，宽度方向25mm左右。其余设备与传统工艺相同。
[0080]
(3)应用结果：颗粒料可满足生产过程的转运及掉落强度要求，投入生产后运行情况稳定，取得了良好的经济技术指标。由于采用本技术后底吹炉厂房高度降低，烟气处理系统容量相应降低，烟气二氧化硫浓度提高，除尘及制酸系统投资减少，企业总投资与传统工艺相比有所降低。采用本技术后，入炉水分由原来的12％-15％降低到8％-9％，冶炼吨铅节能10％；粉尘产生量在原工艺的基础上降低10％左右，粉尘产出量由原来的入炉料量的10％-13％，降低为10％左右。
[0081]
实施例7年产15万吨粗铅的冶炼厂的技术改造：
[0082]
(1)基本情况：原料主要有铅精矿、含铅粉尘(主要为底吹炉和还原炉粉尘)、熔剂(石英砂)、硫铁矿等。主要生产设备包括：底吹炉一台，主要用于原料熔化及氧化，产出部分粗铅；底吹还原炉一台，进行高铅渣还原，得到粗铅；烟化炉一台，主要用于回收还原后炉渣中的锌。其中底吹炉入炉料水分12％-14％，粉尘产出量为入炉料量的9％-12％。
[0083]
(2)应用方式：按照企业铅冶炼工艺要求进行配料，混合料水分按照10％控制；入厂铅精矿粒度及返回粉尘粒度很细，针对石英砂、硫铁矿和其它杂料进行粒度检测和控制，要求供应商提供粒度0.15mm(100目)以下产品。采用对辊混料机混料替换原滚筒混料和制粒机。对辊混料机安排在现行滚筒混料与造粒机平台。在对辊混料机下方加装对辊压球机。
压制采用先预密实，再对辊压制。对辊压制采用液压调整压制力，压制力范围在5-40mpa，实际使用压力10-18mpa。压制产物为扁球形，厚度方向尺寸12mm左右，宽度方向26mm左右。其余设备与传统工艺相同。
[0084]
(3)应用结果：颗粒料可满足生产过程的转运及掉落强度要求，投入生产后运行情况稳定，取得了良好的经济技术指标。投资可望在半年内收回。由于采用本技术后烟气处理系统容量相应降低，烟气二氧化硫浓度提高，有效解决了企业生产中长期存在的烟气除尘系统和制酸系统能力不足的问题。采用本技术后，入炉水分由原来的12％-14％降低到9％-10％，冶炼吨铅节能10％-15％；粉尘产生量在原工艺的基础上降低10％左右，粉尘产出量由原来的入炉料量的9％-12％，降低为8％-10％。
[0085]
综上所述，本发明实施例提供了一种铅底吹熔炼的原料水分及冶炼粉尘控制方法及装置，通过对混合料水分及粒度控制，并采用压制造粒机强化制粒，降低了入炉料水分，减少了烟气产出量，提高了烟气中二氧化硫浓度；提高了入炉料的颗粒稳定性及强度，减少了底吹炉冶炼粉尘产出量。由于减少了水分在炉内的蒸发吸热，及烟气量和粉尘产出量减少，可降低环保设施的压力，有利于制酸系统的高效运行，具有明显的节能降耗效果。该技术可用于新厂建设，投资很少可望在短期收回；也可用于现行工艺的改造，可最大限度地利用现有设施，只需对局部，即将滚筒混料和制粒机更换为球磨润磨机或双辊混料机，并在其下方加装对辊压粒机即可。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

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