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铅鼓风炉用耐火材料

作者:admin 发布日期: 2021-01-09 二维码分享


铅冶炼有两类流程:一是铅锌为独立原料,分别单独进行冶炼;第二,铅锌为共生矿,通过冶炼同时获得粗铅和粗锌或获得粗铅和高锌烟尘(湿法提锌的原料)。

无论从矿石或精矿中生产金属铅锌的方法,都可分为火法冶金与湿法冶金,铅的冶炼几乎全是火法,湿法炼铅至今仍处于试阶段。火法炼铅普遍采用传统的烧结焙烧----鼓风炉熔炼流程,该工艺约占总产铅量的85%左右,铅锌密闭鼓风炉生产的铅约为10%,其余5%是从精矿直接熔炼得到的。直接熔炼的老方法有沉淀熔炼和反应熔炼,这两种炼铅方法金属回收率低,产量小,劳动条件恶劣,现在大型炼铅厂已不采用。20世纪80年代以来,开始工业应用的直接炼铅方法主要是氧气闪速熔炼Kivcet法和氧气底吹熔炼QSL法,它将传统的烧结焙烧----还原熔炼的两个火法过程合并在一个装置内完成,提高了硫和热的利用率,简化了生产工艺流程,改善了环境,其他的熔炼方法如富氧顶吹熔炼法、SKS法等均可到简化流程,改善了环境目的,但目前尚处在工业化生产或建立示范厂的阶段。

传统的火法炼铅是烧结--鼓风炉还原熔炼,我国现有的铅生产厂几乎都采用这一传统工艺流程。此法即硫化铅精矿经焙烧后得到烧结快,然后在鼓风炉中进行还原熔炼产出粗铅。

烧结--鼓风炉炼铅法的优点是工艺稳定可靠,对原料适应性强,经济效果好。其缺点是烧结烟气SO2浓度低,采用常规制酸工艺难以实现SO2的利用,严重地污染了大气环境;此外,烧结过程中发生的热量不能充分利用,扬尘点分散,劳动条件差。

炼铅鼓风炉有圆形炉和矩形炉两种:大型炼铅厂均采用矩形断面鼓风炉。

铅鼓风炉由炉基、炉顶、炉缸、放出产物装置、风口装置、水管系统等部分组成,分为有炉缸和无炉缸两种结构,当熔炼产物在炉内进行分离时,则设置炉缸;若熔炼产物在炉外进行沉淀分离时,则不需要炉缸。炉缸置于炉基之上,用耐火材料砌筑。

铅鼓风炉炉顶温度为400~500℃,多为密闭炉顶,炉身为全水套,耐火材料只在咽喉口和炉缸使用。铅精矿烧结快、焦炭、熔剂等固体物料由炉顶加入,炉身下部侧面风口鼓入高压空气,与向下的物料进行熔化、氧化、还原等反应,完成冶炼过程,液态金属、锍、炉渣从炉子下部的咽喉口或炉缸排出,烟气、烟尘等从炉顶烟气出口排出。

炉渣的主要成分是FeOSiO2CaO,其典型渣成分为FeO39%SiO2 27%CaO14%ZnO10%,在高温作用下,炉渣对咽喉口和炉缸的化学侵蚀特别严重。故咽喉口耐火材料主要用镁砖、镁铬砖、铝铬砖,其抗渣性、抗冲刷性能较好,在咽喉口还设有特别的小水套以保护该部分的砖体。炉缸侧壁和炉底上部均用镁砖砌筑,外侧及炉底钢板部分砌黏土砖,炉底砌成反拱形。

如前所述,有炉缸的鼓风炉熔炼产物主要在炉内进行沉淀分离,但排出的熔渣还含有少量的金属和锍微粒,需进一步进行分离回收;无炉缸鼓风炉,熔炼产物均在炉外进行分离,分离设备通常采用电热前床。电热前床是鼓风炉炼铅工艺过程中的一个重要单元操作过程。它用来对铅渣熔体温度,使铅和渣能澄清分离,提高金属直收率和回收率的一个重要步骤。

电热前床是矿热电炉的一种,多为长圆形,为..前床内炉渣与金属铅的有效分离和顺利地从炉内排出炉渣,通过将电极插入熔渣中,依靠电极与熔渣交界面上形成的微电弧与熔体电阻的双重作用,使电能转化为热能,使温度达到1300℃,经保温铅和渣在前床内沉淀分离,以保障排出渣温大于1150℃,排出铅温在800~1000℃。铅从虹吸口炉渣由渣口放出。

电热前床在操作时,炉内熔渣由于电弧高温引起的熔渣对流运动使炉渣冲刷炉墙,出放渣造成渣线波动,使炉体尤其是渣线部位机械冲刷严重,承受碱性熔渣的化学侵蚀,炉墙损坏很快,对于出渣口及出铅口来说,除了受到前述冲刷作用外,还受到比炉墙材料所受的更强的氧化和热应力作用。目前,铅鼓风炉电热前床用耐火材料大都采用镁铬砖、铬渣块等,寿命可达到1年以上,使用效果颇佳。某有色金属公司的电热前床炉墙采用高铬镁铬砖砌筑,寿命达到2年。



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