直接铅熔炼生产金属铅的一种方法技术

本发明专利技术是有关在氧化熔炼工艺和接着还原氧化熔炼产物条件下，由含铅原料生产金属铅的方法．还原反应是通过熔池中出现固态含碳还原剂来进行的．并确保熔池中有固态碳酸盐原料，最好是石灰石、白云石或纯碱，同时还有还原剂．这种方法能够运用于处理硫化物型，氧化物型或硫酸盐型的铅原料．另外，这种方法特别运用于处理碳酸铅原料，至少部分碳酸盐原料是铅原料．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术是有关在氧化条件下熔化的原料，并还原氧化熔融产物的情形下，由含铅原料生产金属铅的一种方法。本专利技术涉及处理所有能用这种方法生产出铅的各种类型含铅原料。这种原料含有硫化铅、硫酸铅和氧化铅原料及它们的混合物。含铅原料也许有精造矿中间产品和废料。最近几年，在提出的许多种铅熔炼工艺方案里，就原理来讲，都包括有氧化熔炼阶段和紧接着氧化熔池产物还原。因此，那些所谓的直接铅熔化工艺及那些会导致成一种低硫含量铅熔池和高铅含量渣的过程，都可以说是属于上述熔化工艺类。奥托古姆普工艺(如德国专利1179004)，可明克工艺(美国申请3847595)斯特·约瑟夫铅工艺〔金属杂志20(12)26-30，1969〕，沃尔克拉工艺(美国申请3326671)，克夫塞特工艺(美国申请3555164)和Q-S工艺(美国申请3941587)所有这些都属于这一类。在波利顿早期书里，美国申请4017308和美国申请4008075谈到过包含熔炼还原的其它铅熔炼工艺，这些工艺是有关由氧化和/或硫化或硫酸盐原料，并用顶吹旋转炉作为熔炼和还原装置来生产金属铅。在波利顿早期出版物欧洲申请0007890和欧洲申请0006832中谈到过类似工艺方法，这些公布中涉及由含铅的中间产品，特别是那些含有高铜和/或砷量的中间产品来生产金属铅。这些早期的波利顿工艺的共同特点是铅是分两个阶段生产出来的。在第一个阶段，铅的原料和熔剂会藉随着这炉中通过原料表面的带氧燃烧火焰的帮助下熔化，形成以硫化物和富氧化铅渣形式的熔融铅池，渣中氧化铅含量达到20-50%，一般情况下25-50%。在第二个阶段，焦炭或一些其它适合还原剂会被加到熔融铅池中，在熔池加热和炉子旋转时，熔融铅池内物质亦会因此还原。在波利顿后来来一份专利申请瑞典申请8302486-9(它相应于欧洲申请0124497)亦叙述了单一阶段工艺，在这阶段中，还原剂随铅原料一起加入转炉。这可以看作是一个可以让原材料氧化熔炼和熔化物质还原同时完成的过程。在本专利技术所包含的铅的熔炼定义中有这种方法。所有铅熔炼过程若是以直接铅熔炼技术为基础并包含了一个含有氧化铅的熔化物质经历了一个还原阶段的，都有一个共同特点，这就是还原速度很慢并且完成还原花的时间相当长，因此如果考虑到在获得单位重量铅时所需要耗用的还原剂还原阶段的经济性是受到限制的，换句话说，还原剂如焦炭有效利用率很低。采用直接铅熔炼工艺在综合处理含铅氧化硫化中间产物时，每吨铅产品消耗还原剂150到200公斤。如在波利顿卡尔多工艺中所消耗焦炭数量按每吨加入铅粗略估计，消耗还原剂70公斤，相应地每吨铅产品消耗150-160公斤还原剂，这是目前范围最理想工艺方案之一。所消耗的焦炭数量主要不是取决于在还原时间是否能被还原。另一方面，当加热熔化物质完成还原过程时，考虑到维持赤热熔化状态所消耗能量，更短的还原时间将会更为有利。在处理的硫化材料时所消耗的还原剂的数量是视乎形成的渣量及它的铅含量或是视乎在获得的铅中硫的数量。正如上述所提及的，大部分所谓直接铅熔炼工艺的目的都是要熔炼含铅的原料成为一种低硫量的熔融铅池，以便铅能经适当的铅精炼方法，在还原阶段开始前制造含有35%-50%铅渣产物的，在这些过程中，一般每吨铅产量消耗煤100公斤。目前在上述那种铅熔炼过程中又有重大的发现，使用该专利技术的工艺，还原过程基本上可更为有效进行。这个还原过程能使还原速度提高，并且碳的有效利用率提高。在这方面，包含熔化-还原阶段的铅过程经济性可以极大改善。为此目的此专利技术方法特征在所提出权利保护的工艺阶段中反映出来。在采用本专利技术于从氧化熔炼过程中所得的熔融物质以还原金属铅时，还原效率极大提高。在还原状态时使用一种固态含碳的还原剂，固态碳酸盐原料的熔融状态可以作为这种还原剂。焦炭或煤可作为固态的含碳还原剂。碳酸盐原料可以是石灰石，白云石或纯碱。在大多数情况下，一般都是根据价格来选择所用的材料。碳酸盐原料块状尺寸最好具有的粗糙度是可以使碳酸盐分解或氧化物的过程尽可能慢。到目前为止，在所进行的试验中，还发现石灰石实际尺寸在2-5毫米之间会比实际大小低于2毫米石灰石有更大的效力。使用碳酸盐原料的数量并不是最重要的。然而，实验发现大约以原定供应还原阶段的煤的半份量会是尤为合适，当然也发现较少数量在一定范围也是有效的，例如当渣量较少或渣中含铅量低时，因此不可能预定出在使用碳酸盐的数量上一较低的界限。加入碳酸盐的上限仅需要考虑经济性。这样冶金学家就能在每种实际情况下并考虑要减少还原剂消耗，减少还原时间及还原剂和碳酸盐材料价格来找到一最佳的碳酸盐加入量。从纯粹的技术观点出发，碳酸盐加入量是没有上限的，除非这些问题涉及到碳酸盐对生成的渣量和它的组分有影响。然而，在大部分情况下，基本原料系石灰石，二氧化锰或纯碱是作为造渣剂或助熔剂而加到熔炼过程中去，因此，在大多数情况下，把造渣剂和助熔剂，经由碳酸盐原料分解产生的二氧化物产品加到渣中是所需要的并且替代或补充对这种造渣剂或助熔剂的一般需求。加到转炉中碳酸盐原料也许含有全部或部分的铅的原料。换句话说，铅原料可以全部或部分地是碳酸盐原料。也就是说已发现用本专利技术的方法，可以很方便地将碳酸盐铅原料进行处理，例如这样的原料可以是用这方法熔炼这么并且与碳一起还原。因为矿石中的碳酸盐物质加速了熔炼-还原过程。含有碳酸铅原料可以和其它种铅原料混合，在这种情况下在该过程中添加必要的碳酸盐及一定比例已冶炼出来的铅。固态还原剂和碳酸盐原料在氧化熔炼过程中和/或之后适量地、直接地加到所形成的熔池中。在这方面两种添加剂需要在工艺循环的某一个特殊阶段使用某特特殊技术，加到熔池中以致使这些添加剂的相互不影响方式任整个熔池分布开并进行处理。换句话说，在熔化了的物质中添加剂很容易分散分布。这样，在这两个工艺阶段固态原料以一种适当的方式在熔炼期完成基础上加到熔融态或熔池中，并用机械或气动的方法或其它合适的方法混合这熔融物质，这样，这固态原料在熔池中呈弥散分布。比如固态原料可以通过喷枪、风口或喷嘴喷进熔池。在卡尔多转炉里，当转炉转到一倾斜位置上，固态原料可以喷射到熔化物质掉落的熔滴帘上，固态原料在这些熔滴上迅速浸润并弥散分布到熔化物质中。转炉向转动有助于固态原料在熔化物质中尽可能长时间地保持弥散分布，转炉的转动也提高还原剂的利用率。大部分金属碳酸盐，碱金属碳酸盐和碱+金属碳酸盐基本上在熔炼温度1100℃-1400℃迅速分解，按这反应进行所谓煅烧然而，一个重要的例外是碳酸(BaCO3)仅在0.01大气压压力，1100℃分解。因此，当弥散分布在熔池中碳酸盐受热时，碳酸盐分解产生二氧化碳逸出。根据下述反应式生成的部分二氧化碳将和还原剂中的固态碳反应生成一氧化碳。因此生成的一氧化碳将有助于还原反应更快进行。在一定程度上，增加熔池搅拌，以及一氧化碳直接在熔池中产生和由于更快速的气一固反应将会同时出现固一固反应。为使熔池中还原剂和碳酸盐原料达到频繁接触，在把它们放进熔池之前，就应混合在一起。例如和碾磨过的还原剂混合。现将参考数个工作实例以进一步详细形容本专利技术;根据本专利技术的方法并会和一些先前的方法及过程比较。例1a)具有下述主要成份的48.20吨硫化铅精选矿47.0%Pb，11.8%Fe、7.2%Zn，22.4%S和3.3%本文档来自技高网...

【技术保护点】
由铅原料生产金属铅的方法，采用在氧化条件下熔炼原料并还原氧化熔炼物质特征在于用固态处于熔化状态的含碳还原剂还原熔化了物质并保证含有碳酸盐固态原料与还原与还原剂同时处在熔化状态中。

【技术特征摘要】
1.由铅原料生产金属铅的方法，采用在氧化条件下熔炼原料并还原氧化熔炼物质特征在于用固态处于熔化状态的含碳还原剂还原熔化了物质并保证含有碳酸盐固态原料与还原与还原剂同时处在熔化状态中。2.根据权项1方法，特征在于还原剂是煤和焦炭。3.根据权项1-2方法，特征在于至少一部分碳酸盐原料有石灰石、白云石和/或纯碱。4.根据权项1-2方法，特征在于至少一部分含铅的原料有碳酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：林格斯特，布朗卡尔瓦尔特，彼得森，史蒂格阿韦德，
申请(专利权)人：波利顿股份公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]