年产10万吨粗铅毕业设计(编辑修改稿)

年产10万吨粗铅毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

但容易被 C 和 CO 所还原。 ⑶、 硫酸铅 硫酸铅 (PbSO4)的密度为 ，熔点为 1170℃。 PbSO4是比较稳定的化合物，开始分解的温度为 850℃，而激烈分解的温度为 905℃。 PbS、 ZnS 和 Cu2S 等的存在可促进 PbSO4的分解，促使其开始分解温度降低。 例如 PbSO4+PbS 系中，反应开始温度为630℃。 PbSO4和 PbO 均能与 PbS 发生相互反应生成金属铅，是硫化铅精矿直接熔炼的反应之一。 ⑷、 氯化铅 氯化铅 (PbCl2)为白色，其熔点为 498℃，沸点为 954℃，密度为 8。 PbCl2在水溶液中的溶解度甚小， 25℃时为 ％， 100℃时才为 ％。 但 PbCl2溶解于碱金属和碱土金属的氯化物 (如 NaCl等 )水溶液中。 PbCl2在 NaCl 水溶液中的溶解度随温度和 NaCl 浓度的提高而增大，当有 CaCl2存在时，其溶解度更大。 例如，在 50℃下 NaCl饱和溶液中铅的最大溶解度为 42g/L； 当有 CaCl2存在下的 NaCl 饱和溶液加热至 100℃时，则铅的溶解度可达 100~110g/L。 2 铅生产方法概述 铅 从原 矿 开始，经过采 矿 和 选矿 ，得到含 铅 45%－ 70%的 铅 精矿 ，然后送入 冶炼 厂进行 冶炼。 目前世界上铅的冶炼方法有 火法 和 湿法 两 种，主要以 火法 为主， 湿法 炼铅还未实现工业化。 火法冶炼又可分为直接冶炼法和传统冶炼法。 1 直接炼铅法 直接冶炼法主要有以 下几种： （ 1）基夫塞特法 (Kivcet)炼铅： 1967年前苏联 有色 金 属矿冶研究院开始试验； 1988年实现了工业化连续生产。 该工艺是由原苏联的莫斯科有色研究院和哈萨克斯坦共同研制完成的。 意大利萨米公司购买了该项专利权并在威斯麦港，基夫塞特法炼铅对物料的制备要求严格，入炉炉料经配料后要求充分干燥至水份 %以下，粒度要求 100目左右。 终渣含铅 3%以上，仍有低空污染问题，生产能耗高。 （ 2）氧气底吹炼铅法（ QSL）：由德国鲁奇公司等研制的，已在中国、德国、韩国建厂，该工艺对 原料 制备要求相对较为宽松，物料水份、粒度组成不受严格的限制。 由于 氧化 与还原在同一个装置中完成，终渣含铅为 5%10%，氧耗高、电耗高。 （ 3） 水 口山炼铅法（ SKS)；该法是中国自行开发的直接炼铅新工 艺。 它是在一台氧气底吹回转炉内冶炼的。 铅精矿不经焙烧和烧结，在此炼出一步分粗铅，另一部分铅氧化成 PbO 进入炉渣，炉渣含铅 9 40%，铸块后进鼓风炉还原熔炼。 （ 4）氧气 顶吹 炼铅法：此法是两段（氧化和还原）操作的直接炼铅法，澳大利亚 MIM 公司和 Ausmelt 公司分别拥有类似的技术。 所建的工厂有处理铅精矿和废旧电池的，也有用于炼铅炉渣烟化回收锌的。 炉型和炼铜的艾萨炉或奥氏炉相同。 MIM 公司最初建设的一套生产设施是由两台相互连通的炉子组成，一台氧化熔炼炉产出粗铅和高铅炉渣的混合熔体，该混合熔体经过连通管进入还原 炉，高铅炉渣在还原炉用喷枪喷入粉煤还原。 2 传统炼铅法 传统炼铅法主要为烧结鼓风炉熔炼法，而鼓风炉炼铅历史悠久，到 19 世纪已出现较大规模的生产，主要是将烧结块和焦炭从炉顶分层加入鼓风炉内进行还原熔炼。 粗铅和炉渣从各自的放出口间断或连续放出。 粗铅品位为 96%～ 98%，需进一步精炼。 炉渣进行烟化处理，回收其中的锌、铅和其它有价金属后弃去。 由于该法工艺简单、生产稳定、回收率高等优点，多年来被广泛采用，所生产的铅占世界铅产量的 80%以上。 3 铅直接熔炼 1 铅直接熔炼的基 本原理 金属硫化物精矿直接熔炼的特点之一是利用工业氧气 ,二是采用强化冶炼过程的现代冶金设备 ,从而使金属硫化物受控氧化熔炼在工业上应用成为可能。 在铅精矿的直接熔炼中，根据原料主成分 PbS 的含量 ,按照 PbS氧化发生的基本反应 PbS+O2== Pb+SO2,控制氧的供给量与 PbS 的加入 10 量的比例 (简称为氧 /料比 ),从而决定了金属硫化物受控氧化发生的程度。 实际上 ,PbS 氧化生成金属铅有两种主要途径：一是 PbS 直接氧化生成金属铅，较多发生在冶金反应器的炉膛空间内；二是 PbS 与PbO 发生交互反应生成金属铅，较多发生在 反应器熔池中。 为使氧化熔炼过程尽可能脱除硫（包括溶解在金属铅中的硫），有更多的 PbO生成是不可避免的，在操作上合理控制氧 /料比就成为直接熔炼的关键。 在理论上，可借助 PbSO 系硫势 — 氧势化学势图（图 41）进行讨论。 在图 41 中，横坐标和纵坐标分别代表 PbSO 系中的硫势和氧势，并用多相体系中硫的平衡分压和氧的平衡分压表示，其对数值分别为 lgPs2和 （折线）将该体系分成上下两个稳定区（又称优势区）。 上部 PbOPbSO4为熔盐，代表 PbS 氧化生成 11 的烧结焙烧产物。 在该区域，随着硫势或 SO2势增大，烧结产物中的硫酸盐增多；图下部为 Pb PbS 共晶物的稳定区，由于 Pb 和 PbS 的互溶度很大，因此在高温下溶解在金属铅中的 S 含量可在很大范围内变化。 如图所示，在低氧势、高硫势条件下，金属铅相中的硫可达 13%，甚至更高，这就形成了平衡于纵坐标的等硫量（ S%)线。 随着硫势降低，意味着粗铅中更多的硫被氧化生成 SO2进入气相。 在这里，用点实线（斜线）代表二氧化硫的等分压线（用 PSO2表示）。 等 PSO2线表示在多相体系中存在的平衡反应 1/2S2+O2=SO2. 在一定 PSO2下，体系中的氧势增大，则硫势降低。 反之亦然。 2 铅直接熔炼工艺流程 该法属于顶吹熔池熔炼技术 , 其炉体为圆筒形 , 内衬耐火材料 , 喷枪由顶部插入。 精矿、 熔剂、 粉煤等物料 , 通常经混合制粒后 , 由加料口加入炉内 (细料也可由喷枪直接加入炉内 ), 炉料被喷入的空气或富氧空气所氧化 , 熔炼产出的高铅渣进入第二段熔炉中 , 在有还原剂的条件下 , 由喷枪喷入空气 (或富氧空气 )及燃料燃烧供热 , 使高铅渣还原 , 产出粗铅。 该法的核心技术是顶吹喷枪系统。 该喷枪在 作业时通常置于渣层下面 , 但却能受冷渣层的保护而不损坏。 作业时 , 喷入的气体和反应产生的气体的作用使熔池中的熔体产生剧烈运动 , 从而加速反应进行。 铅精矿、熔剂、烟尘和含铅渣料等按配料比例充分混合并经制粒 12 后由皮带运输机从炉顶加料口送入炉子 , PbS 氧化反应所需的氧气和空气及燃油通过喷枪直接以旋涡状喷射到熔池渣层中 , 并使熔池剧烈搅动。 由于喷枪以漩涡状高速喷出气体 , 使炉料在高氧位的条件下和有限的空间内 , 进行气 固 液三相的充分接触和迅速反应 , 加速了冶炼过程的传热和传质速度 , 大大强化了炉内熔炼的氧化过程。 氧气由氧气站供给 , 纯度为 90%~93%。 操作温度一般控制在 1050℃ 左右。 熔炼过程中硫化铅和氧气反应生成氧化铅 , 硫化铅和氧化铅反应生成粗铅、 富铅渣和高浓度 SO2烟气。 ISA 熔炼炉产出的高浓度 SO2烟气通过余热锅炉回收余热、 收尘系统收尘后 , 送往硫酸车间制酸。 整个反应释放出大量的热 , 加入的炉料被迅速加热熔化并完成冶金过程的反应 , 所生成粗铅从排铅口排出 , 采用圆盘铸锭机浇铸后送电解精炼。 富铅渣由铸渣机铸成渣块 , 冷却后经重型槽式输送机送至鼓风炉车间进行还原熔炼。 工艺流程如图 11所示。 13 图 21艾萨 鼓风炉熔炼工艺流程 艾萨 鼓风炉炼铅工艺具有如下优点 : ⑴、 处理能力大 , 生产效率高。 在生产过程中 , 经摸索改进 , ISA 14 炉日处理量可提高到设计值的 170%左右 , 同时如果要继续提高处理能力。