鉛鋅一體化冶煉爐和及其回收鉛和鋅的方法

2023-05-15 10:31:56 1

專利名稱：鉛鋅一體化冶煉爐和及其回收鉛和鋅的方法
技術領域：
本發明涉及有色金屬冶金領域，尤其是涉及直接回收鉛、鋅的一體式鉛鋅一體化 冶煉爐及其方法。
背景技術：
在鉛冶煉的過程中，由於爐渣中含有氧化鉛和氧化鋅，不僅會造成對環境的汙染， 也會造成貴重金屬的浪費，因此有必要對其進行回收。在現有的回收方法中，通常是首先將熔融爐渣冷卻成鑄塊。接著，在以焦炭為燃料 的鼓風爐中對該鑄塊進行還原熔煉，以首先進行鉛的回收。然後，再將脫鉛後的低鉛渣送噴 吹粉煤的煙化爐中，以進一步地進行還原熔煉，從而回收其中的鋅。目前，世界上主要的鉛冶煉方法及裝置有澳大利亞的ISA/AUSMELT、德國的氧氣底 吹法(QSL)法、俄羅斯的「基夫賽特法」(Kivcet method)、中國的氧氣底吹法和旋渦柱閃速 熔煉法等。在這些鉛冶煉方法中，均為首先產出高鉛爐渣，然後再通過還原熔煉來分別進行 鉛和鋅的回收，其中鋅的回收均為在單獨的煙化爐中進行。但是，鋅在單獨的煙化爐中回收的缺點在於，流程長、能耗高、投資大，特別是因為 整個工藝流程在不同的設備之間進行，由此導致過程不連續，容易導致SO2和鉛蒸氣的洩漏 汙染及高溫熔體轉運過程中所導致的安全事故。

發明內容
有鑑於此，需要提供一種鉛鋅一體化冶煉爐，通過控制所述鉛鋅一體化冶煉爐的 還原氣氛，可以在該鉛鋅一體化冶煉爐中同時回收鉛和鋅，從而避免分別在煙化爐和鉛鋅 一體化冶煉爐中分別進行回收。進一步地，本發明需要提供一種鉛鋅一體化冶煉爐回收鉛和鋅的方法，所述方法 可以在單個爐體中完成對鉛和鋅的回收，減少工藝流程，降低生產成本。根據本發明的一方面，提供了一種鉛鋅一體化冶煉爐，包括反應塔；沉澱池，所 述沉澱池一體地設置在反應塔的下部，容納從反應塔中反應後落下的熔體，所述熔體在沉 澱池中被分成渣層和鉛層；至少一個還原池，所述還原池與沉澱池相鄰設置並通過分隔件 隔開，所述還原池與所述沉澱池底部流體連通；與所述還原池對應的至少一個還原劑供給 單元，所述還原劑供給單元設置在所述還原池的爐體上，以在所述還原池的溫度被保持在 預定的溫度範圍內時，向所述還原區內供給還原劑，所述還原劑的供給量使得還原池內的 渣層中的鉛和鋅被還原劑還原成金屬鉛和鋅，所述被還原的鉛進入鉛層，所述被還原的鋅 揮發至煙道內，並與其中的煙氣混合以得到含鋅煙氣；以及煙道，所述煙道與所述反應塔、沉澱池和還原池一體形成並流體連通，用於排出反應塔中所產生的煙氣。在本發明的上述方案中，通過在冶煉爐中設置至少一個還原池，並通過控制所述 還原池的還原氛圍，從而使得可以在還原池中一次完成鉛和鋅的回收，從而減少了工藝步 驟，同時減少分離工藝所導致的二氧化硫的洩漏，此外由於不需要單獨的煙化爐，從而極大地降低了成本。此外，由於將鉛、鋅的回收和鉛精礦的冶煉在一體化的冶煉爐中進行，從而 達到了節能、清潔和安全的目的，同時投資成本被降低。根據本發明的一個實施例，所述還原劑供給單元被形成為設置在還原池側壁上的 風眼，還原劑通過所述風眼被供給至還原池內。根據本發明的一個實施例，所述還原劑供給單元為設置在還原池頂部的頂吹噴槍，以將所述還原劑噴入所述渣層中。根據本發明的一個實施例，鉛鋅一體化冶煉爐進一步包括溫度保持單元，所述溫度保持單元設置在所述還原池的爐體上，以將所述還原池保持在預定的溫度範圍內。根據本發明的一個實施例，所述預定的溫度範圍為1100度-1300度。根據本發明的一個實施例，所述還原劑為粉煤、天然氣、液化石油氣、氨和乙炔中的至少一種。根據本發明的一個實施例，所述還原池通過在所述沉澱池內設置至少一個分隔件而形成，所述分隔件被構造成使得還原池和沉澱池底部彼此流體連通。根據本發明的一個實施例，所述沉澱池內設置有第一分隔件和第二分隔件，以形 成底部連通的沉澱池、第一還原池和第二還原池，所述第一還原池上設置有第一還原劑供 給單元；所述第二還原池上設置有第二還原劑供給單元，所述第一還原池用於還原渣層中 的鉛，所述第二還原池用於還原渣層中的鋅。根據本發明的一個實施例，所述分隔件形成為由耐火磚形成的隔牆，所述隔牆的 上部和下部分別設置有第一開口和第二開口，所述第一開口使得煙道、沉澱池的頂部和至 少一個沉澱池的頂部氣體連通，所述第二開口使得沉澱池和至少一個還原池底部流體連根據本發明的一個實施例，所述反應塔被構造成適於在其中進行閃速熔煉。根據本發明的一個實施例，所述沉澱池的一側設置有第一金屬排放口，用於通過 其排放所生成的鉛；位於所述鉛鋅一體化冶煉爐的另外一側的還原池形成有第二金屬排放 口 ；以及用於排放爐渣的爐渣排放口，所述爐渣排放口的設定高度高於所述金屬排放口的
設定高度。根據本發明的一個實施例，所述第一還原池中的還原劑的供給量不少於將渣層中 的氧化鉛還原為金屬鉛的還原劑量，所述第二還原池中的還原劑的供給量不少於將渣層中 的氧化鋅還原為金屬鋅的還原劑量。根據本發明的另一方面，提供了一種鉛鋅一體化冶煉爐回收鉛和鋅的方法，所述 鉛鋅一體化冶煉爐包括一體形成的反應塔、設置在所述反應塔下的沉澱池以及煙道，所述 沉澱池被分隔成熔煉區和浸沒吹煉還原區，所述熔煉區和浸沒吹煉還原區彼此連通，所述 方法包括如下步驟(1)將鉛精礦在反應塔內進行反應，且反應產生的熔體在沉澱池中分 成渣層和鉛層；(2)在將浸沒吹煉還原區的溫度保持在1100度-1300度的情況下，向浸沒 吹煉還原區內供給還原劑，所述還原劑的供給量使得所述浸沒吹煉還原區內的鉛和鋅被直 接還原，所述鋅揮發至煙道內，並與其中的煙氣混合以得到含鋅煙氣；以及(3)通過沉澱池 的鉛層回收鉛，同時通過煙道排放的所述步驟(2)中所得到的含鋅煙氣以回收鋅。根據本發明的上述方法，通過在鉛鋅一體化冶煉爐中控制還原氣氛，並在還原池 中實現氧化鉛被還原生成金屬鉛進入液相，氧化鋅被還原生成金屬鋅，並揮發進入氣相，從而達到一次回收鉛、鋅，達到了節能的目的，避免了環境汙染、提高了生產的安全並減少了 建設投資。根據本發明的一個實施例，所述浸沒吹煉還原區的溫度被保持在1200度-1300度。根據本發明的一個實施例，所述還原劑為粉煤、天然氣、液化石油氣、氨和乙炔中 的至少一種。本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發明的實踐了解到。


本發明的上述和/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中圖1顯示了根據本發明的一個實施例的鉛鋅一體化冶煉爐的示意圖；圖2顯示了根據本發明的另一個實施例的鉛鋅一體化冶煉爐的示意圖；圖3顯示了沿著圖1中B-B的剖視圖；以及圖4顯示了根據本發明的一個實施例的鉛鋅一體化冶煉爐回收鉛和鋅的方法的 流程圖。
具體實施例方式下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，僅用於解釋本發明，而不能解釋為對本發明的限制。下面將參照附圖來說明根據本發明的鉛鋅一體化冶煉爐及其方法。第一實施例圖1顯示了根據本發明的一個實施例的鉛鋅一體化冶煉爐100的示意圖。如圖1 中所示，根據本發明的一個實施例，該鉛鋅一體化冶煉爐100包括反應塔1 ；沉澱池2，所 述沉澱池2 —體地設置在反應塔1的下部，容納從反應塔1中反應後落下的熔體，所述熔 體在沉澱池2中被分成渣層21和鉛層22 ；還原池3，所述還原池3與沉澱池2相鄰設置並 通過分隔件4隔開，所述還原池3與所述沉澱池2底部流體連通；與所述還原池3對應的 還原劑供給單元5，所述還原劑供給單元5設置在所述還原池3的爐體上，以在所述還原池3的溫度被保持在預定的溫度範圍內時，向所述還原池3內供給還原劑，所述還原劑的供給 量使得還原池3內的渣層中的鉛和鋅被還原劑還原成金屬鉛和鋅，所述被還原的鉛進入鉛 層，所述被還原的鋅揮發至煙道內，並與其中的煙氣混合以得到含鋅煙氣；以及煙道6，所 述煙道6與所述反應塔1、沉澱池2和還原池3 —體形成並流體連通，用於排出反應塔中所 產生的煙氣，其中被還原的鋅在還原池3內被蒸發，並通過煙道6排出。根據本發明的一個實施例，所述反應塔1被構造成適於在其中進行閃速熔煉。但 是需要說明的是，本發明不限於此，所述反應塔1可以被構造成採用其他的熔煉方式，由此 下述的閃速熔煉僅限於說明的目的，而不是為了限制本發明的保護範圍。在本發明的上述方案中，通過在冶煉爐中設置至少一個還原池3，並通過控制所述還原池3的還原氣氛，即還原池3內的溫度和還原劑水平，從而使得可以在還原池3中一次 完成鉛和鋅的回收，從而減少了工藝步驟，同時減少分離工藝所導致的二氧化硫的洩漏，此 外由於不需要單獨的煙化爐，從而極大地降低了成本。此外，由於將鉛、鋅的回收和鉛精礦 的冶煉在一體化的冶煉爐中進行，從而達到了節能、清潔和安全的目的，同時投資成本被降 低。
如圖1中所示，所述還原劑供給單元被形成為設置在還原池3側壁上的風眼5，還 原劑通過所述風眼5被供給至還原池3內。所述還原劑可以為粉煤、天然氣、液化石油氣、 氨和乙炔中的至少一種。由於粉煤的商業可獲取性以及便宜的成本，在本發明中優選使用 粉煤。可選地，所述還原劑供給單元可以為設置在還原池3頂部的頂吹噴槍(未示出)， 以將例如粉煤的還原劑噴入還原池3的所述渣層51中。可選地，所述還原劑供給單元也可 以設置成位於還原池3的底部的底吹噴嘴(未示出)，以將例如粉煤的還原劑噴入還原池3 的所述渣層51中。根據本發明的一個實施例，所述鉛鋅一體化冶煉爐100進一步包括溫度保持單 元7，如圖3中所示，所述溫度保持單元7設置在所述還原池3的爐體頂部上，以將所述還 原池3保持在預定的溫度範圍內。根據本發明的一個實施例，所述預定的溫度範圍為1100 度-1300度。根據本發明的一個實施例，所述預定的溫度範圍為1200度-1300度。根據本發明的一個實施例，所述還原池3可以被單獨提供且與所述沉澱池2相鄰 設置。根據本發明的一個實施例，所述還原池3通過在所述沉澱池2內設置分隔件4而形 成，所述分隔件4被構造成使得還原池3和沉澱池2底部彼此流體連通。圖1中顯示了具 有一個分隔件4。圖3顯示了沿著圖1中B-B的剖視圖。如圖3中所示，根據本發明的一個 實施例，所述分隔件4形成為由耐火磚形成的隔牆，所述隔牆的上部和下部分別設置有第 一開口 41和第二開口 42，所述第一開口使得煙道6、沉澱池2的頂部和還原池3的頂部氣 體連通，從而使得在整個鉛鋅一體化冶煉爐100中冶煉鉛精礦的過程中，可以將所產生的 氣體順利傳輸到外部，所述第二開口使得沉澱池2和還原池3底部流體連通，從而可以將反 應塔1中反應所產生的渣層21和鉛層22傳送到還原池3內，並沉澱以形成渣層51和鉛層 52。根據本發明的一個實施例，所述沉澱池2的一側設置有第一金屬排放口 23，用於 通過其排放所生成的鉛；位於所述鉛鋅一體化冶煉爐100的另外一側的還原池3形成有第 二金屬排放口 54 ；以及用於排放爐渣的爐渣排放口 53，所述爐渣排放口 53的設定高度高於 所述第二金屬排放口 54的設定高度，這是因為渣層51的密度小於鉛層52的密度。在工作時，通過將鉛精礦從反應塔1的頂部加入到該鉛鋅一體化冶煉爐100內以 進行閃速熔煉，反應後的熔體落入沉澱池2中，並流入到還原池3中，通過設置在所述還原 池的爐體上的溫度保持單元(例如燃油噴嘴)而將還原池3內的溫度保持在1100度至1300 度的範圍內，此時通過向風眼5中送入粉煤或者其他還原劑，該還原劑的量控制成讓渣層 51中的氧化鉛和氧化鋅被還原成金屬鉛和鋅。根據本發明的一個實施例，所述溫度可以保 持在1200度至1300度的範圍之內。被還原的鉛熔入到鉛層52中，而鋅被揮發成氣相，進 入煙道6中的煙氣內(如圖1中的實線箭頭所示)，並進行後續的回收。可選地，所述還原 劑也可以採用頂吹噴嘴或者底吹噴嘴送入到還原池3中。
經過還原之後的渣層51通過爐渣排放口 53被直接排放。在該實施例中，需要說 明的是，所述渣層51中的氧化鉛和氧化鋅被同時還原成金屬鉛和金屬鋅，這是通過供給還 原劑的量來保證，所述還原劑的供給量不少於將渣層中的氧化鉛還原成金屬鉛以及將渣層 中的氧化鋅還原成金屬鋅所需的還原劑的量。第二實施例圖2顯示了根據本發明的另一個實施例的鉛鋅一體化冶煉爐200的示意圖。該 鉛鋅一體化冶煉爐200包括反應塔1 ；沉澱池2，所述沉澱池2 —體地設置在反應塔1的 下部，容納從反應塔1中反應後落下的熔體，所述熔體在沉澱池2中被分成渣層21和鉛層 22 ；還原池31、32，所述還原池31、32與沉澱池2相鄰設置並通過分隔件41、42隔開，所述 還原池31、32與所述沉澱池2的底部流體連通；與所述還原池31、32對應的還原劑供給單 元401、402，所述還原劑供給單元401、402分別設置在所述還原池31、32的爐體上，以在所 述還原池31、32的溫度被保持在預定的溫度範圍內時，向所述還原池31、32內供給還原劑， 所述還原劑的供給量使得還原池31、32內的渣層中的鉛和鋅被還原劑還原成金屬鉛和鋅， 所述被還原的鉛進入鉛層，所述被還原的鋅揮發至煙道內，並與其中的煙氣混合以得到含 鋅煙氣；以及煙道6，所述煙道6與所述反應塔1、沉澱池2和還原池31、32 —體形成並流體 連通，用於排出反應塔1中所產生的煙氣，其中被還原的鋅在還原池32內被蒸發，並通過煙 道6排出。根據本發明的一個實施例，所述反應塔1被構造成適於在其中進行閃速熔煉。但 是需要說明的是，本發明不限於此，所述反應塔1可以被構造成採用其他的熔煉方式，由此 下述的閃速熔煉僅限於說明的目的，而不是為了限制本發明的保護範圍。在本發明的上述 方案中，通過在冶煉爐中設置還原池31、32，並通過分別控制所述還原池31、32的還原氛 圍，從而使得可以在鉛鋅一體化冶煉爐200中一次完成鉛和鋅的回收，從而減少了工藝步 驟，同時減少分離工藝所導致的二氧化硫的洩漏，此外由於不需要單獨的煙化爐，從而極大 地降低了成本。此外，由於將鉛、鋅的回收和鉛精礦的冶煉在一體化的冶煉爐中進行，從而 達到了節能、清潔和安全的目的，同時投資成本被降低。根據本發明的一個實施例，所述還原池31、32可以單獨提供並與沉澱池2相鄰設 置。根據本發明的一個實施例，所述沉澱池2內設置有第一分隔件41和第二分隔件42，以 形成底部連通的沉澱池2、第一還原池31和第二還原池32，從而所述第一還原池31、第二還 原池32以及沉澱池2 —體形成。所述第一還原池31上可以設置有第一還原劑供給單元； 所述第二還原池32上可以設置有第二還原劑供給單元，所述第一還原池31可以用於還原 渣層中的鉛，所述第二還原池32可以用於還原渣層中的鋅。具體而言，如圖2中所示，所述第一、第二還原劑供給單元可以被形成為設置在還 原池31、32側壁上的風眼401、402，還原劑通過所述風眼401、402被供給至還原池31、32 內。所述還原劑可以為粉煤、氫氣、天然氣中的至少一種。由於粉煤的商業可獲取性以及便 宜的成本，在本發明中優選使用粉煤。可選地，所述還原劑供給單元也可以設置成位於還原池3的底部的底吹噴嘴(未示出)，以將例如粉煤的還原劑分別噴入第一、第二還原池31、32的所述渣層311、51中，以 進行還原反應。可選地，所述還原劑供給單元可以為設置在還原池3頂部的頂吹噴槍(未 示出)，以將例如粉煤的還原劑噴入第一、第二還原池31、32的所述渣層311、51中，以進行還原反應。根據本發明的一個實施例，所述鉛鋅一體化冶煉爐200進一步包括溫度保持單 元，如圖3中所示，所述溫度保持單元分別設置在所述還原池31、32的爐體頂部上，以將所 述還原池3保持在預定的溫度範圍內。根據本發明的一個實施例，所述預定的溫度範圍為 1100度-1300度。根據本發明的一個實施例，所述預定的溫度範圍為1200度-1300度。根據本發明的一個實施例，所述沉澱池2的一側設置有第一金屬排放口 23，用於 通過其排放所生成的鉛；位於所述鉛鋅一體化冶煉爐200的另外一側的還原池32形成有第 二金屬排放口 54 ；以及用於排放爐渣的爐渣排放口 53，所述爐渣排放口 53的設定高度高於 所述第二金屬排放口 54的設定高度，這是因為渣層51的密度小於鉛層52的密度。在工作時，通過將鉛精礦從反應塔1的頂部加入到該鉛鋅一體化冶煉爐200內以 進行閃速熔煉，反應後的熔體落入沉澱池2中，並分別流入到還原池31、32中，通過設置在 所述還原池31、32的爐體上的溫度保持單元(例如燃油噴嘴)而將還原池31、32內的溫度 保持在1100度至1300度的範圍內，此時通過向風眼401、402中送入粉煤或者其他還原劑。 此處，可以供給例如粉煤的還原劑至還原池31中的渣層311，該還原劑的供給量 以及還原池31內的溫度只需保證使得渣層311中的鉛被首先還原。接著被還原之後的渣層流入到還原池32中之後，通過風眼402供給例如粉煤的還 原劑，該還原劑的供給量控制成讓渣層中的鋅被還原，且所述還原池32內的溫度控制成使 得還原後的金屬鋅被揮發成氣相以通過煙道進行後續回收。根據本發明的一個實施例，所 述溫度可以為1200度-1300度。可選地，在還原池31、323中可以分別通過風眼401、402而供給的還原劑的供給量 能夠將渣層311、51中的氧化鉛和氧化鋅均被還原成金屬鉛和鋅。根據本發明的一個實施 例，所述溫度可以保持在1200度至1300度的範圍之內。被還原的鉛熔入到鉛層52中，而 鋅被揮發成氣相，進入煙道6中的煙氣內(如圖2中的實線箭頭所示)，並進行後續的回收。 可選地，所述還原劑也可以採用頂吹噴嘴或者底吹噴嘴送入到還原池31、32中。還原池32中經過還原之後的渣層51通過爐渣排放口 53被直接排放。下面將描述根據本發明的一個實施例的鉛鋅一體化冶煉爐回收鉛和鋅的方法。圖 4顯示了根據本發明的一個實施例的鉛鋅一體化冶煉爐回收鉛和鋅的方法的流程圖。所述 鉛鋅一體化冶煉爐100如上所述，可以包括一體形成的反應塔1、設置在所述反應塔1下的 沉澱池2以及煙道6。所述沉澱池2被分隔成熔煉區和浸沒吹煉還原區(分別對應於上述 方案中的沉澱池和還原池)，所述熔煉區和浸沒吹煉還原區彼此連通，所述方法包括如下步 驟(1)將鉛精礦在反應塔內進行反應，且反應產生的熔體在沉澱池2中分成渣層和 鉛層；(步驟S100)(2)在將浸沒吹煉還原區的溫度保持在1100度-1300度的情況下，向浸沒吹煉 還原區內供給還原劑，所述還原劑的供給量使得所述浸沒吹煉還原區內的鉛和鋅被直接還 原，所述鋅揮發至煙道內，並與其中的煙氣混合以得到含鋅煙氣(步驟S200)；以及(3)通過沉澱池2的鉛層回收鉛，同時通過煙道排放的所述步驟(S200)中所得到 的含鋅煙氣以回收鋅(步驟S 300)。根據本發明的上述方法，通過在鉛鋅一體化冶煉爐100中控制還原氣氛，並在還原池3中實現氧化鉛被還原生成金屬鉛進入液相，氧化鋅被還原生成金屬鋅，並揮發進入 氣相，從而達到一次回收鉛、鋅，達到了節能的目的，避免了環境汙染、提高了生產的安全並 減少了建設投資。根據本發明的一個實施例，所述浸沒吹煉還原區的溫度被保持在1200度-1300 度。根據本發明的一個實施例，所述還原劑為粉煤、天然氣、液化石油氣、氨和乙炔中的至少一種。本發明的上述方法的優點在於，通過提供一種鉛鋅一體化冶煉爐渣直接回收鉛和 鋅的方法，實現短流程和連續化，並在一體化的密閉裝置中完成，從而節能、清潔生產、安全 生產，同時投資低。實例 下面以中國雲南某廠實驗型鉛鋅一體化冶煉爐(年產粗鉛3萬噸/年)為示例來 描述上述鉛鋅一體化冶煉爐渣直接回收鉛和鋅的技術，所述實驗型鉛鋅一體化冶煉爐使用 的鉛精礦成份如下Pb 50%, S 18%, Zn 3%, Cu 0. 5%, Fe 15%, Ag 3000g/t。具體工藝步驟如下(1)將乾燥前含水8%，乾燥後含水0. 3%的粉狀硫化鉛精礦與送風含氧90%，送 風溫度25°C的氧氣一起由噴嘴(未示出)噴入高溫的反應塔1中，旋渦爐反應塔內徑3. Om, 高度6. 5m。控制氧氣的輸入量，使得硫化鉛的氧化率為60%，完成硫化鉛的氧化過程，生成 的熔體飄落在反應塔2下方的沉澱池3中；(2)通過還原池3的側壁上所形成的風眼5向還原池3中供給粉煤，同時將還原池 3內的溫度控制在1250度；(3)粗鉛和爐渣在沉澱池2、還原池3中澄清分層後分別從爐渣排放口 53、第一金 屬排放口 23和第二金屬排放口 54排出；爐渣含鉛4%，含鋅量為0. 45%，可直接丟棄；(4)煙氣含二氧化硫20%，經煙道6進入餘熱鍋爐，最後送回收硫的裝置之後，送 入回收鋅的裝置以回收鋅，捕集的煙塵含鋅60%。從上述的實驗結果顯示，利用根據本發明的鉛鋅一體回收裝置以及方法，不僅獲 得粗鉛的工藝流程被縮短、而且減少了二氧化硫的洩漏，避免使用煙化爐來單獨回收鋅，從 而極大地降低了工廠的初始投資。儘管參照本發明的多個示意性實施例對本發明的具體實施方式
進行了詳細的描 述，但是必須理解，本領域技術人員可以設計出多種其他的改進和實施例，這些改進和實施 例將落在本發明原理的精神和範圍之內。具體而言，在前述公開、附圖以及權利要求的範圍 之內，可以在零部件和/或者從屬組合布局的布置方面作出合理的變型和改進，而不會脫 離本發明的精神。除了零部件和/或布局方面的變型和改進，其範圍由所附權利要求及其 等同物限定。
權利要求
一種鉛鋅一體化冶煉爐，包括反應塔；沉澱池，所述沉澱池一體地設置在反應塔的下部，容納從反應塔中反應後落下的熔體，所述熔體在沉澱池中被分成渣層和鉛層；至少一個還原池，所述還原池與沉澱池相鄰設置並通過分隔件隔開，所述還原池與所述沉澱池底部流體連通；與所述還原池對應的至少一個還原劑供給單元，所述還原劑供給單元設置在所述還原池的爐體上，以在所述還原池的溫度被保持在預定的溫度範圍內時，向所述還原池內供給還原劑，所述還原劑的供給量使得還原池內的渣層中的鉛和鋅被還原劑還原成金屬鉛和鋅，所述被還原的鉛進入鉛層，所述被還原的鋅揮發至煙道內，並與其中的煙氣混合以得到含鋅煙氣；以及煙道，所述煙道與所述反應塔、沉澱池和還原池一體形成並流體連通，用於排出反應塔中所產生的煙氣。
2.根據權利要求1所述的鉛鋅一體化冶煉爐，其特徵在於，所述還原劑供給單元被形 成為設置在還原池側壁上的風眼，還原劑通過所述風眼被供給至還原池內。
3.根據權利要求1所述的鉛鋅一體化冶煉爐，其特徵在於，所述還原劑供給單元為設 置在還原池頂部的頂吹噴槍，以將所述還原劑噴入所述渣層中。
4.根據權利要求1所述的鉛鋅一體化冶煉爐，進一步包括溫度保持單元，所述溫度保 持單元設置在所述還原池的爐體上，以將所述還原池保持在預定的溫度範圍內。
5.根據權利要求4所述的鉛鋅一體化冶煉爐，其特徵在於，所述預定的溫度範圍為 1100 度-1300 度。
6.根據權利要求1所述的鉛鋅一體化冶煉爐，其特徵在於，所述還原劑為粉煤、天然 氣、液化石油氣、氨、乙炔中的至少一種。
7.根據權利要求1所述的鉛鋅一體化冶煉爐，其特徵在於，所述還原池通過在所述沉 澱池內設置至少一個分隔件而形成，所述分隔件被構造成使得還原池和沉澱池底部彼此流 體連通。
8.根據權利要求7所述的鉛鋅一體化冶煉爐，其特徵在於，所述沉澱池內設置有第一 分隔件和第二分隔件，以形成底部連通的沉澱池、第一還原池和第二還原池，所述第一還原 池上設置有第一還原劑供給單元；所述第二還原池上設置有第二還原劑供給單元，所述第 一還原池用於還原渣層中的鉛，所述第二還原池用於還原渣層中的鋅。
9.根據權利要求1所述的鉛鋅一體化冶煉爐，其特徵在於，所述分隔件形成為由耐火 磚形成的隔牆，所述隔牆的上部和下部分別設置有第一開口和第二開口，所述第一開口使 得煙道、沉澱池的頂部和至少一個還原池的頂部氣體連通，所述第二開口使得沉澱池和至 少一個還原池底部流體連通。
10.根據權利要求1所述的鉛鋅一體化冶煉爐，其特徵在於，所述反應塔被構造成適於 在其中進行閃速熔煉。
11.根據權利要求1所述的鉛鋅一體化冶煉爐，其特徵在於，所述沉澱池的一側設置有第一金屬排放口，用於通過其排放所生成的鉛；位於所述鉛鋅一體化冶煉爐的另外一側的還原池形成有第二金屬排放口 ；以及用於排放爐渣的爐渣排放口，所述爐渣排放口的設定高度高於所述第二金屬排放口的 設定高度。
12.根據權利要求1所述的鉛鋅一體化冶煉爐，其特徵在於，所述還原劑的供給量不少 於將渣層中的氧化鉛還原成金屬鉛以及將渣層中的氧化鋅還原成金屬鋅所需的還原劑的量。
13.根據權利要求8所述的鉛鋅一體化冶煉爐，其特徵在於，所述第一還原池中的還原 劑的供給量不少於將渣層中的氧化鉛還原為金屬鉛的還原劑量，所述第二還原池中的還原 劑的供給量不少於將渣層中的氧化鋅還原為金屬鋅的還原劑量。
14.一種鉛鋅一體化冶煉爐回收鉛和鋅的方法，所述鉛鋅一體化冶煉爐包括一體形成 的反應塔、設置在所述反應塔下的沉澱池以及煙道，所述沉澱池被分隔成熔煉區和浸沒吹 煉還原區，所述熔煉區和浸沒吹煉還原區彼此連通，所述方法包括如下步驟(1)將鉛精礦在反應塔內進行反應，且反應產生的熔體在沉澱池中分成渣層和鉛層；(2)在將浸沒吹煉還原區的溫度保持在1100度-1300度的情況下，向浸沒吹煉還原區 內供給還原劑，所述還原劑的供給量使得所述浸沒吹煉還原區內的鉛和鋅被直接還原，所 述鋅揮發至煙道內，並與其中的煙氣混合以得到含鋅煙氣；以及(3)通過沉澱池的鉛層回收鉛，同時通過煙道排放的所述步驟(2)中所得到的含鋅煙 氣以回收鋅。
15.根據權利要求14所述的方法，其特徵在於，所述浸沒吹煉還原區的溫度被保持在 1200 度-1300 度。
16.根據權利要求15所述的方法，其特徵在於，所述還原劑為粉煤、天然氣、液化石油 氣、氨和乙炔中的至少一種。
17.根據權利要求14所述的方法，其特徵在於，所述還原劑的供給量不少於將渣層中 的氧化鉛還原成金屬鉛以及將渣層中的氧化鋅還原成金屬鋅所需的還原劑的量。
全文摘要
本發明公開了一種鉛鋅一體化冶煉爐，包括反應塔；沉澱池，沉澱池一體地設置在反應塔的下部；至少一個還原池，還原池與沉澱池相鄰設置並通過分隔件隔開，還原池與沉澱池底部流體連通；與所述還原池對應的至少一個還原劑供給單元，還原劑的供給量使得還原池內的渣層中的鉛和鋅被還原劑還原成金屬鉛和鋅，被還原的鉛進入鉛層，被還原的鋅揮發至煙道內，並與其中的煙氣混合以得到含鋅煙氣；以及煙道，煙道用於排出反應塔中所產生的煙氣，其中被還原的鋅在還原池內被蒸發，並通過煙道排出。本發明進一步公開了一種鉛鋅一體化冶煉爐回收鉛和鋅的方法。根據本發明的鉛鋅一體化冶煉爐和方法，可以縮短鉛冶煉流程、實現連續化生產，並降低了生產的成本。
文檔編號C22B13/02GK101838744SQ201010192488
公開日2010年9月22日 申請日期2010年6月1日 優先權日2010年6月1日
發明者張文海, 王吉坤, 章曉波, 董英 申請人:中國瑞林工程技術有限公司;雲南冶金集團股份有限公司