氧氣底吹煉鉛法(Queneau-Schuhmann-Lurgiprocess (QSL))是指硫化鉛精礦與熔劑組成的爐料。在一個具有氧氣底吹的臥式迴轉反應器內進行吹氧熔煉和噴吹粉煤還原初渣，直接產出粗鉛的熔煉方法。爐料先在氧化區內用底吹噴槍噴氧氣氧化，產生含塵二氧化硫煙氣、一次粗鉛和富鉛爐渣，然後在還原區底部噴吹粉煤還原爐渣，產出含鉛鋅氧化物的煙氣、爐渣和二次粗鉛。二次粗鉛與一次粗鉛經出鉛口一道排出。
基本介紹
- 中文名：氧氣底吹煉鉛法
- 外文名：Queneau-Schuhmann-Lurgiprocess (QSL)
- 學科：冶金工程
- 領域：冶煉
- 範圍：鉛熔煉方法
- 簡稱：QSL
簡介,設備,工藝過程,工藝特點,
簡介
氧氣底吹煉鉛法(Queneau-Schuhmann-Lurgiprocess (QSL))是指硫化鉛精礦與熔劑組成的爐料。在一個具有氧氣底吹的臥式迴轉反應器內進行吹氧熔煉和噴吹粉煤還原初渣，直接產出粗鉛的熔煉方法。爐料先在氧化區內用底吹噴槍噴氧氣氧化，產生含塵二氧化硫煙氣、一次粗鉛和富鉛爐渣，然後在還原區底部噴吹粉煤還原爐渣，產出含鉛鋅氧化物的煙氣、爐渣和二次粗鉛。二次粗鉛與一次粗鉛經出鉛口一道排出。
此法是在美國奎瑙和舒曼教授提出的QS煉銅法的基礎上。由聯邦德國督奇公司開發的一項直接煉鉛新技術，故稱QSL法。1980年在聯邦德國的貝爾采留斯鉛鋅冶煉廠建設了一座日處理250t硫化鉛精礦的QSL示範廠。經過數年運行，證明此法具有熔煉效果好、對環境污染輕的優點，以後在加拿大、中國和韓國相繼建廠並投產。
設備
QSL設備主要由臥式迴轉反應器、制粒機、餘熱鍋爐和電收塵器組成。臥式迴轉反應器呈圓筒形，內襯格鎂磚，可迴轉90°。其熔池用隔牆分成氧化區和還原區兩部分。在氧化區底部設有氧氣噴槍和出鉛口，上部設有加料口。在還原區底部設有粉煤噴槍和出渣口。在側部也設有噴槍。
工藝過程
硫化鉛精礦和其他含鉛物料與熔劑等混合制粒後，加入臥式迴轉反應器，工業氧氣通過反應器底部噴槍吹入氧化區熔池。當氧化區熔池保持較高的氧勢、反應溫度約1223-1323K時，護料迅速熔解於氧化鉛活度高的熔體中，反應產出金屬鉛液，含氧化鉛高的渣及二氧化硫煙氣。金屬鉛液逆流至位於進粒端熔池底部的出鉛口放出。含氧化鉛高的鉛渣通過兩區隔牆的下孔進入還原區，在那裡被底部噴槍噴入的粉煤還原，溫度升至1423-1473K，含鉛低的爐渣順流至端部出渣口放出，還原出的鉛液也逆流至出鉛口放出，過程是連續進行的。金屬對爐渣及爐渣對煙氣為連續逆向流動，爐料通過臥式迴轉反應器即可直接煉得粗鉛。
煙氣含SO210%-20%，溫度約1273K，從氧化區排至垂直煙道中冷卻到1073K左右，然後送餘熱鍋爐及電收塵器。除塵後的二氧化硫煙氣用於制酸，收集的煙塵則返回配料。此法可處理含鉛30%-75%的爐料，亦可處理含少量鋅的鉛物料，但以終渣含鋅不超過15%為限。
熔煉過程中渣含鉛沿滬子長度呈規律性變化，在高氧勢區熔池的渣含鉛約40%。在還原末端的喳含鉛降到5%左右。臥式迴轉反應器的內襯壽命，當採用熔鑄鉻鎂磚內襯時可達2a,但噴嘴周圍的內襯較易損壞。
工藝特點
QSL主要有四方面特點：
(1)爐料的預處理過程簡單，省去了燒結焙燒作業，無需用返粉周轉稀釋爐料。所處理的固體粉料總量約為燒結焙燒物料量的三分之一，且輸送線距離短，輸送點數少，粉塵對環境的污染程度較傳統煉鉛法輕得多。
(2)採用工業氧氣熔煉過程產出的煙氣量只為傳統煉鉛法的1/4-1/5。含SO2濃度高，有利於制酸，煙氣對環境的污染程度也較傳統煉鉛法輕得多。
(3)在單獨的臥式迴轉反應器內實現一步連續煉鉛，能充分利用化學反應熱，煤耗低，不需優質焦炭。餘熱鍋爐產出的蒸汽相當於制氧站能耗的70%-80%，處理每噸乾精礦電耗約180kw·h，總能耗較傳統煉鉛法低。
(4)由於工藝流程簡短，所需設備及勞動力不多，生產費用和建設投資分別比傳統煉鉛法約低40%和30%-40%。
