專利名稱：用于液態粗鉛連續除銅的裝置及方法
技術領域：
本發明涉及一種有色冶煉領域粗鉛火法精煉中除銅的裝置及方法，尤其涉及一種用于液態粗鉛連續除銅的裝置及方法。
背景技術：
對于鉛冶煉工業，粗鉛精煉一般采用火法精煉與電解精煉兩種方法，無論采用哪種方法，粗鉛均需經過火法除銅工序。目前除銅一般采用加硫除銅與熔析除銅兩種方法，兩種方法都可采用間斷與連續兩種作業方式。間斷作業一般在除銅鍋內完成，連續作業一般在反射爐式除銅爐內完成。目前，國內廠家粗鉛精煉一般采用電解精煉，除銅操作一般是在除銅鍋內間斷作、業。先將粗鉛加入除銅鍋內重熔，然后加入硫磺、松香及鋸沫等攪拌，并降溫熔析除銅。除銅后粗鉛澆鑄為陽極板轉電解精煉，銅浮渣轉至銅浮渣處理工序回收其中的鉛與銅。這種在除銅鍋內間斷作業的除銅工藝存在能源浪費、鉛直收率低、不易實現自動化、勞動環境差等缺點。前蘇聯齊姆肯特煉鉛廠、烏斯奇-卡紹諾戈爾斯克鉛鋅聯合金業，澳大利亞皮里港冶煉廠采用連續除銅工藝，通過使鉛液在熔池中保持適當的溫度梯度，使銅析出，并通過加入純堿、鐵屑、焦炭及硫化劑黃鐵礦或高品位鉛精礦)生成銅锍與爐渣。連續除銅操作均采用反射爐爐型，粗鉛連續除銅工藝有著一定的優越性，提高了鉛的直收率，能夠實現操作的自動化，勞動條件有所改善，但是現存的連續除銅工藝均采用反射爐式除銅爐，一方面為了保證熔池高溫造锍熔煉充分完成，大量鉛液同時被加熱至較高溫度，耗費大量熱源，一方面又需要對高溫鉛液降溫使銅析出，在熔池內自上而下保持很高的溫度梯度，仍存在能耗大、能源浪費的缺點。
發明內容
本發明的目的在于克服原有粗鉛除銅裝置及方法存在的不足而提供一種液態粗鉛連續除銅的裝置及在這種裝置中實現連續除銅的方法，該方法具有節約能源、環保效果好、鉛直收率高、自動化程度高、勞動強度低的優點。本發明所采用的技術方案
一種用于液態粗鉛連續除銅的裝置，包括鍋體、罩在整個鍋體上面的煙罩，在煙罩頂面上固定安裝有攪拌機，攪拌機的攪拌槳伸入鍋體的鉛液中，攪拌機的傳動裝置設置在煙罩外；鍋體的內部由擋板分為攪拌反應區和降溫熔析區，攪拌反應區和降溫熔析區下部隔開上部連通，鉛液和銅浮渣可由攪拌反應區通過擋板上邊溢流進入降溫熔析區的上部；攪拌反應區上方的煙罩端部設有進料口，降溫熔析區上方的煙罩端部設有出煙口，鍋體的降溫熔析區端部設有扒渣口，該端部的鍋體側面設有放鉛口 ；在降溫熔析區上方的煙罩兩側面上固定安裝有撥渣機，撥渣機的傳動裝置設置在煙罩外，用來撥動鉛液面上漂浮的銅浮渣的撥渣機的撥渣葉片伸入銅浮渣層，使銅浮渣向扒渣口方向集中；在降溫熔析區的鍋體兩側邊上采用無縫鋼管焊接有用來對鉛液冷卻降溫的冷卻水管；在鍋體側面的放鉛口處的鍋體邊上設置有虹吸放鉛管的上口，該虹吸放鉛管的上口與放鉛口連通，虹吸放鉛管下口伸到鍋體的底部，確保放鉛口流出的鉛來自鍋體底部。所述虹吸放鉛管的下口附近安裝有溫度傳感器。所述的鍋體和煙罩由鋼板焊接而成，鍋體為長條形鋼制容器。一種利用上述所述的用于液態粗鉛連續除銅的裝置進行液態粗鉛連續除銅的方法，其步驟如下
首先，將來自粗鉛冶金爐的溫度在600°C以上的液態粗鉛通過溜槽連續從進料口進入用于液態粗鉛連續除銅的裝置，同時從進料口連續加入除銅劑；
然后，通過攪拌機的攪拌使得進入的液態粗鉛和除銅劑充分接觸并發生反應，使粗鉛 中的銅轉變為Cu2S，粗鉛中化合態鉛轉化為單質鉛，反應完后的鉛液與鉛液表面的銅浮渣從隔板上邊連續溢流到降溫熔析區的上部；
其次，通過向在安裝于降溫熔析區中部的冷卻水管中連續通入冷卻水，在流動的冷卻水的作用下，鉛液溫度降低并向鍋底下沉，同時熔解在鉛液中的銅及其化合物從鉛液中析出，上浮成為銅浮渣，經降溫熔析的鉛液通過虹吸出鉛管從放鉛口連續放出。所述的除銅劑為鋸沫、硫化鉛或氧化鉛，加入比例與常規除銅工藝相同，即鋸沫加入量為每噸液態熱鉛2(T30Kg，硫化鉛或氧化鉛的加入量根據液態粗鉛中含銅量按銅與硫、銅與氧的摩爾數2 3 1比例加入。所述的冷卻水管中連續通過溫度不大于40°C的冷卻水，將水管外的鉛液冷卻降溫，鉛液中的含銅雜質從鉛液中析出上浮，進入銅浮渣，鉛液面上保持15(T200mm厚銅浮渣層，撥渣機撥動銅浮渣，使銅浮渣向扒渣口集中，由扒渣機從扒渣口扒出，煙罩內的保持低于大氣壓50-100Pa的壓強，煙氣從出煙口排出，收塵后排空。所述虹吸出鉛管下口附近的鉛液溫度控制在35(T420°C范圍內，通過調節冷卻水管內流過的冷卻水量來控制流出鉛液的溫度。所述冷卻水管中的冷卻水采用循環利用的軟化水。本發明具有如下有益效果
I、本發明將粗鉛冶金爐產出的液態粗鉛直接引入用于液態粗鉛連續除銅的裝置(也稱為液態粗鉛連續除銅鍋)內實現連續除銅，產出固態銅浮渣和除銅后的鉛液，除銅過程中只對鉛液降溫，不需對裝置進行加熱，所以節能效果明顯。2、本發明只對鉛液降溫，鉛液面上保持較厚的銅浮渣層能最大限度減少鉛的揮發損失，扒出的銅浮渣中基本不含液鉛，顯著降低銅浮渣中鉛的損失，所以本發明中鉛的直收率可明顯提聞。3、本發明作業連續、參數穩定，易于實現自動化，降低勞動強度。4、本發明的裝置可以很好地密封，能大大改善操作環境，減少環境污染。
圖I是本發明液態粗鉛連續除銅鍋的主視圖。圖2是本發明液態粗鉛連續除銅鍋的側視圖。圖3是本發明液態粗鉛連續除銅鍋的俯視圖。
具體實施方式
如圖1、2、3所示，用于液態粗鉛連續除銅的裝置，包括鍋體I、罩在整個鍋體I上面的煙罩2，鍋體I和煙罩2由鋼板焊接而成，鍋體為長條形鋼制容器，在煙罩2頂面上固定安裝有攪拌機3，攪拌機3的攪拌槳伸入鍋體的鉛液中，攪拌機3的傳動裝置設置在煙罩外；鍋體I的內部由擋板14分為攪拌反應區15和降溫熔析區13，攪拌反應區15和降溫熔析區13下部隔開上部連通，鉛液和銅浮渣可由攪拌反應區15通過擋板14上邊溢流進入降溫熔析區13的上部；攪拌反應區 15上方的煙罩端部設有進料口 10，降溫熔析區13上方的煙罩端部設有出煙口 12，鍋體I的降溫熔析區13端部設有扒渣口 7，該端部的鍋體側面設有放鉛口5 ;在降溫熔析區13上方的煙罩兩側面上固定安裝有撥渣機4，撥渣機4的傳動裝置設置在煙罩外，用來撥動鉛液面上漂浮的銅浮渣的撥渣機4的撥渣葉片伸入銅浮渣層，使銅浮渣向扒渣口方向集中；在降溫熔析區13的鍋體兩側邊上采用無縫鋼管焊接有用來對鉛液冷卻降溫的冷卻水管8 ;在鍋體側面的放鉛口 5處的鍋體邊上設置有虹吸放鉛管6的上口，該虹吸放鉛管6的上口與放鉛口連通，虹吸放鉛管6下口伸到鍋體I的底部，確保放鉛口流出的鉛來自鍋體底部，在虹吸放鉛管6的下口附近安裝有溫度傳感器9，以便于隨時監測和觀察鍋體底部的鉛液溫度。一種利用所述的用于液態粗鉛連續除銅的裝置進行液態粗鉛連續除銅的方法，包括以下步驟
首先，將來自粗鉛冶金爐的溫度在600°C以上的液態粗鉛通過溜槽連續從進料口 10進入用于液態粗鉛連續除銅的裝置，同時從進料口 10連續加入除銅劑，除銅劑為鋸沫、硫化鉛或氧化鉛，加入比例與常規除銅工藝相同，即鋸沫加入量為每噸液態熱鉛2(T30Kg，硫化鉛或氧化鉛的加入量根據液態粗鉛中含銅量按銅與硫、銅與氧的摩爾數2 3 1比例加入；然后，通過攪拌機3的攪拌使得進入的液態粗鉛和除銅劑充分接觸并發生反應，使粗鉛中的銅轉變為Cu2S，粗鉛中化合態鉛轉化為單質鉛，反應完后的鉛液與鉛液表面的銅浮渣從隔板上邊連續溢流到降溫熔析區的上部；
其次，通過向在安裝于降溫熔析區13中部的冷卻水管8中連續通入溫度不大于40°C的冷卻水，在流動的冷卻水的作用下，冷卻水管8外的鉛液溫度降低并向鍋底下沉，經降溫熔析的鉛液溫度在350-420°C，并通過虹吸出鉛管6從放鉛口連續放出，同時熔解在鉛液中的銅及其化合物從鉛液中析出，上浮成為銅浮渣鉛液面上保持15(T200mm厚銅浮渣層，撥渣機撥動銅浮渣，使銅浮渣向扒渣口集中，由扒渣機從扒渣口扒出，煙罩內的保持低于大氣壓50-100Pa的壓強，煙氣從出煙口排出，收塵后排空。上述的冷卻水管8中的冷卻水采用循環利用的軟化水。實施例I :
一種利用所述的用于液態粗鉛連續除銅的裝置進行液態粗鉛連續除銅的方法，包括以下步驟
首先，將來自粗鉛冶金爐的溫度在600°C以上的液態粗鉛通過溜槽連續從進料口 10進入用于液態粗鉛連續除銅的裝置，同時從進料口 10連續加入鋸沫、硫化鉛，加入比例與常規除銅工藝相同，即鋸沫加入量為每噸液態熱鉛2(T30Kg，硫化鉛的加入量根據液態粗鉛中含銅量按銅與硫的摩爾數疒3 1比例加入；
然后，通過攪拌機3的攪拌使得進入的液態粗鉛和除銅劑充分接觸并發生反應，使粗鉛中的銅轉變為Cu2S，粗鉛中化合態鉛轉化為單質鉛，反應完后的鉛液與鉛液表面的銅浮渣從隔板上邊連續溢流到降溫熔析區的上部；
其次，通過向在安裝于降溫熔析區13中部的冷卻水管8中連續通入溫度不大于40°C的冷卻水，在流動的冷卻水的作用下，冷卻水管8外的鉛液溫度降低并向鍋底下沉，經降溫熔析的鉛液溫度在350-420°C，并通過虹吸出鉛管6從放鉛口連續放出，同時熔解在鉛液中的銅及其化合物從鉛液中析出，上浮成為銅浮渣鉛液面上保持15(T200mm厚銅浮渣層，撥渣機撥動銅浮渣，使銅浮渣向扒渣口集中，由扒渣機從扒渣口扒出，煙罩內的保持低于大氣壓50-100Pa的壓強，煙氣從出煙口排出，收塵后排空。上述的冷卻水管8中的冷卻水采用循環利用的軟化水。實施例2
一種利用所述的用于液態粗鉛連續除銅的裝置進行液態粗鉛連續除銅的方法，包括以下步驟
首先，將來自粗鉛冶金爐的溫度在600°C以上的液態粗鉛通過溜槽連續從進料口 10進入用于液態粗鉛連續除銅的裝置，同時從進料口 10連續加入鋸沫、氧化鉛，加入比例與常規除銅工藝相同，即鋸沫加入量為每噸液態熱鉛2(T30Kg，氧化鉛的加入量根據液態粗鉛中含銅量按銅與氧的摩爾數2 3 1比例加入；
然后，通過攪拌機3的攪拌使得進入的液態粗鉛和除銅劑充分接觸并發生反應，使粗鉛中的銅轉變為Cu2S，粗鉛中化合態鉛轉化為單質鉛，反應完后的鉛液與鉛液表面的銅浮渣從隔板上邊連續溢流到降溫熔析區的上部；
其次，通過向在安裝于降溫熔析區13中部的冷卻水管8中連續通入溫度不大于40°C的冷卻水，在流動的冷卻水的作用下，冷卻水管8外的鉛液溫度降低并向鍋底下沉，經降溫熔析的鉛液溫度在350-420°C，并通過虹吸出鉛管6從放鉛口連續放出，同時熔解在鉛液中的銅及其化合物從鉛液中析出，上浮成為銅浮渣鉛液面上保持15(T200mm厚銅浮渣層，撥渣機撥動銅浮渣，使銅浮渣向扒渣口集中，由扒渣機從扒渣口扒出，煙罩內的保持低于大氣壓50-100Pa的壓強，煙氣從出煙口排出，收塵后排空。上述的冷卻水管8中的冷卻水采用循環利用的軟化水。在除銅的過程中，通過溫度傳感器9隨時監測和記錄鍋體底部鉛液的溫度，如果鉛液的溫度超出350-420°C的溫度范圍，應立即調整冷卻水，即軟化水的流量使鍋體底部鉛液的溫度重新回到350-420°C的溫度范圍內。
權利要求
1.一種用于液態粗鉛連續除銅的裝置，包括鍋體(I)、罩在整個鍋體(I)上面的煙罩 (2)，其特征在于在煙罩(2)頂面上固定安裝有攪拌機(3)，攪拌機(3)的攪拌槳伸入鍋體的鉛液中，攪拌機(3)的傳動裝置設置在煙罩外；鍋體(I)的內部由擋板(14)分為攪拌反應區(15)和降溫熔析區(13)，攪拌反應區(15)和降溫熔析區(13)下部隔開上部連通，鉛液和銅浮渣可由攪拌反應區(15)通過擋板(14)上邊溢流進入降溫熔析區(13)的上部；攪拌反應區(15)上方的煙罩端部設有進料口(10)，降溫熔析區(13)上方的煙罩端部設有出煙口(12)，鍋體(I)的降溫熔析區(13)端部設有扒渣口(7)，該端部的鍋體側面設有放鉛口 (5);在降溫熔析區(13)上方的煙罩兩側面上固定安裝有撥渣機(4)，撥渣機(4)的傳動裝置設置在煙罩外，用來撥動鉛液面上漂浮的銅浮渣的撥渣機(4)的撥渣葉片伸入銅浮渣層， 使銅浮渣向扒渣口方向集中；在降溫熔析區(13)的鍋體兩側邊上采用無縫鋼管焊接有用來對鉛液冷卻降溫的冷卻水管(8);在鍋體側面的放鉛口(5)處的鍋體邊上設置有虹吸放鉛管(6)的上口，該虹吸放鉛管(6)的上口與放鉛口連通，虹吸放鉛管(6)下口伸到鍋體(I) 的底部，確保放鉛口流出的鉛來自鍋體底部。
2.根據權利要求I所述的用于液態粗鉛連續除銅的裝置，其特征在于虹吸放鉛管(6) 的下口附近安裝有溫度傳感器(9 )。
3.根據權利要求I所述的用于液態粗鉛連續除銅的裝置，其特征在于鍋體(I)和煙罩(2)由鋼板焊接而成，鍋體為長條形鋼制容器。
4.一種利用權利要求I所述的用于液態粗鉛連續除銅的裝置進行液態粗鉛連續除銅的方法，其特征在于首先，將來自粗鉛冶金爐的溫度在600°C以上的液態粗鉛通過溜槽連續從進料口(10) 進入用于液態粗鉛連續除銅的裝置，同時從進料口(10)連續加入除銅劑；然后，通過攪拌機(3)的攪拌使得進入的液態粗鉛和除銅劑充分接觸并發生反應，使粗鉛中的銅轉變為Cu2S，粗鉛中化合態鉛轉化為單質鉛，反應完后的鉛液與鉛液表面的銅浮渣從隔板上邊連續溢流到降溫熔析區的上部；其次，通過向在安裝于降溫熔析區(13)中部的冷卻水管(8)中連續通入冷卻水，在流動的冷卻水的作用下，鉛液溫度降低并向鍋底下沉，同時熔解在鉛液中的銅及其化合物從鉛液中析出，上浮成為銅浮渣，經降溫熔析的鉛液通過虹吸出鉛管(6)從放鉛口連續放出。
5.根據權利要求4所述的用于液態粗鉛連續除銅的方法，其特征在于所述的除銅劑為鋸沫、硫化鉛或氧化鉛，加入比例與常規除銅工藝相同，即鋸沫加入量為每噸液態熱鉛 2(T30Kg，硫化鉛或氧化鉛的加入量根據液態粗鉛中含銅量按銅與硫、銅與氧的摩爾數2 3 I比例加入。
6.根據權利要求4所述的用于液態粗鉛連續除銅的方法，其特征在于冷卻水管中連續通過溫度不大于40°C的冷卻水，將水管外的鉛液冷卻降溫，鉛液中的含銅雜質從鉛液中析出上浮，進入銅浮渣，鉛液面上保持15(T200mm厚銅浮渣層，撥渣機撥動銅浮渣，使銅浮渣向扒渣口集中，由扒渣機從扒渣口扒出，煙罩內的保持低于大氣壓50-100Pa的壓強，煙氣從出煙口排出，收塵后排空。
7.根據權利要求4所述的用于液態粗鉛連續除銅的方法，其特征在于所述虹吸出鉛管(6)下口附近的鉛液溫度控制在35(T420°C范圍內，通過調節冷卻水管內流過的冷卻水量來控制流出鉛液的溫度。
8.根據權利要求4所述的用于液態粗鉛連續除銅的方法，其特征在于所述冷卻水管 (8)中的冷卻水采用循環利用的軟化水。
全文摘要
本發明涉及一種有色冶煉領域粗鉛火法精煉中除銅的裝置及方法，尤其涉及一種用于液態粗鉛連續除銅的裝置及方法，包括鍋體、罩在鍋體上的煙罩，煙罩上固裝有攪拌槳伸入鍋體鉛液中的攪拌機，鍋體由擋板分為攪拌反應區和降溫熔析區，鉛液和銅浮渣由攪拌反應區通過擋板上邊溢流進入降溫熔析區上部，攪拌反應區上的煙罩端部設有進料口，降溫熔析區的端部設有扒渣口和放鉛口，降溫熔析區上方的煙罩端部設有出煙口，兩側面上固裝有撥動鉛液面上漂浮的銅浮渣的撥渣機，鍋體兩側邊上焊有對鉛液冷卻降溫的冷卻水管，放鉛口處的鍋體邊上設有虹吸放鉛管，虹吸放鉛管下口伸到鍋體底部，具有節約能源、環保效果好、鉛直收率高、自動化程度高、勞動強度低的優點。
文檔編號C22B13/06GK102978416SQ20121056565
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月23日 優先權日2012年12月23日
發明者趙傳和, 楊明, 劉素紅, 張和平, 陳會成 申請人:河南豫光金鉛股份有限公司