脆硫鉛銻礦閃速熔煉過(guò)程數(shù)模仿真.pdf

1、脆硫鉛銻礦是重要的煉銻原料，當(dāng)前仍以“燒結(jié)脫硫-鼓風(fēng)爐還原”生產(chǎn)工藝為主，存在流程長(zhǎng)、返料多、能耗高、污染重、主金屬回收率低、伴生金屬分散等問(wèn)題。閃速熔煉技術(shù)具有工藝成熟、自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)能力大、能源消耗低等特點(diǎn)，被普遍認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)的清潔冶煉工藝。為此，探索將閃速熔煉技術(shù)應(yīng)用于脆硫鉛銻礦高效利用，對(duì)促進(jìn)鉛銻冶煉工業(yè)的節(jié)能減排具有重要意義。
　　論文在分析脆硫鉛銻礦閃速爐雛形特征的基礎(chǔ)上，研究建立了脆硫鉛銻礦閃速熔煉熱力學(xué)模型，并選

2、用 Delphi計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言，運(yùn)用面向?qū)ο蟪绦蚍椒?，自主研發(fā)了脆硫鉛銻礦閃速熔煉過(guò)程計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)；基此，開展了脆硫鉛銻礦閃速熔煉過(guò)程多因素耦合仿真試驗(yàn)，考察了噸礦氧量、熔煉溫度、富氧濃度、渣型（ Fe/SiO2、Fe/CaO）、焦率及還原溫度等工藝參數(shù)對(duì)脆硫鉛銻礦閃速熔煉過(guò)程的綜合影響，揭示了脆硫鉛銻礦閃速熔煉規(guī)律，為閃速熔煉拓展應(yīng)用于脆硫鉛銻礦高效利用提供了理論支持。
　　主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：
　　1、基于相似理論

3、，將脆硫鉛銻礦閃速熔煉段分為反應(yīng)塔氧化部分和焦炭層還原部分，基于吉布斯最小自由能原理，研究建立了脆硫鉛銻礦閃速熔煉反應(yīng)塔氧化段多相平衡數(shù)學(xué)模型和焦炭層還原段局域平衡數(shù)學(xué)模型，為脆硫鉛銻礦閃速熔煉過(guò)程熱力學(xué)研究提供了一種方法。
　　2、開展了脆硫鉛銻礦閃速熔煉反應(yīng)塔氧化段仿真研究，考察了噸礦氧量、熔煉溫度、富氧濃度、渣型（Fe/SiO2、Fe/CaO）等工藝參數(shù)對(duì)鉛、銻在各相中的分配行為影響，結(jié)果表明：(1)噸礦氧量對(duì)氧化段合金和爐

4、渣的產(chǎn)出率影響顯著，但對(duì)煙氣的產(chǎn)出率影響不大；鉛和銻在氧化煙氣中的分配比隨噸礦氧量的變化趨勢(shì)正好相反，噸礦氧量高時(shí)，銻直收率低，噸礦氧量低時(shí)，鉛直收率低。因此，綜合考慮后續(xù)還原段的壓力以及鉛和銻的直收率，噸礦氧量不宜太高。(2)富氧濃度的升高，有利于降低氧化段煙氣量，提高金屬直收率，同時(shí)有利于將鋅固定于爐渣相，利于后續(xù)綜合回收。(3)熔煉溫度的升高，將適當(dāng)提高鉛和銻在煙氣中的損失，降低直收率，同時(shí)不利于鋅固定于爐渣相。因此，熔煉溫度應(yīng)適

5、中。(4)渣中 Fe/SiO2的升高，對(duì)減少鉛在煙氣中的損失有好處，而對(duì)銻在煙氣中的分配影響不大，但 Fe/SiO2太高，爐渣量大，后續(xù)還原壓力大。(5)渣中 Fe/CaO對(duì)反應(yīng)塔氧化段影響不大，但從爐渣粘度和渣量等角度，渣中Fe/CaO應(yīng)適中。
　　3、開展了脆硫鉛銻礦閃速熔煉焦炭層還原段仿真研究，考察了焦率和還原溫度對(duì)鉛、銻、鋅、鉍、銅和砷等金屬在還原段各相分配比的影響，結(jié)果表明：(1)氧化爐渣中的鉛、銻等金屬氧化物能快速被焦

6、炭層還原成金屬，過(guò)量的焦炭將使得鋅和鉍等金屬氧化物被還原進(jìn)入煙氣，不利于有價(jià)金屬綜合回收。(2)焦炭層溫度在1000~1200℃之間變化時(shí)，對(duì)焦炭層還原總體影響不大，但還原溫度的提高將使得部分爐渣中的鋅和鉍轉(zhuǎn)入煙氣。
　　4、將閃速熔煉技術(shù)應(yīng)用于脆硫鉛銻礦的冶煉在熱力學(xué)上是可行的。當(dāng)Fe/SiO2=1.15，F(xiàn)e/CaO=1.35，熔煉溫度為1200℃；噸礦氧量為130~140 Nm3/t，富氧濃度為92％，焦率為20~25 kg