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《含鉛、鋅、銅、砷鐵礦的高爐冶煉》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、用高爐冶煉含有鉛、鋅、銅、砷等元素的共生鐵礦石的工藝過程。鉛、鋅、銅、砷等元素對高爐煉鐵都是有害元素，中國南方地區(qū)的鐵礦石大都含有這些元素中的一種或幾種，廣東大寶山礦是典型代表。鉛、鋅在高爐內被還原，雖然基本上不溶于鐵水中，但它們在高爐內的行為危害高爐爐襯，降低高爐一代壽命，鋅還給高爐造成結瘤危害。銅和砷在高爐內是10017<的還原并溶入鐵水，它們影響鐵水質量并殃及鋼的質量，因此生產中只能通過配礦來降低銅和砷進入生鐵的數量。含鉛鐵礦的高爐冶煉在鐵礦中鉛主要以方鉛礦(PbS)和鉛黃(PhO)的形態(tài)存
2、在，在燒結礦中主要為硅酸鉛(PbO?SiO2及2PbO?SiO2)。鉛在高爐中的走向鉛的各種化合物在高爐內易分解還原，其基本反應式為PbO+CO=Pb+CO2，PbS+Fe=Pb+FeS(或借助CaO的置換作用PbS變?yōu)镻bO再被CO還原)和2PbO?SiO2+CO+FeO+2CO=2Pb+2CO2+CaO?FeO?SiO2。在爐身中部900～1000℃溫度區(qū)還原完畢，熔滴至高爐下部高溫區(qū)時一部分鉛液穿過渣鐵層沉積于爐缸底部，一部分氣化，氣態(tài)鉛絕大部分隨煤氣流上升，少量從渣鐵口排出。沉積于爐缸底部
3、的鉛液滲入爐底砌體磚縫、氣孔甚至基墩以下。爐缸內有鉛液積存時，則在出鐵過程中隨渣鐵排出揮發(fā)氣化，有時鐵口泥芯周邊可見鉛液滲出滴集鐵口前。而隨氣流上升的氣態(tài)鉛遇H2O和CO2轉化為氧化鉛。氧化鉛和金屬鉛部分粘附于爐塵上隨煤氣逸出，部分粘附于料塊上隨之下降形成循環(huán)富集，部分滲入爐襯、冷卻壁填縫、風渣口各縫隙，有時冷凝的鉛液會從爐殼開口、縫隙或裂紋處流出。有的凝結于爐襯內表面。鉛對高爐的危害?滲入爐底砌體的鉛液隨溫度升高體積膨脹產生巨大破壞力，會導致磚層浮動甚至整個爐底砌體毀壞以及爐殼開裂穿漏等事故。當
4、爐缸鉛液積存過多時則引起爐前工作失常，如鐵口、主溝難以維護，堵死撇渣器釀成跑鐵事故等，而隨渣鐵排出的鉛污染爐前環(huán)境導致人體鉛中毒。滲入爐襯的鉛對爐襯起破壞作用，有鋅和堿金屬共存時尤甚，是形成爐殼爆裂的因素之一。氧化鉛與其他組分組成的低熔點化合物或共晶體粘附于爐料上，降低其軟熔溫度影響料柱透氣性，粘結在爐墻上促使形成爐瘤影響高爐正常生產。煤氣中的鉛塵使煤氣洗滌水含鉛超標，污染環(huán)境。鉛害的防止首先應按高爐對入爐鐵礦含鉛要求配礦。在一般燒結生產實踐中鉛被部分脫除，隨配碳和堿度的提高而增減。對含鉛鐵礦脫鉛
5、的試驗研究如氯化焙燒和氯化燒結以及回轉窯直接還原等雖有較好效果，但因經濟環(huán)保等問題尚未能實際應用。其次采用爐底排鉛技術。中國于1975年在湖南瑪瑙山錳礦5m3試驗高爐試驗成功后廣泛應用于中小高爐。1991年8月水城鋼鐵公司1200m。高壓高爐開始采用排鉛措施，操作順利。排鉛爐底排鉛層采用高鋁磚砌筑，排鉛溝槽設在爐溫600℃水平處，排鉛爐底結構示意于圖。采用爐底排鉛技術的高爐爐底侵蝕緩慢、壽命延長、基本解決了爐前鉛污染，多數高爐爐前空氣鉛濃度達標。一般排鉛量占入爐鉛量的60％～70％，在爐況順行爐頂
6、溫度較低情況下回收率可進一步提高，當爐頂溫度超過400℃或爐缸堆積時排鉛量顯著降低。含鋅鐵礦的高爐冶煉鋅在鐵礦中主要為紅鋅礦(ZnO)和閃鋅礦(ZnS)，在燒結礦中主要為鐵酸鋅(ZnO)?Fe2O3或(Zn、Fe)O?Fe2O3)。?鋅在高爐內的走向與循環(huán)鋅的各種化合物皆難以還原，還原反應在>900℃時才能明顯進行：先是硫化鋅氧化為氧化鋅，鐵酸鋅分解出氧化鋅，然后被CO、C、Fe等還原。其基本反應式為ZnO+CO=Zn+CO2，ZnO+C=Zn+CO。鋅的沸點低(906.97℃)還原后即氣化揮發(fā)隨
7、煤氣流上升。其中大部分被氧化成氧化鋅微粒作為鋅塵被煤氣帶走，進入爐塵及煤氣洗滌水。一部分冷凝粘結在上升管、爐喉及爐身上部磚襯以及大鐘內表面，氧化形成鋅瘤，它的氧化鋅含量在60％以上。還有一部分凝結和沉積在料塊表面和爐料孔隙中隨之下降形成鋅的循環(huán)。有部分鋅隨渣、鐵排出爐外，在鋅瘤和含鋅渣皮滑落入爐缸時，排出量會增加。某廠高爐的鋅平衡為爐塵中21.8％，煤氣洗滌污泥中45.1％，生鐵帶走15.2％，爐渣帶走5.4％，爐襯和渣皮中12.4％。鋅的危害爐喉鋅瘤破壞爐料和氣流分布，滑落時會引起風口灌渣和燒毀
8、，使爐況失常。上升管鋅瘤和下降管鋅塵沉積堵塞煤氣通道，使爐頂壓力異常，嚴重時大鐘難以打開并使煤氣管道結構受損。大鐘內表面鋅瘤過重時會引起大鐘自動開啟事故。滲入爐襯砌縫和孔隙中的鋅沉積、氧化和體積膨脹，使爐襯受到破壞甚至爐殼開裂。鋅在爐內的循環(huán)富集使爐內爐料含鋅高于入爐料多倍，導致料柱透氣性變壞，爐況周期不順和焦比升高。鋅害預防與處理首先要減少入爐鋅量，一般認為入爐爐料含鋅量應<0.05％～0.01％。氯化燒結脫鋅率可達80％，但氯氣處理和設備腐蝕等問題難以解決。一般燒結過程可部分脫
