反射炉熔炼铅废料的实践

6.2 含铅废料的反射炉熔炼
含铅废料用反射炉熔炼,既可生产粗铅也可生产铅合金,因而被国内普遍采用。反射炉熔炼的优点是操作简单,适应性强,投资少,可处理粉状物炉料和块料,并借助炉内氧化气氛和原料中氧化物进行铅的氧化精炼,当向炉内加入煤、炭或焦屑时,也可进行铅的还原熔炼。它的缺点是炉子生产率和热利用率都低,并且是间断作业,劳动条件较差。
6.2.1 炉料组分在熔炼过程的行为
1.炉料组分的蒸汽压
熔炼过程中,含铅废料中铅、锑、锡及其化合物的熔点及沸点如表6-4所示,
表6-4 铅、锑、锡及其化合物的熔点及沸点
从表6-4可看出,三硫化二锑和三氧化二锑在低于900℃温度下开始挥发。Sb 2S 3在500~900℃温度范围内的蒸汽压p(Pa)与温度T (K )关系用下式表示,
)1223773(7068
915.9lg 3
2K T K T
P S Sb ≤≤-=
当温度超过1200℃时,金属铅、锑的蒸气压相当大,但仍然小于Sb 2O 3和Sb 2S 3在同一温度下的蒸气压。在1100~1200℃熔炼温度下的挥发顺序为Sb 2O 3 〉Sb 2S 3〉PbS 〉Sb 〉Pb 。
尽管如此,在1000℃以上高温条件下, 铅、锑的挥发损失还是较大的。因此,应将入炉的物料迅速熔化且炉内设有一个较深的熔池,可以降低铅、锑随炉气的损失。
算法流程图2.炉料组分的化学反应
在炉料的加热过程中各种物料间的化学反应,就已开始发生,例如硫酸铅、铅和锑的高价氧化物的分解。硫酸铅在705℃下开始分解生成氧化铅和SO 2。硫酸铅还与硫化铅反应生成金属铅:
PbSO 4  +  PbS  =  2Pb  +  2SO 2
dtfd
在600℃下此反应平衡SO 2压力为3.99kPa ,而在723℃下则高达100.4kPa 。由于PbSO 4完全分解温度需在1000℃以上,所以此时便有大量铅挥发,因而降低了铅的回收率并对环境造成严重污染,也使能耗增高。为此我国已研究出采用碳酸钠(或碳酸铵)溶液侵泡脱硫法。用碳酸钠溶液侵泡脱硫法反应如下:
423324SO Na PbCO CO Na PbSO +↓→+
所得Na 2SO 4溶液可再处理Na 2CO 3以返回利用,反应如下: 32424223422222
3
212NaHSO O H CaSO O H SO H O H CaSO SO Na +↓⋅→++⋅
+O H O H CaSO NaOH OH Ca SO Na 2232322
3
2122)(2+↓⋅
+→+ O H CO Na CO NaOH 23222+→+
上述各反应均在常温常压下进行。
将废蓄电池板栅、渣泥、铅膏用碳酸钠侵泡四天,脱硫率可达95%以上,脱硫得到的固相为碳酸铅。它在300℃下即可分解为PbO 。
铅和锑的高价氧化物在熔炼过程中实际上完全分解成低价氧化物。400℃下Sb 2O 3蒸汽压很小,而PbO 2在640℃下也完全分解生成PbO 。硫化铅在加热时是稳定的。
铅和锑的低价氧化物和氧化锡在熔炼温度下则分解不大,例如,1200℃时,PbO的分解压力为0.933x10-9Pa,SnO2为0.879x10-1Pa;Sb2O3在2127℃时的分解压力等于3519.70Pa,因此在熔体中只有铅和锑的低价氧化物和硫化物。
废蓄电池在炉中熔化时生成金属相和炉渣相。铅、锑和各种金属杂质,铅和铜的硫化物都进入金属相中。而铅、锑和金属杂质的氧化物和非金属杂质的熔体则形成炉渣。中国才吧
6.2.2反射炉熔炼铅废料的实践
含铅废料的反射炉熔炼可在固定式和转动式反射炉中进行,固定式炉子炉底面积6㎡以下,熔池深度≤
优酷盛典0.4m。因过热铅流动性好,故炉子在液态熔体区包上铁壳,其下面有借循环空气冷却炉底的沟槽,以避免液态铅流失。
通过工作门或经炉顶将炉料加入固定式反射炉中。经出料口从炉中放出铅合金和炉渣,铅合金放到精炼锅精炼,炉渣放入渣池。
加料是分批进行的。炉料完全熔化的温度不低于900~1050℃。从炉中放到炼铅锅中的铅冷却至380~450℃,然后从熔体表面撇熔浮渣。当全部铅合金从炉中放出后便放渣,放渣后再将炉底清理干净,以备下炉熔炼。炉渣冷却后破碎,送鼓风炉处理。
铅废料反射炉熔炼时有“无还原剂熔炼“和“有还原剂熔炼“两种方式。吉林大学农学部
当采用加还原剂熔炼铅废料时,将煤粉和原料一块入炉,以减少熔化时金属的挥发。煤粉耗量不超过加料量的3%,若媒过剩生成难熔渣。炉料中配加1%萤石时,可增加炉渣的流动性。
加还原剂熔炼时提高了难熔浮渣产量和其中的铅锑含量。说明熔炼过程中难熔杂质也被还原。
次氯酸钠

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