La carga se efecta a travs de la produccin de una escoria fuertemente oxidante. El potencial de oxi-gen requerido slo puede lograrse con monxido de plomo cuando su fraccin en peso es alta (> 35% de plomo en la escoria inicial) [191. Los otros componentes principales de escoria estn en proporciones muy similares a los encontrados en la escoria de alto horno.

Proceso Kivcet

El proceso Kivcet se desarroll en el Instituto Vniitsvetmet, Ust Kamenogorsk, antigua Unin Sovitica. De los procesos de fundicin de reciente desarrollo, el proceso Kivcet es el ms avanzado, con las plantas industriales que operan en el Ust Kamenogorsk plomo-zinc Combine y al Samim plomo y zinc complejo metalrgico en Portovesme, Cerdea. El horno Kivcet en la planta de Samim es una estructura sofisticada, empleando extensa refrigeracin por agua en las paredes laterales del horno y en el eje de fundicin. Los flujos de procesos generales se muestran en la Figura 9.9. Figura 9.10 muestra una seccin del horno de fundicin en Portovesme.

Como se muestra en la Figura 9.10, la seccin de oxidacin del francobordo horno elctrico est separado de la seccin de reduccin por un refrigerado por agua, de la pared estanca a los gases (d) que se sumerge en el bao de escoria de alto horno. Secos y componentes de la carga de mezcla que consta de concentrado de plomo y otros materiales que contienen plomo, los flujos requeridos, reciclar polvo de combustin, y el oxgeno son alimentados a travs de quemadores (a) en la parte superior del eje de oxidacin (b). La combustin de los componentes de carga a una temperatura de hasta 1400 C y una altura del eje de 3-5 m permisos de desulfuracin casi completa antes de la recoleccin de los productos de reaccin en el bao de escoria (f).

Reduccin del monxido de plomo de combustin de carga se lleva a cabo principalmente mediante el uso de una capa de partculas de coque que flotan en el bao de escoria bajo el eje de la combustin. Las partculas de coque son tambin un componente de la alimentacin del quemador. Escoria reducida y el flujo de lingote de plomo debajo de la pared de particin sumergido (d) en la seccin de reduccin del horno elctrico donde se completa la reduccin de monxido de plomo para producir una escoria que contiene 2-3% de plomo. Si se desea, reductor de coque adicional y la energa elctrica se pueden utilizar para humos zinc. En este modo de operacin, la escoria producto que contiene 3-4% de zinc y 1-2% de plomo se puede conseguir. Zinc de pirlisis en el horno elctrico, tericamente, puede ser recuperado como metal usando un condensador de chapoteo plomo, pero un enfoque ms simple es quemar el vapor de zinc a xido de zinc en una chimenea de combustin (h) y recuperar un polvo de combustin oxidado para el procesamiento de recuperacin ms zinc. Lingotes de plomo se retira del horno por un sifn y la escoria se retira continuamente de un desbordamiento de vertedero.

Gas de dixido de azufre desde el eje de la combustin pasa por debajo de una pared de particin refrigerado por agua antes de elevarse en un conducto de caldera pared vertical extendida. El enfriamiento de la mezcla de polvo de dixido de azufre de gases de combustin a 450 C se lleva a cabo en la pila vertical de la caldera (e) antes de que los gases entren un precipitador electrosttico para la separacin de los humos de sulfato de plomo. La produccin de polvo de combustin es moderada, alrededor de 10-20% del peso de la carga de alimentacin.

El proceso Kivcet puede fundir materiales de carga xidos tales como residuos de lixiviacin de zinc. Combustible auxiliar adicional para temperatura de la llama adecuada y altura del eje suficiente para que el tiempo de retencin adecuada debe ser proporcionada para lograr el grado requerido de desulfuracin.

Concentrado de plomo y los flujos

Secado RSS

Polvo de combustin de reciclaje

CO,

Lingotes de plomo de refinacin

10 de humos para la recuperacin de zinc

Escoria de residuos

Figura 9.9: Proceso de fundicin de plomo Kivcet: a) Alimentar secado; b) refrigerador de gas SO2, c) de gas SO2 limpieza precipitacin electrosttica; d) lavador de gases SO2, e) horno de fundicin de Flash; f) limpieza de los gases del horno elctrico.

Oxidacin de carga y reduccin de PbO capa de coque

Reduccin del macho y la sedimentacin

Figura 9.10: Kivcet horno de fundicin de plomo (Portovesme, Italia): a) quemador de oxgeno para la alimentacin seca; b) el eje de fundicin flash; c) electrodos para hornos; d) la pared de particin; e) refrigerador de gas de pared de membrana SO2, f) Bao de escoria; g) lingotes de plomo; h) El zinc humos de combustin-refrigerador, i) la reduccin Pb0 capa de coque.

Concentrado de plomo y el flujo

S02 (C02)

Humos de reciclaje

Lingotes de plomo

Escoria

Figura 9.11: Proceso de Boliden Kaldo: a) Alimentar secado; b) buque Kaldo; c) el enfriamiento de gas y limpieza.

Proceso de Boliden Kaldo

El proceso Boliden Kaldo emplea un convertidor rotativo de soplado superior de manera lote. Un ciclo comienza con la combustin de oxgeno de los componentes de carga seca en un recipiente vaco precalentado. Figura 9.11 muestra los flujos de proceso. Combustin de carga se contina hasta que lingote de plomo y escoria de alto plomo han acumulado hasta el lmite de peso buque o capacidad de volumen. Combustin de carga se detiene a continuacin y la reduccin de la escoria comienza. Concentrado de sulfuro de plomo se usa para reducir una porcin importante de la monxido de plomo en la escoria, seguido por reduccin de coque para descarga de escoria com-posicin. Escorias y lingotes contenido del recipiente se vierte entonces en cucharones, y el ciclo de fundicin repiten.

El proceso de Boliden Kaldo puede manejar una variedad de materiales de carga que contienen plomo tales como chatarra secundaria y polvos de combustin. La produccin cclica de dixido de azufre que lleva gas y gas de reduccin estril introduce algunas complicaciones en el sistema de manejo de gas y recuperacin de dixido de azufre.

Proceso de Outokumpu

Outokumpu Oy de Finlandia fue pionera en la fundicin flash de aire de concentrados de cobre a fines de la dcada de 1940, y este proceso se ha convertido en estndar mundial. El trabajo experimental en flash de aire fundicin de concentrados de plomo en plantas piloto se llev a cabo en la dcada de 1960. Poco inters comercial se mostr en ese momento, y las pruebas de planta piloto en varios tipos de concentrados de plomo no se reanud hasta finales de 1970, cuando se utiliz el oxgeno en lugar de aire para el caldo de fusin flash. Estudios de ingeniera fundicin de plomo de gran escala se han llevado a cabo, pero hasta la fecha no hay plantas de produccin se han construido.

El esquema de proceso del proceso de fundicin de plomo de flash Outokumpu se muestra en la Figura 9.12. Concentrado de plomo y el flujo se secan en un secador rotatorio (a), mezclado con polvo de combustin de reciclaje, y luego FLASH fundido con el oxgeno en el eje del horno de fundicin de oxidacin (b). Escoria de alto plomo y lingotes de plomo recogida en la chimenea del horno pueden ser aprovechados por separado para proporcionar un producto directo de lingotes de plomo. Alternativamente, si la produccin directa de lingotes de plomo es pequeo, escorias y lingotes estn intervenidos juntos en un horno de reduccin de escoria elctrica separada (d). En el horno elctrico, el carbn pulverizado es inyectado con nitrgeno en el bao de escoria para reducir el monxido de plomo.

Concentrado de plomo y Flux

la

SO2 a la produccin de cido

Secado RSS

Escoria de alto plomo

Polvo de combustin de reciclaje

Lingotes de plomo

Carbn, N2

Escoria de residuos

Gas CO2

Humo de ZnO

Figura 9.12: Proceso de fundicin de plomo Outokumpu: a) Alimentar secado; b) horno de fundicin de Flash; c) enfriamiento de gases SO2 y limpieza; d) horno de reduccin de escoria elctrica; e) limpieza de los gases del horno elctrico.

El equipo de planta piloto consisti en un secador rotatorio, contenedores de concentrados secos, transportadores neumticos para concentrado y reciclar polvo de combustin, un horno flash (15 ma), una caldera de calor residual (3 hasta vapor), un precipitador electrosttico y un 2 MVA horno elctrico.

La planta piloto procesa 3-5 t / h de concentrado que van desde 47% a 75% de contenido de plomo. Lingote y la escoria estaban intervenidos continuamente al horno elctrico para la reduccin de la escoria. Acerca de 10 000 toneladas de concentrado de plomo fueron procesados.

Concentrado de plomo

Carbn Flux

Gas SO2

Procedentes de los efluentes

Gas CO2

Stag (Pb) launder

Escoria de residuos

Lingotes de plomo

Figura 9.13: Proceso de plomo Isasmelt: a) el enfriamiento de SO2 y limpieza; b) La oxidacin; c) la lanza para el aceite y el aire; d) Alimentar la mezcla; e) horno de reduccin; f) la lanza para el aceite y el aire; g) Reduccin de enfriamiento de gas y limpieza.

9.5.4.3 Aire Escorias Bath Smelting, el Proceso Isasmelt

El proceso Isasmelt (Figura 9.13) se compone de dos etapas y fue desarrollado por Mount Isa Minas y Csiro en Australia [20]. Ambas etapas, la etapa de oxidacin de carga y la etapa de reduccin de escoria, emplean una, cilndrica, recipiente de reaccin refractaria forrado estacionaria. El proceso cuenta con la lanza Sirosmelt, que es un tubo de acero que se enfra por el proceso de aire de alta velocidad que se inyecta en la masa fundida. En el recipiente de oxidacin (b), aire o aire enriquecido con oxgeno y el combustible de aceite complementario se inyectan a travs de una lanza Sirosmelt (c) en el centro del buque. Los materiales mezclados de alimentacin (d), concentrado de plomo, fundentes, y hmeda de polvo de combustin de reciclaje se dejan caer en el bao de escoria y se agitan por el quemador lanza. Prcticamente todo el contenido de plomo de carga se oxida a un monxido de escoria de alto plomo. La escoria se transfiere al recipiente de reduccin (e), que emplea una lanza de aire y combustible similar (f), con carbn global adicional cargada por separado como reductor.

Comenzando en 1983, se utiliz un / h planta de demostracin de alimentacin de concentrado 5 t para demostrar la etapa de fundicin del proceso. En el primer ao de funcionamiento, 21 000 toneladas de concentrado de plomo fueron tratados para producir alta plomo escoria monxido, que posteriormente fue procesado por la reduccin de horno de sinterizacin y la onda expansiva. En 1985, se inici la construccin de la planta de demostracin recipiente de reduccin en la segunda etapa. En la actualidad se est estudiando la instalacin de una planta de produccin a gran escala en Mount Isa.

Una seccin transversal del horno de oxidacin se muestra en la Figura 9.13 (b). El horno consta de una carcasa de acero cilndrica, 2,7 m de dimetro y 4,5 m de altura, revestida con ladrillos de magnesita cromo respaldados con un revestimiento aislante. Los anlisis tpicos se dan en la Tabla 9.3 '. Condiciones de funcionamiento de la planta de demostracin son los siguientes:

Tasa de concentrado de plomo 4 t / h

Temperatura de fundicin 1030 C

Aire: concentrarse relacin de 125% del terico

Tasa de humos 10% de plomo en la alimentacin

Adems Flux 12% de tasa de concentrado

Requisitos de aceite 25 kg por tonelada de concentrado

Tabla 9.3: anlisis tpicos del recipiente de oxidacin planta de demostracin Isasmelt.

Componente concentrado de plomo, producto% de escoria,%

Pb Zn Fe CaOSiO, S 47,3 7,0 12,4 2,8 0,9 23,8 51,8 7,6 13,6 9,8 1,5 0,3

9.5.4.4 Oxgeno-Escoria Bath Smelting, Proceso QSL

El Proceso de QSL lleva el nombre de sus inventores, PE Queneau y R. ScHtanviAm Jr, as como los desarrolladores de proceso Lurgi Chemie [21]. Desarrollo del proceso avanzaba a travs de pruebas banco de escala en 1974-1975, operacin de planta piloto en 1976-1979, y una operacin de la planta de demostracin en Metallhattenwerke, Berzelius, Duisburg, Alemania entre 1981 y 1985. Tres plantas comerciales fueron construidos: en Trail , Canad (Cominco Ltd.), en Alemania (Berzelius Binsfeldhamrner Fundicin), y en China. La planta canadiense fue cerrada y desmantelada despus de una breve operacin.

La figura 9.14 muestra el esquema general de una fundicin de plomo proceso de QSL. Concentrado de plomo, fundentes, combustible carbn auxiliar, reciclar polvo de combustin, y otros componentes de carga se mezclan (b) en una condicin hmeda para formar una sola carga de alimentacin al reactor QSL. El recipiente de reaccin es un cilindro refractario forrado horizontal que est dividido por un tabique en una seccin de oxidacin (c) y una seccin de reduccin de escoria (d). Las dimensiones de trabajo de la planta de demostracin de reactor (10 t concentrado por hora, 30 000 t de plomo por ao) fueron 2,5 m (dimetro) por 22 m (longitud, 7 m de los cuales est ocupada por la zona de oxidacin). Toberas de nitrgeno-envuelta en la parte inferior del reactor = inyectan oxgeno en la seccin de oxidacin. Se emplearon toberas Shrouded similares para la combustin sub-fusionado de oxgeno-carbn o mezclas de reduccin de gases naturales de oxgeno. Alimentacin mezclada se carga a travs de los puertos en la parte superior de la seccin de reaccin de oxidacin en el bao de escoria de plomo y agitado por inyeccin.

Gas SO2

Flux concentrado de plomo

Carbn

Gas CO2

Reciclaje de polvo de combustin

Oxgeno

ZnO humos a la recuperacin pecados

Carbn [gas natural) y el oxgeno

Lingotes de plomo de refinacin

Escoria

Figura 9.14: QSL liderar proceso de fundicin: a) el enfriamiento de gas de oxidacin y la limpieza; b) Alimentar la mezcla; c) Seccin de oxidacin; d) seccin de reduccin de escoria; e) enfriamiento del gas de reduccin y limpieza.

Los productos de oxidacin en el proceso de QSL son la escoria de alto de plomo, dixido de azufre, polvo de combustin, y lingotes de plomo. La cantidad de plomo producido en la zona de oxidacin depende de la composicin de carga y grado de concentrado de plomo. Escorias de la zona de oxidacin fluye a travs de un puerto de flujo inferior en la pared de particin buque en la zona de reduccin de la escoria (d). Lingotes de plomo se re-movido por un sifn ventaja en el costado del buque. El recipiente de fusin se hace girar por 90 durante paros para llevar a los sistemas de toberas de inyeccin por encima del nivel de escoria buque. Inspeccin del mantenimiento refractario y tobera puede llevarse a cabo con el recipiente en esta posicin de espera.

502 de la planta de cido

Alimentacin

Para cmaras de filtros

Figura 9.15: QSL conducir planta de fundicin (Trail Canad.): A) precipitador electrosttico, b) la torre de aerosol; c) de la torre de refrigeracin, d) Stripper, e) del ventilador SO2; f) de la gra; g) tambor de vapor; h) caldera de calor residual, i) pila de emergencia; j) del canal de refrigeracin; k) Apacienta bin; 1) Reactor, m) sifn plomo; n) del grifo de escoria.

Alimentacin

Sifn Plomo

Combustible + O2,

Sifn Plomo

Alimentacin

Sifn Plomo

Combustible + 02

Figura 9.16: QSL fundicin configuraciones de los vasos. A) Convencional, bajo el lingote-arsnico antimonio; B) Aumento de la recuperacin sin arsnico antimonio en lingotes; C) La recuperacin de vapores de xido de zinc.

La figura 9.15 muestra la planta de fundicin de QSL en Trail, Canad. El recipiente de reaccin tiene unas dimensiones de 4,5 m (dimetro) por 12,5 m (longitud) en la seccin de oxidacin, y 4,0 m (dimetro) por 28 m (longitud) en la seccin de reduccin. Capacidad de la planta nominal es de 160 000 t / a de plomo y 230 000 t / a de la reduccin de la escoria. La reduccin se realiza con gas natural parcialmente quemado. Tres opciones de configuracin recipiente de fusin se muestran en la Figura 9.16.

Figura 9.16A. Esta es la configuracin ms simple de fundicin y se emplea en la planta de demostracin de Duisburg. Gas Reduccin y flujo de gas de oxidacin en el enfriamiento de gases en el misma sistem. Reduccin y formacin de humos de zinc en la zona de reduccin se controla para limitar la circulacin de zinc en polvo de combustin de reciclaje. Lingotes de plomo producido en la zona de reduccin fluye en contracorriente a la oxidacin de la escoria a travs del puerto de flujo inferior de la pared de particin. El lingote de plomo producto se retira del extremo de oxidacin del horno. Con esta configuracin el contenido de arsnico y antimonio se minimizan en el lingote y maximizados en la escoria reducida.

Figura 9.16B. Esto difiere de la opcin anterior en que el sifn lingotes producto se encuentra en el lado de la reduccin de la pared de separacin escoria. El arsnico y el antimonio en lingotes se maximizan con esta opcin.

Figura 9.I6C. Esta configuracin recipiente de fusin tiene una salida de gas auxiliar en el extremo de reduccin del recipiente para retirar una reduccin de humos de zinc-cojinete. El sifn de plomo est situado en el lado de la reduccin de la pared de particin para la mxima arsnico y antimonio comportamiento para lingotes. Este diseo se emplea en la fundicin Cominco Trail.

9.5.5 Otros procesos de plomo

Varios otros procesos de plomo han sido probados en las pequeas y piloto escalas pero ninguno ha sido comercializado. El proceso de Halkyn implica la electrlisis de sal fundida de sulfuro de plomo disuelto en cloruro de plomo fundido; se ha modificado y mejorado, ms recientemente por la Oficina de Minas de EE.UU. [22]. Sin problemas de la electrlisis de sal fundida es factible slo con el plomo de alta calidad se concentra; alto contenido de impurezas (por ejemplo, cobre) causan la formacin de capas de barrera y complicaciones de clulas. Procesos hmedos no han tenido xito, aunque muchos han sido investigados en el cloruro, nitrato, sulfato de sistemas, y con lixiviacin selectiva alquilamina de sulfato de plomo seguido de carbonatacin de plomo. Un sistema de lixiviacin alternativo emplea sulfato de amonio amoniacal, que tambin se disuelve el sulfato de plomo bien y es ms barato que las soluciones de aminas.

9.6 Refinacin de lingotes de plomo

Ejecucin de produccin, conocido como el oro, contiene numerosas impurezas disueltas. Plomo fundido es un excelente disolvente para una variedad de metales y compuestos, y lingotes de crudo contiene comnmente cobre, hierro, zinc, azufre, estao arsnico, antimonio, bismuto, metales nobles (plata, oro, metales del grupo del platino), oxgeno, y de vez en cuando nquel, cobalto, y telurio. El contenido de plomo vara entre aproximadamente 90 y 99,9% dependiendo del proceso y de alimentacin de calidad.

El, los porcentajes de contenido de impurezas para lingotes de plomo de alto horno tratado en las plantas de refino son los siguientes:

Cu 0,2-4,0Fe 0-0,5Zn 0-0,5Ni 0-0,1Co 0-0,1Co 0-0,1Como 0-2,0Sb 0-6,0 (normalmente