铅侧吹氧化熔炼过程热力学模拟与优化

使用FactSage软件,对铅侧吹氧化熔炼过程进行热力学模拟,计算的平衡相组成与实际产出情况相吻合,验证了热力学分析的可行性。考察了氧料比、熔炼温度对元素在各平衡相中分配比的影响。研究结果表明,提高氧料比,铅、铜等有价元素进入高铅渣的比例,炉料的脱硫效果更好,但铅液杂质含量也会相应增大;提升熔炼温度,对降低渣含硫及提高粗铅品位更有利,但较高的温度会加剧铅、锌等有价元素的挥发。利用宏过程进行批量平衡计算,以实现过程优化控制。在粗铅及高铅渣的质量达到期望值的条件下,综合考虑有价元素直收率及烟尘率,对该工艺进行了优化。建议铅侧吹氧化熔炼过程中氧料比控制在124 m^3/t,熔炼温度控制在1 067℃左右。

铅富氧侧吹氧化−还原过程动力学模拟

基于有效平衡反应区概念开发了一个过程模型,用于研究铅富氧侧吹氧化−还原过程动力学。该方法充分考虑了气−渣−金多相反应、传质动力学以及能量守恒。采用简化的流动方程连接各个反应区,假定反应区内达到局部热力学平衡,将热力学计算链接到动力学模拟。硫化铅精矿脱硫反应和富铅渣碳热还原反应采用FactSage计算,炉渣和金属的传质系数由数值模拟获得。对实际工业过程中不同时刻的样品进行元素分析和相分析,验证了该模型。当前开发的过程模型,可预测铅富氧侧吹熔炼过程中物相及其成分随时间的变化,有望用于过程控制和智能工厂的建设。