铅锌熔炼炉用耐材讲解
有色冶炼行业冶炼炉型_及其需要使用的耐火材料介绍
有色冶炼行业冶炼炉型及其需要使用的耐火材料介绍一鼓风炉鼓风炉广泛应用于铜、铅、铅锌、锑等金属的粗炼过程。
鼓风炉由炉顶、炉身、本床（也称咽喉口）、炉缸、风口装置等组成。
冶炼炉料（精矿、烧结矿等）、焦炭、熔剂、反料等固体物料，从炉顶加入，炉身下部侧面风口装置中鼓入的高压空气，在向上走的过程中，与向下的物料进行熔化、氧化、还原等反应，完成冶炼过程，液态金属、锍、炉渣从炉子下部的咽喉口或炉缸排出，烟气、烟尘、气态金属或金属氧化物从炉顶烟气出口排出。
目前多为密闭炉顶，炉身为全水套，耐火材料只在咽喉口和炉缸使用，因其炉渣属碱性炉渣，故咽喉口部分主要用镁砖、镁铬砖、铝铬砖；炉缸侧壁和炉底上部用镁砖、镁铬砖、铝铬砖；炉底砌成反拱形。
二反射炉反射炉有熔炼反射炉和精炼反射炉，其结构形式基本相同只是精炼反射炉规格较小。
为长方形炉体，生产是连续的，反射炉炉头操作温度一般为1400～1500℃，出炉烟气温度一般为1150～1200℃。
炉底由下而上依次为石棉板、保温砖层、粘土砖层、镁铝砖或镁砖层。
炉墙多采用镁铝砖或镁砖，有些重要部位为了延长使用寿命均采用镁铬砖砌筑，外墙一般采用粘土砖。
炉顶采用吊挂式炉顶，小型反射炉炉顶采用砖拱，拱顶材质为镁铝砖。
我国炼铅（铜）工厂大多采用传统的烧结—鼓风炉熔炼流程，由于它存在着以下缺陷：a、烧结过程中硫燃烧很不充分，返回料比率高；b、鼓风炉炉料中铅（铜）含量低；c、大量烟气污染环境。
因而人们一直在努力探索炼铅新工艺，其目的不外乎两个方面：1、利用反应热进行熔炼；2、用一步法工艺代替原来的多步法。
国外已成功地研究出艾萨炉（奥斯麦特炉）、卡尔多炉、QSL法、基夫赛特法、悉罗法、富氧炼铅炉等新型炼铅炉和新工艺。
三艾萨炉（奥斯麦特炉）艾萨炉炉体为简单的竖式圆筒形，其技术核心是采用了浸没式顶吹燃烧喷枪，在多年小规模试验研究基础上，芒特&8226;艾萨冶炼厂于1983年建成了一个处理量为5T/H的炼铅艾萨炉。
铅锌矿的冶炼技术与产品应用
生物冶炼：利用微生物或植物对铅 锌矿进行生物转化，提取金属，环 保且成本低
冶炼技术的优缺点
火法冶炼：优 点是工艺成熟， 成本低；缺点 是能耗高，环 境污染严重。
湿法冶炼：优 点是节能环保， 成本低；缺点 是工艺复杂， 设备投资大。
电冶炼：优点 是节能环保， 产品质量高； 缺点是设备投 资大，生产成
废气中含有大量的 二氧化硫、氮氧化 物等有害气体，这 些气体会对大气造 成污染，导致酸雨、 雾霾等环境问题。
废水中含有大量的 重金属离子，这些 重金属离子会对水 体造成污染，导致 水质恶化，影响水 生生物的生存。
废渣中含有大量的 重金属离子和化学 物质，这些物质会 对土壤造成污染， 导致土壤退化，影 响农作物的生长。
冶炼技术的环保措施
采用先进的冶炼工 艺，减少废气、废
水、废渣的排放
采用节能型设 备，降低能耗，
减少碳排放
采用环保型原料， 减少有害物质的产
生
加强环保监管，确 保冶炼过程符合环
保标准
04 铅锌矿的未来发展
铅锌矿的资源状况
中国铅锌矿资源相对较少， 但近年来勘探成果显著
全球铅锌矿资源丰富，分布 广泛
铅锌矿的冶炼技术发展
绿色冶炼技术：减少环境污染，提高资源利用率 智能化冶炼技术：提高生产效率，降低生产成本 高效冶炼技术：提高金属回收率，降低能耗 环保冶炼技术：减少气、废水、废渣排放，实现绿色生产
铅锌矿的产品应用前景
铅锌矿在电池行业中的应用：铅锌电池广 泛应用于汽车、电动车等领域，未来市场 需求将持续增长。
铅锌合金：用于制 造电池、电缆、轴
承等
铅锌氧化物：用于 制造陶瓷、玻璃、
电子元件等
铅锌化合物：用于 制造颜料、涂料、
耐火材料在铅冶金行业的设计与应用
耐火材料在铅冶金行业的设计与应用有色金属冶炼对于耐火材料的要求比较复杂，既要有足够的耐高温性，还需具备一定的高温强度，同时需具备良好的抗渣侵蚀及抗炉渣、烟气冲刷的能力，因此对于炉内耐火材料的选择有着严格的要求。
同时对于各种有色金属的冶炼均有各自特点，需有选择性地选用耐火材料。
目前国内使用在有色金属冶炼行业中的耐火材料大致分为两大类：偏酸性耐火材料、偏碱性耐火材料。
偏酸性耐火材料以三价氧化物为主（Al₂O₃-SiO₂系），主要包括高铝砖、莫来石砖、锆刚玉砖等；而偏碱性耐火材料则以二价氧化物为主（MgO-Al₂O₃、MgO-Cr₂O₃系），包括镁铬砖、镁铝砖、镁铝尖晶石砖等。
1、耐火材料在铅冶金行业的设计与应用实践1）炉底设计经过多年的实际生产经验，对于铅冶炼，所使用的冶金炉包括处理各种铅物料的几十种冶金炉，但冶金炉的耐火内衬主要使用的是镁铬砖、高铝砖、高铝质的耐火捣打料等。
（1）炉底永久层区域在炉衬的设计中，炉体内各个位置不同，耐材的选择也相应变化。
以固定卧式冶金炉炉体为例，炉底一般使用的有镁铬砖、高铝砖、铝铬尖晶石及高铝质捣打料、镁质捣打料等，还有的使用高强防渗捣打料，其成分也是属Al₂O₃-SiO₂系， Al₂O₃的含量>75%。
液态铅的比重达10.6g/cm³，渗透性极强，因此炉底耐材既要有散热的功能，也要具备较高的防渗铅的能力。
目前广泛应用的做法是炉底钢板上首先铺设高铝砖，高铝砖具有较高的耐压强度（常温耐压强度40~60MPa），用作炉底底部作为垫层比较合理；在炉底垫层上部应设置一层具有抗铅渗透的耐火材料，目前采用的有镁质捣打料或高强防渗捣打料（高铝质），两种均可起到隔层的作用。
其中镁质捣打料的配比为：镁砂：镁粉=7：3，配以卤水，镁砂粒度：0.2~0.5mm70%、1.5~3.0mm 30%；高强防渗捣打料的成分则是：高铝质的各种粒度的骨料、骨粉配置而成，在经过高温烘烤后，各种粒度的骨料膨胀紧密结合，达到理想的防渗铅目的。
铅锌冶炼废渣标准-定义说明解析
铅锌冶炼废渣标准-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述铅锌冶炼是一种重要的冶炼工艺，而废渣是其生产过程中不可避免的产物。
铅锌冶炼废渣主要包括氧化渣、硫化渣和炉渣等，其中含有大量的铅、锌等有害元素。
目前，国内外对于铅锌冶炼废渣的标准和管理制度尚不完善，存在着一定的安全隐患和环保问题。
因此，本文将针对铅锌冶炼废渣的特点、现行标准分析以及制定建议进行深入探讨，旨在为完善相关标准和规范提供参考和建议。
1.2 文章结构本文分为三个主要部分：引言、正文和结论。
在引言部分，将对铅锌冶炼废渣标准的概述进行介绍，说明文章的结构和目的。
在正文部分，将分析铅锌冶炼废渣的特点，现行标准的情况以及针对铅锌冶炼废渣标准制定的建议。
在结论部分，将对全文进行总结，分析铅锌冶炼废渣标准的影响，并展望未来的发展方向。
通过这样的文章结构，读者可以全面了解铅锌冶炼废渣标准的现状和未来发展趋势。
1.3 目的本文的目的在于分析铅锌冶炼废渣的特点，并对现行标准进行评估和分析。
通过对现行标准存在的问题和不足之处进行深入的研究，我们将提出针对铅锌冶炼废渣的新标准制定建议，以便更好地规范铅锌冶炼废渣的处理和利用，保护环境，维护人民健康，促进资源的有效利用。
同时，通过对铅锌冶炼废渣标准的讨论和分析，还可以促进相关行业的技术创新和发展，提高企业的环保水平和社会责任感。
因此，本文的目的是为了完善铅锌冶炼废渣的相关标准，推动相关行业的可持续发展。
2.正文2.1 铅锌冶炼废渣特点铅锌冶炼废渣是指在铅锌冶炼过程中产生的固体废物，通常含有一定的铅、锌以及其他有害物质。
其主要特点如下：1. 复杂成分：铅锌冶炼废渣的成分复杂多样，包括铅、锌、硫、氧化物、矿物质等多种物质，其中有些物质具有毒性和危险性。
2. 高含铅含锌：铅锌冶炼废渣中含有大量的铅和锌，这些金属是其中的主要成分，也是对环境和人体健康造成危害的重要元素。
3. 酸性较强：由于铅锌冶炼过程中通常会使用酸性介质，因此铅锌冶炼废渣具有一定的酸性，其PH值较低。
有色金属冶炼炉窑上耐火材料的应用
有色金属冶炼炉窑上耐火材料的应用摘要：有色金属冶炼的主要设备就是有色金属冶炼炉窑，研究有色金属冶炼工业技术进步对耐火材料品种、质量的需求应该是耐火材料行业为有色金属冶炼炉窑延长寿命、提高产量主要的任务。
现就铜、铅、锌等主要有色金属冶炼炉窑的现状和对耐火材料的要求进行介绍。
关键词：有色金属；金属冶炼；耐火材料；炉窑目前，虽然我国耐火材料生产厂众多，但多数为规模小、技术水平低，设备落后的企业，它们占据了大量资源，对耐火材料工业的发展非常不利。
应该通过市场竞争机制，淘汰一大批技术落后的耐火材料厂，采用耐火材料行业准入管理是当务之急。
应该在加大技术改造及创新投入、加快淘汰落后产能、鼓励行业兼并重组、完善产业发展政策、充分发挥行业协会作用等方面制定切实可行的措施，使耐火材料工业的生产走上健康发展的道路。
一、再生金属工业概况目前，一些再生金属的生产企业不仅生产规模大，而且采用了一些较先进的工艺，如再生铜领域采用竖平炉工艺、倾动炉精炼工艺、再生黄铜棒电炉熔炼—潜液转流—多头多流水平连铸工艺等；再生铝领域采用侧井熔炼炉工艺、回转炉工艺、三室反射炉工艺等；再生铅领域采用短回转窑熔炼工艺、氧气底吹熔炼鼓风炉还原炼铅新技术等。
目前，再生金属行业正深入落实再生有色金属产业准入制度，再生金属行业已经走上了形式多样化、企业规模化、设备大型化、质量标准化、技术不断创新及产业升级速度加快的轨道。
在这一过程中，采用先进的再生金属熔炼设备是很关键的，而其耐火材料起着重要的作用。
以竖平炉（见图1）工艺为例：熔铜和熔铝的竖平炉是在反射炉（平炉）的尾部砌筑竖式通道（竖炉），因而称之为竖平炉。
图1 竖平炉结构图物料从竖炉顶部加入，反射炉的高温烟气从竖炉下部进入，预热物料后从竖炉上部排出。
反射炉的最大缺点是热效率低，1100℃~1350℃的高温烟气不能充分利用。
而竖平炉则因为烟气预热了物料，排出竖炉时仅400℃~600℃，大大提高了炉子的热效率。
有色金属火法冶炼用耐火材料_陈肇友
将上述原料采用不同组合与配方可制成各种名目繁 多的镁铬砖。可概括为如下一些类型或品种的镁铬砖。
（1）普通镁铬砖（即硅酸盐结合镁铬砖）：这种砖 由镁砂与铬矿制作，杂质（CaO与SiO2）含量较多，烧 成温度不高在1550℃左右。砖的显微结构是耐火Байду номын сангаас晶粒 之间由熔点较低的硅酸盐结合。
（2）直接结合镁铬砖：是由较纯镁砂与铬精矿制作， 杂质含量较低，砖的烧成温度在1700℃以上。砖的显微 结构是耐火物晶粒之间多呈直接接触。因此高温性能、 抗侵蚀性与抗冲刷性都较普通镁铬砖好。 （3）共烧结镁铬砖：砖的颗粒与细粉皆由合成共烧结 镁铬料构成。杂质含量低，在1750℃以上烧成。砖的显 微结构也是耐火物晶粒之间多呈直接接触；其化学成分、 尖晶石分布皆均匀。因此这种砖的抗侵蚀性等都甚好。
177.2 6.5 310 10.8
157.8 229.2 10.0 310 310 -
近年来，由于我国发展的需要和世界有色金属价格的 猛涨（铜为6000美元/吨，镍40000美元/吨，铅1900美元/ 吨，锌3600美元/吨，铝2800美元/吨），促进了我国有色 金属工业的大发展。即使这样，我国有些有色金属仍然短 缺，例如我国2006年生产不锈钢就需要15.1万吨镍，仍需 进口4~5万吨镍。
图5 闪速炉熔炼与炉衬耐火材料
闪速熔炼（Flash smelting）是将干燥过的硫化物精矿粉、 熔剂和氧气或富氧空气一起喷入炽热的反应塔内。在高温作 用下，炉料中硫化物在悬浮状态下迅速发生氧化反应，生成 冰铜或冰镍（铜锍或镍锍）和初步造渣。熔体进入沉淀池后， 进一步造渣并完成冰铜或冰镍与熔渣的分离。冰铜或冰镍定 时放出，送转炉吹炼，炉渣连续流入渣贫化电炉，烟气回收 制硫酸。 反应塔上部氧压较高，温度较低，塔壁形成了Fe3O4保护层， 采用直接结合镁铬砖砌筑。塔的下部端墙与侧墙以及沉淀池 渣线部位侧墙，由于所处温度高并经受高温熔体的冲刷，熔 渣和锍的渗透与侵蚀，环境恶劣；因此这些部位都砌的熔铸 镁铬砖并安装有水冷铜套。熔铸镁铬砖的理化性能示于表2。 熔铸镁铬砖生成难度大，生产率很低，成本高，近年来已被 熔粒再结合镁铬砖所代替。 塔顶为球形拱顶或吊挂平顶，采用直接结合镁铬砖。为避 免Fe3O4在熔池底部析出，炉底隔热要好。 诺兰达炉或白银炉等关键部位也都是用半再结合镁铬砖或 电熔再结合镁铬砖。
含铅、锌、铜、砷铁矿的高炉冶炼
含铅、锌、铜、砷铁矿的高炉冶炼用高炉冶炼含有铅、锌、铜、砷等元素的共生铁矿石的工艺过程。
铅、锌、铜、砷等元素对高炉炼铁都是有害元素，中国南方地区的铁矿石大都含有这些元素中的一种或几种，广东大宝山矿是典型代表。
铅、锌在高炉内被还原，虽然基本上不溶于铁水中，但它们在高炉内的行为危害高炉炉衬，降低高炉一代寿命，锌还给高炉造成结瘤危害。
铜和砷在高炉内是10017<的还原并溶入铁水，它们影响铁水质量并殃及钢的质量，因此生产中只能通过配矿来降低铜和砷进入生铁的数量。
含铅铁矿的高炉冶炼在铁矿中铅主要以方铅矿(PbS)和铅黄(PhO)的形态存在，在烧结矿中主要为硅酸铅(PbO•SiO2及2PbO•SiO2)。
铅在高炉中的走向铅的各种化合物在高炉内易分解还原，其基本反应式为PbO+CO=Pb+CO2，PbS+Fe=Pb+FeS(或借助CaO的置换作用PbS 变为PbO再被CO还原)和2PbO•SiO2+CO+FeO+2CO=2Pb+2CO2+CaO•FeO•SiO2。
在炉身中部900～1000℃温度区还原完毕，熔滴至高炉下部高温区时一部分铅液穿过渣铁层沉积于炉缸底部，一部分气化，气态铅绝大部分随煤气流上升，少量从渣铁口排出。
沉积于炉缸底部的铅液渗入炉底砌体砖缝、气孔甚至基墩以下。
炉缸内有铅液积存时，则在出铁过程中随渣铁排出挥发气化，有时铁口泥芯周边可见铅液渗出滴集铁口前。
而随气流上升的气态铅遇H2O和CO2转化为氧化铅。
氧化铅和金属铅部分粘附于炉尘上随煤气逸出，部分粘附于料块上随之下降形成循环富集，部分渗入炉衬、冷却壁填缝、风渣口各缝隙，有时冷凝的铅液会从炉壳开口、缝隙或裂纹处流出。
有的凝结于炉衬内表面。
铅对高炉的危害渗入炉底砌体的铅液随温度升高体积膨胀产生巨大破坏力，会导致砖层浮动甚至整个炉底砌体毁坏以及炉壳开裂穿漏等事故。
当炉缸铅液积存过多时则引起炉前工作失常，如铁口、主沟难以维护，堵死撇渣器酿成跑铁事故等，而随渣铁排出的铅污染炉前环境导致人体铅中毒。
金属冶炼过程中的冶炼炉用料分析
如石墨、粘土、氧化剂等，用于调节熔炼过程。
金属原料
待提取的金属元素，通过反应从矿石中提取。
冶炼炉用料的重要性
1 2
保证冶炼过程的顺利进行
优质的炉料可以提高冶炼效率，降低能耗。
提升产品质量
合适的炉料可以减少杂质，提高金属纯度。
3
延长炉体寿命
优质的耐火材料可以抵抗高温和化学侵蚀，延长 炉体使用寿命。
热膨胀系数
热膨胀系数
热膨胀系数是指物质在受热时体积膨胀的程度。在金属冶炼过程中，冶炼炉用料的热膨胀系数对炉衬 的寿命和炉膛的稳定性具有重要影响。如果热膨胀系数不匹配，会导致炉衬开裂、变形甚至脱落，影 响冶炼过程的稳定性和安全性。
总结词
热膨胀系数影响炉衬的寿命和炉膛的稳定性，是冶炼炉用料的重要物理性质之一。
金属冶炼过程中的冶炼炉用 料分析
汇报人：可编辑 2024-01-06
目 录
• 冶炼炉用料概述 • 冶炼炉用料的物理性质 • 冶炼炉用料化学性质 • 冶炼炉用料的应用场景 • 冶炼炉用料的环保影响 • 冶炼炉用料的经济性分析
01
冶炼炉用料概述
冶炼炉用料种类
耐火材料
用于炉衬，抵抗高温和化学侵蚀，保护炉体。
05
冶炼炉用料的环保影响
有害气体排放
硫氧化物
01
冶炼过程中，硫元素与氧气反应生成硫氧化物，如二氧化硫，
是大气的主要污染物之一。
氮氧化物
02
高温条件下，空气中的氮气与氧气反应生成氮氧化物，如一氧
化氮和二氧化氮，也是空气污染的主要来源。
碳氧化物
03
冶炼过程中，部分燃料不完全燃烧会产生一氧化碳等碳氧化物
要点一
替代材料的选择
矿热炉耐火材料配置方案
矿热炉耐火材料配置方案矿热炉是一种用于冶炼金属的重要设备，耐火材料的选择和配置对矿热炉的性能和寿命有着重要影响。
本文将针对矿热炉耐火材料的配置方案进行探讨和介绍。
矿热炉的耐火材料主要分为炉墙、炉底和炉顶三个部分。
炉墙是矿热炉的主要承重部分，一般采用高铝砖作为炉墙材料。
高铝砖具有耐高温、耐磨损等优点，能够有效地抵抗矿热炉内部高温和化学腐蚀的侵蚀。
同时，高铝砖还具有优良的导热性能，能够提高矿热炉的热效率。
炉底是矿热炉的支撑和矿石冶炼的主要区域，炉底的耐火材料一般采用石墨砖。
石墨砖具有高温稳定性好、耐磨损等特点，能够有效地抵抗炉底的高温和化学腐蚀。
此外，石墨砖还具有优良的导热性能和导电性能，能够提高矿热炉的冶炼效率。
炉顶是矿热炉的顶部，一般采用镁砖作为炉顶材料。
镁砖具有优异的耐火性能和热震稳定性，能够有效地抵抗炉顶的高温和化学腐蚀。
此外，镁砖还具有较低的导热性能，能够减少炉顶的热量损失。
除了以上三个主要部分，矿热炉还需要配置一些辅助耐火材料，如炉墙渣口、炉底渣口和炉顶渣口等。
这些渣口处于矿热炉的高温区域，需要使用耐火砖进行衬砌，以防止渣口的烧蚀和损坏。
在矿热炉耐火材料的配置方案中，除了选择合适的材料外，还需要考虑其布局和结构。
矿热炉的内部结构复杂，各部分之间需要有合理的连接和衔接，以确保炉体的整体稳定性和密封性。
同时，还需要考虑到耐火材料的热膨胀系数和热导率等参数，以避免因温度变化引起的破裂和损坏。
在耐火材料的配置过程中，还需要考虑到矿热炉的具体工艺条件和使用要求。
不同的矿热炉在温度、压力和冶炼物料等方面存在差异，因此需要根据实际情况选择合适的耐火材料和配置方案。
同时，还需要定期进行检查和维护，及时修补或更换损坏的耐火材料，以保证矿热炉的正常运行。
矿热炉耐火材料的配置方案对于矿热炉的性能和寿命具有重要影响。
通过选择合适的材料和合理的配置方案，能够提高矿热炉的耐火性能和热效率，延长其使用寿命。
因此，在进行矿热炉耐火材料的配置时，需要考虑到矿热炉的工艺条件和使用要求，以及耐火材料的特性和性能，以确保配置方案的合理和有效。
金属冶炼铅锌合金冶炼工艺
铅锌合金具有优良的铸造性能、 机械性能和防腐蚀性能，广泛应 用于汽车、建筑、电子、化工等 领域。
冶炼工艺的重要性
满足市场需求
随着工业的快速发展，对铅锌合 金材料的需求不断增加，冶炼工 艺的发展能够满足市场对高品质
、高性能合金材料的需求源的有效利用，降低能耗和资源消 耗，提高企业的经济效益。
THANKS
感谢观看
04
铅锌合金冶炼工艺质量控制
原料质量控制
1 2
原料来源
确保原料来自可靠的供应商，并符合相关质量标 准。
原料检验
对进厂原料进行质量检验，确保原料质量符合要 求。
3
原料储存
合理安排原料的储存和摆放，防止因储存不当导 致原料质量受损。
熔炼过程控制
熔炼温度
控制熔炼温度在合适的范围内，以保证合金成 分的均匀分布。
02
铅锌合金冶炼工艺流程
原料准备
01
02
03
精矿来源
确保铅锌精矿的品质和供 应稳定性，选择可靠的供 应商。
原料储存
建立完善的原料储存设施 ，保持原料干燥、防潮、 防尘。
原料检验
对进厂原料进行质量检验 ，确保原料成分符合冶炼 要求。
配料与混合
配料计算
根据冶炼要求和原料成分 ，计算配料比例和所需原 料量。
表面处理
根据需要进行表面处理，如涂装、镀层等，以提 高产品的耐腐蚀性和美观度。
03
铅锌合金冶炼工艺设备
熔炼设备
熔炼炉
用于将铅、锌等金属加 热至熔融状态，是铅锌 合金冶炼过程中的重要
设备。
配料设备
用于将各种原料按照一 定比例混合，以便进行
熔炼。
燃料供应系统
提供熔炼所需的热量， 通常使用天然气或煤作
铅锌矿冶炼技术
04
铅锌矿冶炼的产物与副产品
01
铅锌矿冶炼的主要产物是铅和锌 的金属单质，以及一些副产品如 铜、银、金等。
02
在冶炼过程中会产生大量的废气 、废水和废渣，这些都需要进行 妥善处理，以保护环境和人类健 康。
03
传统铅锌矿冶炼技术
烧结法
总结词
通过高温烧结将铅锌矿石与熔剂和燃料混合制成烧结块，再进行熔炼的方法。
智能化控制
利用信息技术和自动化技 术提高冶炼过程的智能化 水平，提高生产效率和产 品质量。
06
铅锌矿冶炼技术应用 案例
某大型铅锌矿冶炼厂的工艺流程与技术特点
工艺流程
该铅锌矿冶炼厂采用破碎、磨矿、浮 选、冶炼等工艺流程，将铅锌矿石加 工成金属铅和金属锌。
技术特点
该厂采用先进的浮选技术和高效能冶 炼炉，提高了金属回收率和产品质量 ，降低了能耗和环境污染。
某先进铅锌矿冶炼技术的工业试验与效果评估
工业试验
该试验对某新型铅锌矿冶炼技术进行了工业 试验，测试了该技术在提高金属回收率、降 低能耗等方面的效果。
效果评估
经过试验评估，该技术显著提高了金属回收 率，降低了能耗和生产成本，为铅锌矿冶炼
行业的技术升级提供了有力支持。
国际先进铅锌矿点二
技术特点
介绍了几种国际先进的铅锌矿冶炼技术，包括瑞典的基夫 赛特法、澳大利亚的艾萨炉法和美国的氧气顶吹熔炼法等 。
这些技术具有高效率、低能耗、低污染等特点，为全球铅 锌矿冶炼行业的技术进步做出了贡献。
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污染程度
02
03
治理难度
不同技术对环境的污染程度有差 异，包括空气、水、土壤等污染 。
不同技术产生的污染治理难度不 同，需考虑技术可行性和经济性 。
铅锌对6#高炉的危害及处理
铅锌对6#高炉的危害及处理发表时间：2018-11-06T18:26:50.903Z 来源：《防护工程》2018年第19期作者：王功寿[导读] 在高炉的日常生产中，大量的铅锌在高炉内循环富集，对高炉的顺行程度和高效长寿有着较大的影响三钢集团有限责任公司福建三明 365000 摘要：在高炉的日常生产中，大量的铅锌在高炉内循环富集，对高炉的顺行程度和高效长寿有着较大的影响，了解铅锌对高炉危害的原理，并根据6#高炉的实际情况，提出相应的解决方案。
关键字：铅锌富集；高炉长寿 1 前言近些年来，随着钢铁行业竞争形势的日趋紧张，如何降低生铁成本成为各大钢企赖以生存的目标，福建三钢是个内陆型的钢企，控制原燃料成本就显得尤为重要，因此含有大量铅锌的廉价经济矿石被应用。
虽然铅锌在高炉原料中的含量是微量的，但他们通常以氧化物和硫化物的形式进入高炉，随着高炉炉役寿命的延长，炉内参与循环富集的铅锌越来越多，严重影响高炉的顺行和缩短高炉寿命。
因此了解铅锌在高炉内的反应机理及循环过程，采取相应的措施，以保证炉况稳定顺行和高炉长寿显得尤为重要。
2 铅锌对高炉的反应及分配 2.1铅在高炉内的反应及分配铅的各种化合物在高炉内的分解还原主要涉及到PbS，PbO,PbSO4，PbO·SiO2四种物质的还原，其反应在炉身中部1000℃左右几乎全部完成，也就是说Pb在高炉内几乎100%地被还原。
Pb蒸汽会随煤气流上升过程中遇到H2O和CO2部分会再次氧化成PbO, 煤气中的PbO和金属Pb蒸汽在上升的过程中一部分粘附于炉尘上随着煤气逸出高炉外；一部分粘附于烧结矿、球团矿或焦炭上，随炉料一起下降，在高炉内形成循环和富集；一部分会粘附在炉墙上，由于密度大而渗入炉衬，冷却壁填缝，风口各套缝隙，有时冷凝的液态铅会从炉皮开口，缝隙或裂纹处流出。
通过研究发现，正常操作条件下，炉顶煤气带走的铅占高炉铅支出的82%，其中重力灰为17%，布袋灰为65%左右。
铅冶炼工艺及用能特点
铅冶炼工艺及用能特点（一）生产工艺流程目前国内外通用的炼铅工艺可分为粗炼和精炼，其中粗炼分为火法和湿法。
火法炼铅概况为传统炼铅法与直接炼铅法两大类，而直接炼铅法可简单分为闪速熔炼和熔池熔炼两种。
具体分类见图1-1（铅冶炼工艺）和图1-2（火法炼铅工艺）。
图17铅冶炼工艺U 卡尔多炉法寓吹熔炼法图1-2火法炼铅工艺珏夫赛特法SKS 法戴:萨炉炼铅法谿池熔炼 富施顶吹熔炼法 1Y 炼铅法奥斯麦特法铅冶炼工艺烧结一鼓风炉还原法闪速烯炼奥托昆普法QS1法僚］依底吹熔燎法1.传统炼铅法传统炼铅法即烧结一鼓风炉还原熔炼工艺，其主要设备为烧结机和鼓风炉，分两段分别完成氧化和还原过程，该工艺本身存在一些缺陷：烧结过程中SO2浓度偏低，烟气SO2转换率只能达90%左右，SCh利用率低；烧结过程产生的反应热不能有效回收利用，鼓风炉熔炼时需消耗大量冶金焦，能耗较高；烧结烟气中浓度低，不能有效夹带粉尘量大，烧结返料约80%,烧结成本高；鼓风炉烟气SO2回收，环保压力大；工作、卫生及操作环境差，难以实现清洁生产，对职工健康危害大。
由于该工艺较为成熟，且投资小，目前在国外铅生产仍占有重要作用，而国内该工艺己经列入《产业结构调整指导目录（2011年版）》淘汰类，属于淘汰类工艺。
2.直接炼铅法直接炼铅法分为闪速熔炼和熔池熔炼：闪速熔炼的典型代表有基夫赛特法、奥托昆普法；溶池熔炼的典型代表有QS1法、水口山法（SKS）.艾萨炉、卡尔多法等。
（1）基夫赛特法的关键设备为基夫赛特炉，主要由反应塔、电热还原区、铜水套和包括余热锅炉在内的直升烟道组成，该法在反应塔内完成氧化过程和80%左右的还原过程，在电热还原区完成20%左右还原过程。
该炼铅方法有以下特点：原料适应性强，对原料品位没有过多要求，可处理铅精矿、多金属金矿、锌渣、铅烟尘和二次铅物料等；炉子运行稳定、连续，炉体寿命长，维修费用低，作业率可高达95%以上；主金属回收率高，铅回收率98%,金银回收率99%,锌回收率60%以上；工作环境卫生条件好，烟尘率低，炉体密闭，烟尘烟气逸散少，工艺环保性好；烟气中S02浓度高，制酸成本低；自动化程度高，工人劳动强度低，所需员工数量少。
铅锌熔炼法
一,冶炼方法: 炼铅原料主要为硫化铅精矿和少量块矿.铅的冶炼方法有火法和湿法两种,目前世界上以火法为主,湿法炼铅尚处于试验研究阶段.火法炼铅基本上采用烧结焙烧——鼓风炉熔炼流程,占铅总产量的85—90%;其次为反应熔炼法,其设备可用膛式炉,短窑,电炉或旋涡炉;沉淀熔炼很少采用.铅的精炼主要采用火法精炼,其次为电解精炼,但我国由于习惯原因未广泛采用电解法. 炼锌的原料主要是硫化锌精矿和少量氧化锌产品.火法炼锌采用竖罐蒸馏,平罐蒸馏或电炉;湿法炼锌在近20年以来得到迅速发展,现时锌总产量的70—80%为湿法所生产.火法炼锌所得粗锌采用蒸馏法精炼或直接应用;而湿法炼锌所得电解锌,质量较高,无需精炼. 对难于分选的硫化铅锌混合精矿,一般采用同时产出铅和锌的密闭鼓风炉熔炼法处理. 对于极难分选的氧化铅锌混合矿,经长期研究形成了我国独特的处理方法,即用氧化铅锌混合矿原矿或其富集产物,经烧结或制团后在鼓风炉熔化,以便获得粗铅和含铅锌的熔融炉渣,炉渣进一步在烟化炉烟化,得到氧化锌产物,并用湿法炼锌得到电解锌.此外,也可以用回转窑直接烟化获得氧化锌产物. 二,精矿杂质对铅锌冶炼的影响: 1.铅精矿中的杂质: 铜:在精矿中呈含铜硫化物存在.在烧结焙烧温度下,反应为氧化铜,熔炼时还原为金属铜,进入粗铅,如粗铅含铜高(>2%)时,则需造冰铜,对铜进行回收,否则,熔炼时,铅,渣分离困难,且易堵塞虹吸道,造成处理困难,影响工人健康和铅的挥发损失大.铅产品中合铜量较高时易使铅变硬.故要求铅精矿中含铜量<3%,混合精矿含铜<1%. 锌:在铅精矿中以硫化锌状态存在,焙烧时变成ZnO.在熔炼过程中不起化学变化,大部分进入炉渣,增加炉渣粘度,缩小铅液与炉渣比重差,而使二者分离困难,影响铅的回收率.部分ZnO可能凝结在炉壁上形成炉结,使操作困难.原料中含锌高时,会造成高铁炉渣,增加铅在渣中的损失.锌易使铅金属变硬不能压成薄片,并促使硫酸对铅的腐蚀性.因此要求铅精矿含锌不大于10%. 砷:在精矿中以毒砂(FeAsS)及雄黄(As2S3)的状态存在,熔炼时,部分还原成As2O3而挥发进入烟气,形成极有害的大气环境污染.部分As进入粗铅和炉渣;粗铅中含As高时,需采用碱性精炼法除As,产出的浮渣中所含的Na3AsO4极易溶于水而污染水源,致使人畜中毒.砷易与铅形成合金,使铅硬化,故要求铅精矿中含砷不大于0.6%. 氧化镁(MgO):熔点2800℃,增加炉渣熔点,且易使铁的氧化物在渣中溶解度降低,炉渣变粘,一般含MgO达3.5%,则故障频繁,因此希望铅精矿含MgO不大于2%. 氧化铝(Al2O3):熔点2050℃,使炉渣熔点增高,粘度增大,特别是与ZnO结合成锌尖晶石(ZnO·Al2O3),在鼓风炉中系不熔物质,使炉渣熔点与粘度显著升高,故要求精矿中Al2O3不大于4%. 2.锌精矿的杂质: 铜:在精矿中常呈铜的硫化物状态存在,焙烧时,主要形成不同形式的氧化亚铜,残余的硫化铜易形成冰铜,降低炉料的熔点.湿法炼锌时,溶液中的Cu++腐蚀管道,阀门,在竖罐蒸馏时,往往有少量进入粗锌,影响商品锌质量.因此要求锌精矿含Cu不大于2%. 铅:锌精矿中含硫化铅较高时,形成易熔的铅硫,铅硫首先促使结块甚至使焙烧料熔化,阻止硫的脱除.氧化铅易与许多金属氧化物形成低熔点共晶,在800℃时开始熔化,引起炉料在沸腾炉和烟道中结块.湿法炼铅中,焙砂浸出时,转化为硫酸铅,消耗硫酸.火法炼铅中,铅的氧化物在蒸馏罐中还原所得的铅,部分气化,冷凝成为锌锭中的杂质,影响商品锌质量,焙烧矿中硫酸铅在蒸馏罐中被还原为硫化铅,与其它金属硫化物可形成冰铜,造成罐壁的腐蚀.因此要求锌精矿中含铅不大于3%. 铁:铁在锌精矿中呈铁闪锌矿存在时,焙烧时形成铁酸锌.在湿法炼锌过程中,铁酸锌用稀酸浸出不溶解,影响锌的浸出率,增加浸出渣的处理费.精矿中游离的FeS焙烧时转化为Fe2O3,硫酸浸出时呈FeSO4进入溶液,在氧化中和时,生成絮状Fe(OH)3,影响浓密机澄清速度.在火法竖罐蒸馏时,焙烧矿中的Fe2O3还原成FeO与金属铁,其中金属铁在竖罐中形成积铁,影响竖罐温度升高,使锌蒸发不充分,致使渣中含锌高;矿石中存在SiO2时,易与FeO形成硅酸盐侵蚀罐壁;当粗锌进入蒸馏塔时,粗锌含铁量直接影响塔的寿命.因此。
铅锌矿的冶炼过程与产品品质控制
冶炼过程控制
原料选择：选择优质、稳定的原料供应商 冶炼工艺：采用先进的冶炼工艺，保证产品质量 设备维护：定期对设备进行维护和保养，确保设备正常运行 质量检测：对冶炼过程中的产品进行质量检测，确保产品质量达标
质量管理体系： ISO9001、 ISO14001等
质量控制方法： 抽样检验、过 程控制等
质量标准：国家标 准、行业标准等
质量认证：第三方 认证、客户认证等
质量改进：持续改 进、质量提升等
Part Four
环境保护与资源利 用Fra bibliotek冶炼过程的环保措施
采用先进的冶 炼技术，减少 污染物排放
加强废气、废 水、废渣的处 理和回收利用
采用节能型设备和材料，如节 能灯、保温材料等
提高资源利用效率
采用先进的冶 炼技术，提高 铅锌矿的回收 率
优化生产工艺， 减少能源消耗 和污染物排放
加强废渣、废 水、废气的回 收利用，实现 循环经济
推广绿色矿山 建设，保护生 态环境，实现 可持续发展
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1
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4
Part Five
未来发展与挑战
产品检测与检验
01
检测方法：化学分析、物理测试、 无损检测等
03
检验项目：成分、纯度、硬度、韧 性等
05
检验结果处理：合格品、不合格品、 返修品等
检验标准：国家标准、行业标准、 企业标准等
02
检验频率：定期检验、抽样检验、 全检等
04
质量管理体系：ISO9001、 ISO14001等
06
品质管理体系
16 有色金属火法冶炼用耐火材料
（3）熔渣为FeO-SiO2渣系，且渣量大。由于硫化物以及 冰铜或冰镍中含有大量硫化铁，为了除去铁，在熔炼或吹 炼中要将FeS氧化为FeO： FeS+O2→(FeO)渣+SO2↑ 为此必须加硅石SiO2造渣，以形成低熔点渣。所以不管 是采用何种冶炼炉：反射炉、闪速炉、澳斯炉、诺兰达炉 或是转炉吹炼冰铜或冰镍，其熔渣的主要成分都是FeO与 SiO2，FeO含量在35%以上。 （4）由于矿石与硫化物熔体中含有色重金属都不多，因 此熔炼与吹炼时，渣量都很大，因此渣的侵蚀也就严重。
图4 火法炼铜流程
1.4.1 闪速熔炼炉[1,10] 图5示出了芬兰奥托昆普闪速炉。我国江西贵溪冶炼厂 建有铜熔炼闪速炉，甘肃金川有色金属公司建有镍熔炼闪 速炉。闪速炉主要由反应塔、沉淀池与上升烟道构成。其 优点是矿石焙烧和熔炼结合在一起进行，反应迅速，能耗 低，大大减轻了有色金属冶炼过程对环境的污染。
（4）电熔（熔粒）再结合镁铬砖：砖的颗粒与细粉皆由 电溶镁铬料构成，在高温下烧成。这种砖在耐磨、抗冲刷 性方面甚好，但抗热震性不如共烧结镁铬砖。 （5）半再结合镁铬砖：国内将由电熔镁铬料做颗粒，共 烧结料做细粉的镁铬砖称半再结合镁铬砖。严格说来应称 为熔粒-共烧结镁铬砖。具有烧结镁铬砖与电熔再结合镁铬 砖之间的一些优异性质。
一些有色重金属冶炼炉的关键部位所用镁铬砖的理化性能 示于表2 表2 一些镁铬砖的理化性能
品种 理化性能
MgO
直接结合 镁铬砖 优质镁铬 风口砖 共烧结 镁铬砖 电熔再结 合镁铬砖 进口熔粒 镁铬砖 熔铸 镁铬
~60 ~22 ~11 ~7 ~1.2
~0.8-1.0
~52 ~26 ~11 4~5 ~1.2
1.2 何种耐火材质较为适宜有色重金属冶炼炉
铅锌熔炼炉用耐材讲解
12.8.3 竖罐炼锌蒸馏炉及精馏炉用耐材
火法炼锌产出的粗锌都在精馏炉中进行的
蒸馏过程： 加料系统 蒸馏室蒸馏 锌精矿
排出残留 团矿块
竖罐精馏炉示意图
锌蒸汽被冷凝
送入精馏塔分离
耐火材料的选取
所选用的耐材应具有的特点：导热性好；耐火度、 荷重软化温度高；高温结构强度大；重烧线 变化小；耐磨性好；气密性好。
精馏塔中部外围为燃烧室。铅塔和镉塔是塔式锌精 炼炉的主体设备，它们炉型相似，中间由50~60块 塔盘层叠而成。
精馏过程
• 第一阶段 在铅塔内分离出铅铁铜锡铟等高沸点金属， 并在熔析炉中产出铅（铟）、铁锌合金和无 镉锌；
• 第二阶段 在镉塔中进行，铅塔冷凝器中产出的含铬锌 熔体流入镉塔，分馏后在其下部产出精锌， 镉则富集于冷凝器中的高镉锌内。
耐火材料的选取 炉缸和炉腰水冷板衬用镁铬砖抗碱性渣侵蚀
炉身用耐磨性的优质高铝砖和红柱石砖，抗 烧结矿块和焦炭的冲蚀；
炉顶和铅雾室连接处的斜衬体，采用高铝耐 火浇注料浇筑；
铅雾室的底和顶，用致密黏土砖或耐火浇注 料；
侧墙用粘土结合碳化硅砖，抗铅雾的冲 刷和化学腐蚀；
转子用碳化硅质耐材，抗冲刷、侵蚀且导热 性好
鼓风炉
炉衬受高温作用， 炉料、炉气冲蚀磨 损，金属氧化物沉 积使其损坏 风口区和炉缸受炉 渣侵蚀，高温作用
耐火材料的选取 普通铅鼓风炉一般为半水套形式，所用耐火材料
分为四个区域：
（1）炉身上部，温度较低，采用黏土砖炉衬； （2）炉身下部采用镁砖、镁铬砖砌筑； （3）风口区，温度最高，炉渣和金属对炉衬腐蚀，采用 水冷套冷却或者在水冷板内衬以优质黏土砖、高铝砖、 熔铸镁铬砖或高铝质浇注料； （4）炉缸和炉底，非工作层用黏土砖，工作层用致密铬 砖、镁砖或镁铬砖砌筑
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耐火材料的选取 炉缸和炉腰水冷板衬用镁铬砖抗碱性渣侵蚀
炉身用耐磨性的优质高铝砖和红柱石砖，抗 烧结矿块和焦炭的冲蚀；
炉顶和铅雾室连接处的衬体，采用高铝耐 火浇注料浇筑；
铅雾室的底和顶，用致密黏土砖或耐火浇注 料；
侧墙用粘土结合碳化硅砖，抗铅雾的冲 刷和化学腐蚀；
转子用碳化硅质耐材，抗冲刷、侵蚀且导热 性好
鼓风炉
炉衬受高温作用， 炉料、炉气冲蚀磨 损，金属氧化物沉 积使其损坏 风口区和炉缸受炉 渣侵蚀，高温作用
耐火材料的选取 普通铅鼓风炉一般为半水套形式，所用耐火材料
分为四个区域：
（1）炉身上部，温度较低，采用黏土砖炉衬； （2）炉身下部采用镁砖、镁铬砖砌筑； （3）风口区，温度最高，炉渣和金属对炉衬腐蚀，采用 水冷套冷却或者在水冷板内衬以优质黏土砖、高铝砖、 熔铸镁铬砖或高铝质浇注料； （4）炉缸和炉底，非工作层用黏土砖，工作层用致密铬 砖、镁砖或镁铬砖砌筑
精馏塔内各部分对耐材的要求
隔焰层：导热性好、强度大；
塔盘：导热性好、高温结构强度大、抗热震 性好，抵抗锌蒸汽及金属溶液侵蚀能力强；
转子：搞的抗热震性和高的机械强度
耐材的选取
综合以上的要求，精馏塔内的耐材选择如下
• 塔盘、冷凝器及转子选用碳化硅质耐材；
• 熔化炉、熔析炉、精馏塔的燃烧室及换热器和下 延部等部位的工作层，一般用黏土砖或高铝砖砌 筑，非工作层砌保温砖
• 铅锌密闭鼓风炉生产的铅约占10%，此 外，基夫赛特法直接炼铅炉，它将焙 烧和熔炼合并在同一炉中完成，从精 矿直接熔炼得到铅
锌的冶炼方法
火法炼锌： 竖罐蒸馏炉 密闭鼓风炉 电热法 湿法炼锌：两段浸出法
鼓风炉
12.8.1 铅鼓风炉用耐材
• 矩形断面鼓风炉 • 炉子本体由炉顶、炉
身、炉缸及炉底、虹 吸口、前床等部分组 成
12.8.3 竖罐炼锌蒸馏炉及精馏炉用耐材
火法炼锌产出的粗锌都在精馏炉中进行的
蒸馏过程： 加料系统 蒸馏室蒸馏 锌精矿
排出残留 团矿块
竖罐精馏炉示意图
锌蒸汽被冷凝
送入精馏塔分离
耐火材料的选取
所选用的耐材应具有的特点：导热性好；耐火度、 荷重软化温度高；高温结构强度大；重烧线 变化小；耐磨性好；气密性好。
12.8 铅锌熔炼炉用耐材
主讲人：熊小英 2013.5
铅锌冶炼工艺
其一，铅锌为独立原料， 分别单独进行冶炼; 其二，铅锌为共生矿，
冶炼同时获得粗铅和粗 锌或获得粗锌和高锌烟 尘。
生产铅的方法
火法冶金
铅的冶炼几乎全是火法，采用焙烧还原 冶炼法
湿
法
几乎不用
冶
金
• 全世界80%——85%的铅采用鼓风炉生 产
12.8.2 铅锌密闭鼓风炉用耐火材料
铅锌密闭鼓风炉由密闭鼓风炉、冷凝器（铅 雾室）和烟道组成。
为使锌蒸汽顺利排出，炉顶温度1050~1100℃，炉料
在风口区反应，使焦点温度高达1400℃，炉缸只有
渣口，前床出铅，炉渣高钙和高铁型渣，流入前床
时温度1300~1350℃，受到高温熔渣的侵蚀和冲刷，
前床寿命较鼓风炉要低。
现在大型铅鼓风炉多为密闭炉顶，炉身为全水套， 耐火材料只在咽喉口和炉缸使用。
咽喉口受炉渣侵蚀，主要用镁砖、镁铬砖、铝 铬砖等抗渣性、抗冲刷性好的耐材砌筑，还设 有特别的小水套以保护该部分的砖体。
电热前床承接有熔渣或熔炼产物对铅渣进 行保温，分离铅和渣，提高铅渣利用率的 作用。一般采用镁质、镁铬质用于工作层， 粘土质用于非工作层。
竖罐蒸馏炉断面示意图
1、竖罐蒸馏室 2、燃烧室 3、空气道 4、补炉用人孔
塔式锌精馏炉结构示意图
铅锌密闭鼓风炉结构示意图
传统的湿法炼锌工艺流程
THE END
THANK YOU
故蒸馏室用碳化硅质耐材，保证稳固性和气密性； 燃烧室工作层用优质高铝砖，其他部位用黏土砖； 空气道和炉子外墙用黏土砖； 冷凝器用碳化硅质耐材； 转子用石墨质材料，碳化硅质材料可以提高其寿命
12.8.3.2 塔式锌精馏炉
粗锌精馏炉的作用
将液态粗锌经多级蒸馏之后，分别得到度为99.6%以 上的纯锌和金属铅、镉。 组成：熔化炉、熔析炉、燃烧室、精馏塔、冷凝器。
精馏塔中部外围为燃烧室。铅塔和镉塔是塔式锌精 炼炉的主体设备，它们炉型相似，中间由50~60块 塔盘层叠而成。
精馏过程
• 第一阶段 在铅塔内分离出铅铁铜锡铟等高沸点金属， 并在熔析炉中产出铅（铟）、铁锌合金和无 镉锌；
• 第二阶段 在镉塔中进行，铅塔冷凝器中产出的含铬锌 熔体流入镉塔，分馏后在其下部产出精锌， 镉则富集于冷凝器中的高镉锌内。