浅谈炼铅工艺选型(终稿)

浅谈炼铅工艺选型

【摘要】本文介绍了国内外的主要炼铅技术,“三连炉”炼铅法的工艺特点，对比分析了主要炼铅工艺的优缺点，肯定了“三连炉”炼铅法的优势。

【关键词】铅冶炼；三连炉；底吹氧化；高铅渣；侧吹还原；综合能耗

一、概述

为促进铅锌行业的结构调整和产业升级，国家发改委发布了《铅锌行业准入条件》，从工艺、产能、环保等多方面对铅锌行业设立了准入门槛。行业门槛的提高，促使我们在改建或新建冶炼项目的工艺选型上变得更加谨慎，对环境保护、再生资源的利用和节约能耗等方面变得更加重视，工艺选型成为了我们冶炼企业的首要课题。

粗铅冶炼可分为传统工艺和新工艺两大类。长期以来，我国炼铅厂基本上都采用传统的烧结—鼓风炉工艺生产。由于传统炼铅的工艺、环保及能耗指标已经不能满足日趋严格的环保法规和节能降耗等要求，故该工艺已被国家列为限期淘汰的生产工艺。

利用率低、铅蒸气和铅粉针对传统工艺的生产流程长、能耗高、返料量大、SO

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尘污染环境、劳动条件差等问题, 世界各国开展了大量研究。自20世纪50年代以来, 国内外先后研究开发了多种直接炼铅新工艺。按照实现强化作业的技术手段可分为闪速熔炼和熔池熔炼两大类。

属于闪速熔炼的有：基夫赛特法( Kivcet)、奥托昆普熔炼法、柯明科法和沃克拉法。其共同特点是：将炉料经过充分磨细和深度干燥后，用工艺过程气体高速送入高温反应器内，在高度分散状态下实现PbS的氧化和造渣过程，含PbO的炉渣再经过还原处理。

属于熔池熔炼的有：QSL法、艾萨法(ISASMELT)或赛罗炼铅法、奥斯麦特法、诺兰达法以及圣约瑟夫法等。其冶金反应过程集中于被工艺气体强烈搅动的熔体中, 对炉料的物理状态要求不高。

瑞典波立顿公司开发的顶吹转炉熔炼法( TBRC法)，也称卡尔多法（Kaldo)。兼有闪速熔炼和熔池熔炼的特点。

目前，国内大部分铅冶炼企业都在陆续引进国外炼铅技术或联合开发新技术，

正在对传统的烧结焙烧—鼓风炉还原熔炼工艺进行改造升级。传统的炼铅工艺正在逐渐被直接炼铅工艺所取代，直接炼铅已成为现代炼铅技术的主流。

国内自主联合开发的炼铅新技术有：I—Y炼铅法； SKS (水口山) 法；熔融铅氧化渣侧吹还原技术；“三连炉”炼铅等新工艺。上述工艺中，I—Y炼铅法和SKS法已经实现了稳定持续的生产，并取得了良好的技术经济指标，为我国大部分的铅冶炼厂所采用。SKS法和I—Y炼铅法在工艺上都是在熔炼炉内主要完成氧化脱硫，同时产出一部分粗铅和高铅渣。高铅渣均是通过铸渣机铸成块状再送入鼓风炉进行还原熔炼，产出的炉渣流至电热前床贮存保温，用烟化炉提锌。

二、国外炼铅新技术

2.1闪速熔炼

2.1.1基夫赛特法（Kivcet）

前苏联全苏有色金属矿冶科学研究所开发的“氧气鼓风旋涡电热熔炼”即基夫赛特法( Kivcet)，属于闪速熔炼一电热还原法。其反应过程主要在基夫赛特炉的反应塔空间进行。该法将含铅物料、熔剂同工业氧气（～95%）喷入竖炉内，反应温度1300-1400℃，硫化铅精矿在悬浮状态下完成氧化脱硫和熔化过程，生成粗铅、高铅的烟气，并放出大量热。焦炭在反应塔内的沉淀熔体上面形成赤热的焦炭炉渣和含SO

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层，将含有一次粗铅和高铅炉渣的熔体进行过滤，使高铅渣中的PbO被还原出金属铅来，在这里，约有80%～90%的氧化铅被还原。熔体中氧化锌也被还原进入烟尘。

工艺特点:1.连续作业，氧化和还原在一个炉内完成，生产环节少；2.烟气量少，浓度高；3.烟尘率低，烟尘直接返回炉内冶炼；4.带走的热少，余热利用好。烟气SO

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工艺优点：1.原料适应性强,原料Pb 20～70%,也能处理含铅锌渣料;2.主要金属回收率高，综合回收较好；3.渣含铅低，＜2.0%；4.生产成本低，粗铅综合能耗0.35t 标煤/t ；5.炉子寿命长，炉寿可达3年，维修费用省。6.劳动条件好；

工艺缺点：1. 原料准备比较复杂：对炉料和水分要求严格，粒度要控制在0.5mm 以下，最大不能超过1mm，需要干燥至含水在1%以下； 2.一次性投资较高。

工业应用：80年代用于大型工业生产。1986年初在哈萨克斯坦的乌斯季—卡缅诺尔斯克建成基夫赛特法炼铅厂。1986年意大利Samim公司购买其专利建维斯麦港KSS

厂，目前在生产；1996年底，加拿大Cominco公司120000t/a粗铅的基夫赛特炼铅厂投产成功。工业生产实践充分证明该技术的工业应用是成功的。

2.1.2 奥托昆普熔炼法

奥托昆普熔炼法是芬兰奥托昆普公司开发的一种熔炼法。从60年代起，该公司便在原来炼铜的试验炉上进行炼铅试验，并在1980~1981年完成了中间试验工作，试验结果良好。奥托昆普熔炼法与基夫赛特熔炼法设备很相似。氧化段为闪速熔炼炉，还原段为电炉。奥托昆普法是熔炼炉与还原电炉分开设置，其间用溜槽连接，在电炉中顶吹粉煤进行熔体的还原作业。生产的灵活性好，控制比较方便。

硫化铅精矿炉料在回转窑内顺流干燥至含水小于0.3%。熔炼炉和电炉的温度为1200~1300℃。产出粗铅含硫0.1~0.5%，渣含铅20%~40%，炉渣放入电炉，并在炉内

浓度为40~65%。用两个粉煤喷嘴连续进行还原，使废渣含铅降至1%~3%。烟气中的SO

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目前，此工艺已在灵宝市华宝公司投产应用。

闪速熔炼工艺流程复杂、设备庞大、投资较大,是目前几种直接炼铅技术中单位产品投资最高的工艺。基夫赛特法特别适合于大型冶炼厂，规模在10 ×104 t/ a 以上的炼铅厂采用该工艺还是比较适宜的。

2.2 熔池熔炼

2.2.1 QSL法

德国鲁奇公司开发的氧气底吹直接炼铅法(QSL法)属于底吹熔池熔炼。原料适应性强, 可以处理二次铅物料和块状物料, 炉料不需要干燥可直接入炉, 备料简单,

流程简短, 投资相对较低。

采用氧气底吹熔炼, 底喷粉煤还原, 工艺操作难度大, 还原段工艺技术条件复杂, 还原深度不易控制, 熔池底部的铅层直接暴露在喷枪口高温燃烧气体的冲击搅

动下, 不可避免地将增大铅的挥发损失, 炉内澄清分离条件不良。喷枪外径仅35～40mm , 氧化段喷枪由2 根同心管组成, 还原段喷枪分3 层。氧、氮、粉煤、空气的供应系统过于精细和复杂, 维修困难, 喷枪使用寿命短, 需经常停风换枪, 影响生

产稳定连续运行。QSL 法投产周期长, 烟尘率和渣含铅高, 炉渣需进一步贫化处理,因此直收率低。目前采用QSL 法的炼铅厂有3 家: 中国西北铅锌冶炼厂, 德国施托贝尔格厂和韩国温山冶炼厂。其中德、韩两厂已有8 年以上连续生产经验,实际生产