有色金属铅冶炼方法.

1、氧气底吹熔炼一鼓风炉还原炼铅新技术二OO六年八月二日氧气底吹熔炼一鼓风炉还原炼铅法传统的烧结-鼓风炉炼铅法面临环保要求日趋严格的挑战。中国有色工程 设计研究总院联合多家冶炼厂，就氧气底吹熔炼-鼓风炉还原炼铅工艺进行联 合攻关。在经过工业试验和工业验证试验后，对两座炼铅厂（河南豫光金铅集 团和池州有色金属公司）采用该工艺进行了设计，设计范围包括精矿储存、配 料、混合制粒、氧气站、底吹熔炼、酸厂、鼓风炉还原熔炼等，且现已建成投 产。烧结-鼓风炉炼铅法采用底吹氧化熔炼处理铅精矿，富铅渣用鼓风炉还原 熔炼，已实现工业化生产。实践证明，该工艺技术先进，环保效果明显。一、氧气底吹熔炼一鼓风炉法简介氧气底吹

2、熔炼一鼓风炉还原炼铅法工艺流程为：熔剂、铅精矿或二次铅原 料及铅烟尘经配料、制粒或混捏后进行氧气底吹熔炼 ，产出烟气、一次粗铅和 铅氧化渣，烟气经余热锅炉回收余热和电收尘器收尘后采用二转二吸工艺制酸 尾气排放,铅烟尘返回配料。铅氧化渣经铸块后与焦块、熔剂块混合后入鼓风 炉进行还原熔炼，产出炉渣、烟气和粗铅，烟气经收尘后放空，铅烟尘返回配料。工艺主要设备包括可旋转式氧气底吹熔炼炉，多元套管结构氧枪（多通道 水冷高温喷镀耐磨底吹氧枪），特殊耐磨材质的氧枪口保护砖，浅层分格富铅 渣速冷铸渣机（铅氧化渣铸渣机），带弧型密封罩和垂直模式壁中压防腐余热 锅炉，全封闭铅烟尘输送配料等，新型结构鼓风炉（双排风

3、口大炉腹角高料柱）工艺的核心设备是氧气底吹熔炼炉。熔炼炉炉型结构为可回转的卧式圆筒 形，在炉顶部设有23个加料口，底侧部设有36个氧气喷入口，炉子两端分 别设一个虹吸放铅口和铅氧化渣放出口。炉端上方设有烟气出口。铅精矿的氧化熔炼是在一个水平回转式熔炼炉中进行的。铅精矿、铅烟尘、熔剂及少量粉煤经计量、配料、圆盘制粒后，由炉子上方的气封加料口加入炉 内，工业纯氧从炉底的氧枪喷入熔池。氧气进入熔池后，首先和铅液接触反应 生成氧化铅（PbO ）,其中一部分氧化铅在激烈的搅动状态下，和位于熔池上 部的硫化铅（PbS）进行反应熔炼，产出一次粗铅并放出SO2。反应生成的一次 粗铅和铅氧化渣沉淀分离后，粗铅虹

4、吸或直接放出，铅氧化渣则由铸锭机铸块 后，送往鼓风炉工段还原熔炼，产出二次粗铅。出炉SO2烟气采用余热锅炉 或汽化冷却器回收余热，经电收尘器收尘，送硫酸车间处理。熔炼炉采用微负 压操作，整个烟气排放系统处于密封状态，从而有效防止了烟气外逸。同时， 由于混合物料是以润湿、粒状形式输送入炉的，加上在出铅、出渣口采取有效 的集烟通风措施，从而避免了铅烟尘的飞扬。经实地检测，熔炼车间岗位含铅 尘低于0. 1m g/Nm 3,完全达到了国家劳动卫生标准。由于在熔炼炉内只进行 氧化作业，不进行还原作业，工艺过程控制大为简单。氧气底吹熔炼一次成铅率与铅精矿品位有关，品位越高，一次粗铅产出 率越高。为适应下一

5、步鼓风炉还原要求，铅氧化渣含铅应控制在40%左右，略 低于烧结块含铅率，相应地,一次粗铅产出率一般为35%40% ,粗铅含S 95氧气底吹熔炼炉工业氧气消耗量/ (m 3 t1粗铅）300350氧气底吹熔炼燃料率/ %0210氧气底吹熔炼炉次粗铅产出率/ %4555一次粗铅品位/% 9815铅氧化渣含Pb/ %4050铅氧化渣含S/ % 015氧气底吹熔炼烟尘率/ %1215氧气底吹熔炼炉出炉烟气S02浓度/ %1214制酸后尾气含SO2/ （mg m3） 97S回收率/ % 95Au回收率/ % 98Ag回收率/ % 98鼓风炉渣含Pb/ %34氧枪寿命/d2050余热锅炉蒸气产出量（410

6、MPa） /(t t - 1粗铅）015018三、工艺主要特点(1) 环境保护好由于熔炼过程在密闭的熔炼炉中进行，避免了烟气外逸，S02烟气经二转 二吸制酸后，尾气排放达到了环保要求。铅精矿或其他铅原料配合制粒后直接 入炉,没有烧结返粉作业，生产过程中产出的铅烟尘均密封输送并返回配料，防止了铅烟尘的弥散；同时在虹吸放铅口设通风装置，防止铅蒸气的扩散。彻底解 决了铅冶炼烟气、烟尘污染问题。河南豫光经环保部门实测，生产岗位含尘量为7mg/ m3 ,其中铅尘含量0103 mg/ m3 , 硫酸尾气SO2含量 100mg/ m3。均 远低于国家排放标准。实际生产比较证明，氧气底吹熔炼炉前噪音较低，岗位

7、操 作环境优于氧气顶吹熔炼(ISA 法和Ausmelt法)。(2) 能耗低与传统流程相比，氧气底吹实现了自热熔炼并回收了高温烟气中的余热；熔炼炉已产出一次粗铅，鼓风炉物料处理量大幅减少，焦炭消耗相应节省了 30 %40 %。与氧气顶吹熔炼(ISA法和Ausmelt法)相比,由于采用工业纯氧 熔炼,动力消耗较少。(3) 投资省前述两厂的吨铅基建投资为3 0003 500元，与国外较先进的炼铅工艺 相比，相同生产规模节省投资40 %60 % ;由于工艺流程短，相同生产规模较传 统烧结机一鼓风炉流程投资亦可节省20 %;新工艺尤其适合烧结一鼓风炉流程 的技改：除烧结设施外，其余设施均可通过适当改造加

8、以利用，从而可进一步节 省技改费用。(4) 生产成本低与国外较先进的炼铅工艺相比，投资省,折旧费用低，生产成本低；和传统 流程相比，生产过程简单，动力和焦炭消耗量少，生产效率高，人工费用低，同时 有价金属和硫回收率高，生产成本相对亦较低，据实际生产测算，和烧结机一鼓 风炉流程相比，每吨粗铅生产成本降低约10 %。(5) 对原料适应性强氧气底吹熔炼炉既可直接处理各种品位的铅精矿，又可 同时处理各种二次铅原料。实际生产中，上述两厂处理的铅原料含铅品位在45 %65 % ,均能正常作业。(6) 自动化水平高氧气底吹熔炼过程采用DCS控制系统，实现了配料、制粒、供氧、熔炼、 余热锅炉、锅炉循环水、电收

9、尘、高温风机等全流程、全部设备的集中控制。(7) 产品质量好氧气底吹熔炼炉产出的一次粗铅品位高，烟气制酸可产出无色透明的一级酸。4新工艺应用中的问题讨论(1) 关于氧枪寿命影响氧枪寿命的因素有氧枪结构、 材质、制造工艺、操作参数和冷却介质， 控制合理的氧气流速对提高氧枪寿命有显著效果。(2) 关于熔炼烟尘率由于PbS在高温下有较大挥发性，铅熔池熔炼过程烟尘率较高。生产中降低 烟尘率的关键因素是控制较低的熔炼温度和较高的PbO活度。(3) 关于鼓风炉还原氧气底吹熔炼炉产出的铅氧化渣含硫较低，有效防止了由ZnS造成的炉结 的产生。生产中基本不需要清理炉结。针对铅氧化渣熔点较低等特点，为降低渣含铅,

10、除需调整渣型和适当提高焦率外，应严格控制较高的料柱和适当的床能力。氧气底吹熔炼一鼓风炉还原炼铅新工艺除根治了铅冶炼的环境污染外，还具有投资省、节能、生产成本低和对原料适用性强等优点 ，工艺技术水平达到 国际先进。该工艺及装置的投产成功，为国内外炼铅行业新建和技改起到良好 示范作用，具有广阔的推广前景。附：河南豫光金铅集团有限责任公司生产工艺简介主要工艺过程1电解铅生产公司所进矿源主要为浮选后的硫化铅精矿，用抓斗吊车进行预配料，再与辅料混合，混合料由梭式布料机给烧结机布料，烧结采用鼓风返烟烧结，烧结 机大烟罩较高浓度的二氧化硫烟气收尘后送非定态制酸系统生产硫酸。产出的烧结块经振动筛筛分，筛下物进

11、返粉破碎系统，筛上合格块料进入鼓风炉，鼓 入空气进行熔炼产出粗铅和炉渣。炉渣进入电热前床保温沉淀分离有价金属， 沉铅后炉渣进烟化炉提锌，烟化炉渣作为弃渣堆放。粗铅投入熔铅锅采用无硫 除铜工艺脱除铜，除铜后液铸成阳极板进行电解。电解产出析出铅和残极。 析出铅进一步精炼熔铸成成品电解铅锭。 残极进入残极洗槽，用洗刷机清洗附 集的阳极泥，阳极泥水洗脱酸后送金银生产。2. 金银生产公司金银生产根据铅阳极泥成分的差异分走两条工艺路线。 阳极泥金银品位较 高时，采用全湿法工艺：铅阳极泥氧化、浸出脱除贱金属杂质，液回收镝、铋、 铜等有价金属，废液沉砷处理达标排放，脱杂后的渣分离金、银、产出金、银 粉，银粉铸

12、片送电解，金铸成成品金锭。阳极泥金银品位较低时，从成本、环 保方面考虑，采用湿法转炉工艺，阳极泥氧化浸出脱除贱金属，液的处理与全 湿法相同，渣投入转炉生产，产出合金板。产出的合金板及湿法阳极板投入硝 酸银溶液电解，产出电银粉水洗、烘干后铸成成品银锭。电解铅生产主要设备烧结机45m21台；电热前床131台；阳极板铸板机组：Q=200片/ h 2 台；始极片机组:Q=500片/h 2台；烟化炉1台；电解铅铸锭机组：Q=13.6t/h 2台。3. 综合回收利用公司铅生产用硫化铅精矿，因原料来源广泛，成分复杂，除主金属外，还 有大量的铜、锑、铋、金、银、铂、钯、硫、锌等有价元素可供回收利用。其中铅冶炼

13、过程中硫是利用返烟鼓风烧结提高 SO浓度，采用了国际先进 的非定态制酸技术生产硫酸，年产硫酸 3万吨。锑、铋在金银生产中得到富集 进一步处理产出精锑、精铋。铅冶炼产出的废渣经烟化处理，产出副产品氧化 锌，年生产能力8000吨，为提高产品附加值，投资建成了高级活性氧化锌生产 厂，年产高级活性氧化锌1500吨。铅精炼产出的除铜渣及铅冰铜投入反射炉富 集，吹炼产出粗铜。“铅冶炼烟气（尘）综合治理技改项目”建成后，冰铜的 产量将大增，拟采用氧压浸出$电解技术，建成年产2万吨的电铜厂。4. 环境保护治理近年来公司对环保工作愈来愈重视， 工业污染得到了系统的治理，针对铅冶炼烧结机烧结产出的低浓度SO气体，

14、采用国际先进的非定态制酸技术进行 回收，生产硫酸，冶炼过程中产生的烟尘，采用了大布袋收尘器，脉冲除尘器、 电收尘、水膜除尘器等设备，在金银生产车间采用了专利技术，收尘效率在90% 以上。公司废水主要有硫酸生产废水、湿法冶炼废水、电镀废水、冲渣废水等， 采用了多点治理统一排放，直接在车间增加环保设施，使废水达标后出车间废 水口。如贵金属冶炼废水，由哈尔滨环保设备厂设计并使用了专利技术，在车 间进行了废水中重金属杂质的治理， 初步回收了重金属。处理后部分废水返回 生产使用，其余废水治理达标后排出车间，硫酸废水在工程建设时已配套石灰 中和的废水处理系统。在铅熔炼系统建成了车间废水循环利用设施。又在公

15、司废水总排放口建设废水处理站，公司废水循环利用已达60%以上。河南豫光金铅集团50kt/a粗铅冶炼系统采用氧气底吹熔炼工艺，配套的65kt/a铅冶炼烟气制酸系统处理副产烟气，进入净化工序烟气量为24680mVh、SQ为8.9 %。工艺特点：制酸系统采用高效洗涤器-气体冷却塔-一级电除雾器-二级 电除雾器净化，两转两吸工艺流程。由于烟气二氧化硫浓度较高，采用了VW i-mna 3+2”换热转化流程，保证尾气排放达标。该转化换热流程具有对 冶炼烟气气浓气量波动适应性强，热稳定性好等特点；总转化率可以达到99.7% 以上。附：1 .河南豫光金铅集团有限责任公司工艺流程图见表 12 .南豫光金铅集团有

16、限责任公司制酸系统主要设备见表2表1河南豫光金铅集团有限责任公司工艺流程图溶剂硫化铅精矿（PbS） 烟尘斗(SiO、CaO Fe)制酸系统（氧气、冷却空气）富氧空气烟尘孙溶剂焦炭1二次粗铅一次粗铅高铅渣 烟 气-收尘-烟气粉煤空气火法精炼铸阳极板电解液*电解精炼铸块鼓风炉还原熔炼还原炉渣烟气处理废气排空烟气-炉渣收尘烟气烟化炉收尘-烟气一*1 F浮 渣 送矿山作胶结充填骨料制酸系统铅阳极泥阳极泥处理电解液处理废电解液金、银、铌回收表2 河南線光金钳集团65 kt/a铅冶炼烟气辆酿系配主要设备及規格设备名称数储恪备注律化工序髙效洗廉器143 000 mm x 12 000 nun气体冷却塔13 060 mm x 10 895 mm一级电除籌器2M294二级电除祥轎2M294鞫整冷却赭2M15-MFML.82.5m1引进转化工序转化器1$5 824 mm x 21 600 nim】换热II1换热佃积467 mD換热器1抉热面积467 m1miMMf2换热面枳4O2mIV换热棉1敎热面91ICM m3V換热器2金热面积426 m3so,皴风机1C700 - 1. 3492/0.妙4.710 kW干吸工序干燥塔13 700 mm x 14 830 mm一吸塔1$3 700 mm