国内铅熔池熔炼技术简述

1、国内铅冶炼熔池熔炼技术简述国内铅冶炼熔池熔炼技术简述蒙自矿冶有限责任 公司 徐培伦2国内铅冶炼熔池熔炼技术简介顶吹熔池熔炼技术侧吹熔池熔炼技术底吹熔池熔炼技术熔池熔炼技术熔池熔炼（bath smelting）的定义 熔池熔炼 ：熔池熔炼是向炉内熔体吹入纯氧或富氧空气的冶炼，使加入的物料在熔池中被气体湍流包裹、搅动，完成快速的传热传质、并进行激烈的物理化学反应的过程。也就是使精矿在熔池中同时进行加热、熔化、氧化、造渣和产品汇集的过程。熔池熔炼技术的发展熔池熔炼的最早应用可追溯到19世纪末和20世纪初，转炉吹炼铜锍和烟化炉贫化熔炼铅鼓风炉渣先后用于工业生产。进入20世纪70年代，氧气（富氧）的利用

2、相继出现了许多熔池熔炼的新方法。其中包括诺兰达法(1973)、三菱法(1974)、特尼恩特法(1977)、白银炼铜法(1980)、氧气底吹炼铅法(1981)、瓦纽科夫熔炼法(1984)、顶吹旋转转炉法(TBRC)、艾萨熔炼法炼铅和转炉直接炼铜法等。国内熔池熔炼炼铅技术p底吹炼铅技术p顶吹炼铅技术p侧吹炼铅技术底吹炼铅技术QSL直接炼铅法n1984年原国家计委批准中国有色金属总公司从德国鲁奇公司（Lurgi）引进QSL炼铅法，该法属于熔池熔炼直接炼铅法。该项目属于国家“七五”重点项目，建设地点位于甘肃省白银有色金属集团公司，并于1990年年底建成投产，但因氧枪寿命短（小于2周）、还原效果差、余热

3、锅炉能力等问题，于1991年3月停产。n鉴于德国斯托尔贝格（Stolberg)和韩国温山（Onsan)的QSL工厂相继工业化运行，氧枪寿命大于4周、终渣含铅小于5%；白银QSL工厂借鉴成功经验进行改造，于1995年7月再次运行，并取得预期效果，但因经济效益和决策问题，白银QSL工厂于1996年6月停产至今。SKS（水口山炼铅法）u为配合QSL炼铅法的引进和消化，1986年中国有色金属总公司在水口山矿务局三厂建立试验工厂，该试验工厂由氧化段（即氧气底吹炉）和还原电炉组成。因氧枪寿命、风口砖寿命、还原效果等原因，尽管进行10次以上的试验，但均未取得预期效果，于1988年停止试验。u1992年以后德

4、国斯托尔贝格（Stolberg)和韩国温山（Onsan)的QSL工厂相继工业化运行，尤其是1995年白银QSL工厂改造后的运行指标，使国内的豫光金铅、池州冶炼厂、水口山矿务局以及北京有色设计院重新审视氧气底吹炼铅法，决定采用QSL炼铅法的氧化段与鼓风炉结合，即可以解决烧结过程污染问题，又可以避免还原段还原效果差的问题。从而诞生了SKS炼铅法。SKS（水口山炼铅法）n水口山炼铅法：氧气底吹炉+鼓风炉还原n2002年中期，河南豫光金铅和安徽池州冶炼厂相继建成SKS工厂，同年8月安徽池州冶炼厂的氧气底吹炉一次投产成功（河南豫光金铅虽然5月份点火试车，但因制氧机组故障和虹吸口钢板开裂，其成功运行在池州

5、之后）。n尽管SKS炼铅法较传统的烧结鼓风炉有较大优势，但仍属于两段冶炼过程，尤其是冷的块料（高铅渣）进入鼓风炉还原，浪费潜热、无法摆脱对焦炭的依赖。n为了弥补以上不足，相关单位相继开发液态高铅渣底吹或侧吹直接还原技术。底吹还原技术u底吹还原炉为一长圆筒形卧式冶金炉，检修时可作90转动，底部安装有还原喷枪，数量610支，顶部设置有熔剂和碎煤加入口、烟气出口和电极孔，两端分别布置有虹吸放铅口和放渣口。u类似于QSL反应器的还原段，底部喷枪喷入粉煤、氧气和保护性氮气，在约1200的温度下，依靠喷入的粉煤和顶部加入的碎煤还原熔渣中的PbO,产出粗铅、终渣（含铅小于3.0%）、高温烟气和铅锌烟尘。u与

6、QSL反应器所不同的是，在底吹还原炉靠近放渣口的顶部设置有三根电极，用以渣铅澄清、提高放渣区域的熔池温度。u目前，该技术已在河南安阳岷山和山东恒邦投入运行。底吹还原技术p与中国恩菲工程技术有限公司开发的电热底吹还原炉所不同的是，河南豫光金铅独立开发的底吹还原炉取消了顶部的电极，底部的喷枪喷入天然气代替粉煤。p由以上结构特点可以看出，豫光金铅的底吹还原炉与鲁奇公司当初给加拿大柯明科公司设计的QSL炉还原段极为相似，主要区别在于其顶部设置加料口，以便加入碎煤来提高还原能力。p当初柯明科公司的QSL炉因天然气还原效果较差（渣含铅大于10.0%），后该工厂被拆除并由基辅赛特（Kivcet）工艺所替代，

7、但可以定性的判断出：顶部加入碎煤对于将渣含铅降低至3.0%以下是至关重要的！侧吹还原技术l中国恩菲工程技术有限公司和济源市金利有限责任公司合作开发的侧吹液态高铅渣直接还原技术，自2009年9月开始试验，至2010年通过验收。l侧吹还原技术的主要设备是侧吹还原炉，它是底部带有炉缸、下部设置水套、上部砌筑耐火砖的矩形立式冶金炉。l侧吹还原炉类似于前苏联的瓦纽科夫（Vanyukov）炉，瓦纽科夫炉基本上应用于铜冶炼，后中南大学宾万达教授与河南新乡中联总公司合作，将瓦纽科夫炉做了改进，于2001进行工业化试验，2004年通过河南省科技厅的鉴定；2009年河南万洋与河南豫北两家公司加入，共同合作开发8.

8、4m2侧吹还原炉，据报道，于2011年取得成功。国内代表性的底吹炼铅技术u氧气底吹炉+鼓风炉（湖南水口山、云南祥云飞龙等）u氧气底吹炉+底吹还原炉（河南豫光金铅）u氧气底吹炉+底吹电热还原炉（安阳岷山、山东恒邦、蒙自矿冶）u氧气底吹炉+侧吹还原炉（河南金利、河南万洋、河南豫北等）顶吹炼铅技术p浸没式顶吹（ISA或Ausmelt）炼铅技术已成功应用于铜冶炼、锡冶炼、铅冶炼和浸出渣处理。p顶吹炼铅技术的核心设备为艾萨炉（ISA）或澳斯麦特炉（ Ausmelt），为立式圆柱体炉，内衬耐火材料，顶部设有垂直烟道和布置有喷枪口、加料口、烧嘴口、探料口的顶盖。p顶吹炼铅技术的核心是一支浸没于熔池里的垂直喷

9、枪，通过喷枪将燃料及工艺气体（空气和富氧）喷入熔池，入炉原料、熔剂等通过顶部进料口落入激烈搅拌的熔池，从而完成融化、氧化、造渣等过程。国内代表性的顶吹炼铅技术u艾萨炉+鼓风炉 云南驰宏锌锗股份有限公司云南驰宏锌锗股份有限公司 ，2005年6月在曲靖有色基地投入生产，初期生产并不顺利，主要表现在：连续性差、喷枪寿命短（1天）、烟尘率高（大于30%）、余热锅炉故障等。u奥斯麦特炉 云南锡业股份有限公司云锡铅业分公司，云南锡业股份有限公司云锡铅业分公司，2010年7月投产试车，该工厂粗炼部分为“一炉三段”模式，即采用一座奥斯麦特炉完成“氧化、还原、烟化”过程，据称目前仅可以完成氧化和还原过程。u艾萨

10、炉和奥斯麦特炉工艺的主要区别在于喷枪的结构，炉型和其它配置基本相同。侧吹炼铅技术l侧吹还原技术已在前有叙述，不再重复l侧吹氧化炉类似于前苏联的瓦纽科夫（Vanyukov）炉，中南大学宾万达教授与河南新乡中联总公司合作，将瓦纽科夫炉做了改进，于2001进行工业化试验，2004年通过河南省科技厅的鉴定。l侧吹氧化炉是一座由三层冷却水套围成的横断面呈矩形的炉子，自下而上，可以把炉子分为炉缸、炉身和炉顶三部分。炉身分为熔池区和再燃烧区，其两侧有工艺风口和再燃风口，炉子的一端设有加料口，另一端为虹吸井。侧吹炼铅技术p侧吹氧化炉型与鼓风炉相似，区别在于渣虹吸井高度高于工艺风口约500mm，以便形成熔池，熔池的深度由渣