有色金屬鉛冶煉方法.

1、氧氣底吹熔煉一鼓風(fēng)爐還原煉鉛新技術(shù)二OO六年八月二日氧氣底吹熔煉一鼓風(fēng)爐還原煉鉛法傳統(tǒng)的燒結(jié)-鼓風(fēng)爐煉鉛法面臨環(huán)保要求日趨嚴(yán)格的挑戰(zhàn)。中國(guó)有色工程 設(shè)計(jì)研究總院聯(lián)合多家冶煉廠，就氧氣底吹熔煉-鼓風(fēng)爐還原煉鉛工藝進(jìn)行聯(lián) 合攻關(guān)。在經(jīng)過工業(yè)試驗(yàn)和工業(yè)驗(yàn)證試驗(yàn)后，對(duì)兩座煉鉛廠（河南豫光金鉛集 團(tuán)和池州有色金屬公司）采用該工藝進(jìn)行了設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)范圍包括精礦儲(chǔ)存、配 料、混合制粒、氧氣站、底吹熔煉、酸廠、鼓風(fēng)爐還原熔煉等，且現(xiàn)已建成投 產(chǎn)。燒結(jié)-鼓風(fēng)爐煉鉛法采用底吹氧化熔煉處理鉛精礦，富鉛渣用鼓風(fēng)爐還原 熔煉，已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。實(shí)踐證明，該工藝技術(shù)先進(jìn)，環(huán)保效果明顯。一、氧氣底吹熔煉一鼓風(fēng)爐法簡(jiǎn)介氧氣底吹

2、熔煉一鼓風(fēng)爐還原煉鉛法工藝流程為：熔劑、鉛精礦或二次鉛原 料及鉛煙塵經(jīng)配料、制?；蚧炷蠛筮M(jìn)行氧氣底吹熔煉 ，產(chǎn)出煙氣、一次粗鉛和 鉛氧化渣，煙氣經(jīng)余熱鍋爐回收余熱和電收塵器收塵后采用二轉(zhuǎn)二吸工藝制酸 尾氣排放,鉛煙塵返回配料。鉛氧化渣經(jīng)鑄塊后與焦塊、熔劑塊混合后入鼓風(fēng) 爐進(jìn)行還原熔煉，產(chǎn)出爐渣、煙氣和粗鉛，煙氣經(jīng)收塵后放空，鉛煙塵返回配料。工藝主要設(shè)備包括可旋轉(zhuǎn)式氧氣底吹熔煉爐，多元套管結(jié)構(gòu)氧槍（多通道 水冷高溫噴鍍耐磨底吹氧槍），特殊耐磨材質(zhì)的氧槍口保護(hù)磚，淺層分格富鉛 渣速冷鑄渣機(jī)（鉛氧化渣鑄渣機(jī)），帶弧型密封罩和垂直模式壁中壓防腐余熱 鍋爐，全封閉鉛煙塵輸送配料等，新型結(jié)構(gòu)鼓風(fēng)爐（雙排風(fēng)

3、口大爐腹角高料柱）工藝的核心設(shè)備是氧氣底吹熔煉爐。熔煉爐爐型結(jié)構(gòu)為可回轉(zhuǎn)的臥式圓筒 形，在爐頂部設(shè)有23個(gè)加料口，底側(cè)部設(shè)有36個(gè)氧氣噴入口，爐子兩端分 別設(shè)一個(gè)虹吸放鉛口和鉛氧化渣放出口。爐端上方設(shè)有煙氣出口。鉛精礦的氧化熔煉是在一個(gè)水平回轉(zhuǎn)式熔煉爐中進(jìn)行的。鉛精礦、鉛煙塵、熔劑及少量粉煤經(jīng)計(jì)量、配料、圓盤制粒后，由爐子上方的氣封加料口加入爐 內(nèi)，工業(yè)純氧從爐底的氧槍噴入熔池。氧氣進(jìn)入熔池后，首先和鉛液接觸反應(yīng) 生成氧化鉛（PbO ）,其中一部分氧化鉛在激烈的攪動(dòng)狀態(tài)下，和位于熔池上 部的硫化鉛（PbS）進(jìn)行反應(yīng)熔煉，產(chǎn)出一次粗鉛并放出SO2。反應(yīng)生成的一次 粗鉛和鉛氧化渣沉淀分離后，粗鉛虹

4、吸或直接放出，鉛氧化渣則由鑄錠機(jī)鑄塊 后，送往鼓風(fēng)爐工段還原熔煉，產(chǎn)出二次粗鉛。出爐SO2煙氣采用余熱鍋爐 或汽化冷卻器回收余熱，經(jīng)電收塵器收塵，送硫酸車間處理。熔煉爐采用微負(fù) 壓操作，整個(gè)煙氣排放系統(tǒng)處于密封狀態(tài)，從而有效防止了煙氣外逸。同時(shí)， 由于混合物料是以潤(rùn)濕、粒狀形式輸送入爐的，加上在出鉛、出渣口采取有效 的集煙通風(fēng)措施，從而避免了鉛煙塵的飛揚(yáng)。經(jīng)實(shí)地檢測(cè)，熔煉車間崗位含鉛 塵低于0. 1m g/Nm 3,完全達(dá)到了國(guó)家勞動(dòng)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。由于在熔煉爐內(nèi)只進(jìn)行 氧化作業(yè)，不進(jìn)行還原作業(yè)，工藝過程控制大為簡(jiǎn)單。氧氣底吹熔煉一次成鉛率與鉛精礦品位有關(guān)，品位越高，一次粗鉛產(chǎn)出 率越高。為適應(yīng)下一

5、步鼓風(fēng)爐還原要求，鉛氧化渣含鉛應(yīng)控制在40%左右，略 低于燒結(jié)塊含鉛率，相應(yīng)地,一次粗鉛產(chǎn)出率一般為35%40% ,粗鉛含S 95氧氣底吹熔煉爐工業(yè)氧氣消耗量/ (m 3 t1粗鉛）300350氧氣底吹熔煉燃料率/ %0210氧氣底吹熔煉爐次粗鉛產(chǎn)出率/ %4555一次粗鉛品位/% 9815鉛氧化渣含Pb/ %4050鉛氧化渣含S/ % 015氧氣底吹熔煉煙塵率/ %1215氧氣底吹熔煉爐出爐煙氣S02濃度/ %1214制酸后尾氣含SO2/ （mg m3） 97S回收率/ % 95Au回收率/ % 98Ag回收率/ % 98鼓風(fēng)爐渣含Pb/ %34氧槍壽命/d2050余熱鍋爐蒸氣產(chǎn)出量（410

6、MPa） /(t t - 1粗鉛）015018三、工藝主要特點(diǎn)(1) 環(huán)境保護(hù)好由于熔煉過程在密閉的熔煉爐中進(jìn)行，避免了煙氣外逸，S02煙氣經(jīng)二轉(zhuǎn) 二吸制酸后，尾氣排放達(dá)到了環(huán)保要求。鉛精礦或其他鉛原料配合制粒后直接 入爐,沒有燒結(jié)返粉作業(yè)，生產(chǎn)過程中產(chǎn)出的鉛煙塵均密封輸送并返回配料，防止了鉛煙塵的彌散；同時(shí)在虹吸放鉛口設(shè)通風(fēng)裝置，防止鉛蒸氣的擴(kuò)散。徹底解 決了鉛冶煉煙氣、煙塵污染問題。河南豫光經(jīng)環(huán)保部門實(shí)測(cè)，生產(chǎn)崗位含塵量為7mg/ m3 ,其中鉛塵含量0103 mg/ m3 , 硫酸尾氣SO2含量 100mg/ m3。均 遠(yuǎn)低于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際生產(chǎn)比較證明，氧氣底吹熔煉爐前噪音較低，崗位

7、操 作環(huán)境優(yōu)于氧氣頂吹熔煉(ISA 法和Ausmelt法)。(2) 能耗低與傳統(tǒng)流程相比，氧氣底吹實(shí)現(xiàn)了自熱熔煉并回收了高溫?zé)煔庵械挠酂?；熔煉爐已產(chǎn)出一次粗鉛，鼓風(fēng)爐物料處理量大幅減少，焦炭消耗相應(yīng)節(jié)省了 30 %40 %。與氧氣頂吹熔煉(ISA法和Ausmelt法)相比,由于采用工業(yè)純氧 熔煉,動(dòng)力消耗較少。(3) 投資省前述兩廠的噸鉛基建投資為3 0003 500元，與國(guó)外較先進(jìn)的煉鉛工藝 相比，相同生產(chǎn)規(guī)模節(jié)省投資40 %60 % ;由于工藝流程短，相同生產(chǎn)規(guī)模較傳 統(tǒng)燒結(jié)機(jī)一鼓風(fēng)爐流程投資亦可節(jié)省20 %;新工藝尤其適合燒結(jié)一鼓風(fēng)爐流程 的技改：除燒結(jié)設(shè)施外，其余設(shè)施均可通過適當(dāng)改造加

8、以利用，從而可進(jìn)一步節(jié) 省技改費(fèi)用。(4) 生產(chǎn)成本低與國(guó)外較先進(jìn)的煉鉛工藝相比，投資省,折舊費(fèi)用低，生產(chǎn)成本低；和傳統(tǒng) 流程相比，生產(chǎn)過程簡(jiǎn)單，動(dòng)力和焦炭消耗量少，生產(chǎn)效率高，人工費(fèi)用低，同時(shí) 有價(jià)金屬和硫回收率高，生產(chǎn)成本相對(duì)亦較低，據(jù)實(shí)際生產(chǎn)測(cè)算，和燒結(jié)機(jī)一鼓 風(fēng)爐流程相比，每噸粗鉛生產(chǎn)成本降低約10 %。(5) 對(duì)原料適應(yīng)性強(qiáng)氧氣底吹熔煉爐既可直接處理各種品位的鉛精礦，又可 同時(shí)處理各種二次鉛原料。實(shí)際生產(chǎn)中，上述兩廠處理的鉛原料含鉛品位在45 %65 % ,均能正常作業(yè)。(6) 自動(dòng)化水平高氧氣底吹熔煉過程采用DCS控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了配料、制粒、供氧、熔煉、 余熱鍋爐、鍋爐循環(huán)水、電收

9、塵、高溫風(fēng)機(jī)等全流程、全部設(shè)備的集中控制。(7) 產(chǎn)品質(zhì)量好氧氣底吹熔煉爐產(chǎn)出的一次粗鉛品位高，煙氣制酸可產(chǎn)出無色透明的一級(jí)酸。4新工藝應(yīng)用中的問題討論(1) 關(guān)于氧槍壽命影響氧槍壽命的因素有氧槍結(jié)構(gòu)、 材質(zhì)、制造工藝、操作參數(shù)和冷卻介質(zhì)， 控制合理的氧氣流速對(duì)提高氧槍壽命有顯著效果。(2) 關(guān)于熔煉煙塵率由于PbS在高溫下有較大揮發(fā)性，鉛熔池熔煉過程煙塵率較高。生產(chǎn)中降低 煙塵率的關(guān)鍵因素是控制較低的熔煉溫度和較高的PbO活度。(3) 關(guān)于鼓風(fēng)爐還原氧氣底吹熔煉爐產(chǎn)出的鉛氧化渣含硫較低，有效防止了由ZnS造成的爐結(jié) 的產(chǎn)生。生產(chǎn)中基本不需要清理爐結(jié)。針對(duì)鉛氧化渣熔點(diǎn)較低等特點(diǎn)，為降低渣含鉛,

10、除需調(diào)整渣型和適當(dāng)提高焦率外，應(yīng)嚴(yán)格控制較高的料柱和適當(dāng)?shù)拇材芰?。氧氣底吹熔煉一鼓風(fēng)爐還原煉鉛新工藝除根治了鉛冶煉的環(huán)境污染外，還具有投資省、節(jié)能、生產(chǎn)成本低和對(duì)原料適用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn) ，工藝技術(shù)水平達(dá)到 國(guó)際先進(jìn)。該工藝及裝置的投產(chǎn)成功，為國(guó)內(nèi)外煉鉛行業(yè)新建和技改起到良好 示范作用，具有廣闊的推廣前景。附：河南豫光金鉛集團(tuán)有限責(zé)任公司生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)介主要工藝過程1電解鉛生產(chǎn)公司所進(jìn)礦源主要為浮選后的硫化鉛精礦，用抓斗吊車進(jìn)行預(yù)配料，再與輔料混合，混合料由梭式布料機(jī)給燒結(jié)機(jī)布料，燒結(jié)采用鼓風(fēng)返煙燒結(jié)，燒結(jié) 機(jī)大煙罩較高濃度的二氧化硫煙氣收塵后送非定態(tài)制酸系統(tǒng)生產(chǎn)硫酸。產(chǎn)出的燒結(jié)塊經(jīng)振動(dòng)篩篩分，篩下物進(jìn)

11、返粉破碎系統(tǒng)，篩上合格塊料進(jìn)入鼓風(fēng)爐，鼓 入空氣進(jìn)行熔煉產(chǎn)出粗鉛和爐渣。爐渣進(jìn)入電熱前床保溫沉淀分離有價(jià)金屬， 沉鉛后爐渣進(jìn)煙化爐提鋅，煙化爐渣作為棄渣堆放。粗鉛投入熔鉛鍋采用無硫 除銅工藝脫除銅，除銅后液鑄成陽(yáng)極板進(jìn)行電解。電解產(chǎn)出析出鉛和殘極。 析出鉛進(jìn)一步精煉熔鑄成成品電解鉛錠。 殘極進(jìn)入殘極洗槽，用洗刷機(jī)清洗附 集的陽(yáng)極泥，陽(yáng)極泥水洗脫酸后送金銀生產(chǎn)。2. 金銀生產(chǎn)公司金銀生產(chǎn)根據(jù)鉛陽(yáng)極泥成分的差異分走兩條工藝路線。 陽(yáng)極泥金銀品位較 高時(shí)，采用全濕法工藝：鉛陽(yáng)極泥氧化、浸出脫除賤金屬雜質(zhì)，液回收鏑、鉍、 銅等有價(jià)金屬，廢液沉砷處理達(dá)標(biāo)排放，脫雜后的渣分離金、銀、產(chǎn)出金、銀 粉，銀粉鑄

12、片送電解，金鑄成成品金錠。陽(yáng)極泥金銀品位較低時(shí)，從成本、環(huán) 保方面考慮，采用濕法轉(zhuǎn)爐工藝，陽(yáng)極泥氧化浸出脫除賤金屬，液的處理與全 濕法相同，渣投入轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)，產(chǎn)出合金板。產(chǎn)出的合金板及濕法陽(yáng)極板投入硝 酸銀溶液電解，產(chǎn)出電銀粉水洗、烘干后鑄成成品銀錠。電解鉛生產(chǎn)主要設(shè)備燒結(jié)機(jī)45m21臺(tái)；電熱前床131臺(tái)；陽(yáng)極板鑄板機(jī)組：Q=200片/ h 2 臺(tái)；始極片機(jī)組:Q=500片/h 2臺(tái)；煙化爐1臺(tái)；電解鉛鑄錠機(jī)組：Q=13.6t/h 2臺(tái)。3. 綜合回收利用公司鉛生產(chǎn)用硫化鉛精礦，因原料來源廣泛，成分復(fù)雜，除主金屬外，還 有大量的銅、銻、鉍、金、銀、鉑、鈀、硫、鋅等有價(jià)元素可供回收利用。其中鉛冶煉

13、過程中硫是利用返煙鼓風(fēng)燒結(jié)提高 SO濃度，采用了國(guó)際先進(jìn) 的非定態(tài)制酸技術(shù)生產(chǎn)硫酸，年產(chǎn)硫酸 3萬(wàn)噸。銻、鉍在金銀生產(chǎn)中得到富集 進(jìn)一步處理產(chǎn)出精銻、精鉍。鉛冶煉產(chǎn)出的廢渣經(jīng)煙化處理，產(chǎn)出副產(chǎn)品氧化 鋅，年生產(chǎn)能力8000噸，為提高產(chǎn)品附加值，投資建成了高級(jí)活性氧化鋅生產(chǎn) 廠，年產(chǎn)高級(jí)活性氧化鋅1500噸。鉛精煉產(chǎn)出的除銅渣及鉛冰銅投入反射爐富 集，吹煉產(chǎn)出粗銅。“鉛冶煉煙氣（塵）綜合治理技改項(xiàng)目”建成后，冰銅的 產(chǎn)量將大增，擬采用氧壓浸出$電解技術(shù)，建成年產(chǎn)2萬(wàn)噸的電銅廠。4. 環(huán)境保護(hù)治理近年來公司對(duì)環(huán)保工作愈來愈重視， 工業(yè)污染得到了系統(tǒng)的治理，針對(duì)鉛冶煉燒結(jié)機(jī)燒結(jié)產(chǎn)出的低濃度SO氣體，

14、采用國(guó)際先進(jìn)的非定態(tài)制酸技術(shù)進(jìn)行 回收，生產(chǎn)硫酸，冶煉過程中產(chǎn)生的煙塵，采用了大布袋收塵器，脈沖除塵器、 電收塵、水膜除塵器等設(shè)備，在金銀生產(chǎn)車間采用了專利技術(shù)，收塵效率在90% 以上。公司廢水主要有硫酸生產(chǎn)廢水、濕法冶煉廢水、電鍍廢水、沖渣廢水等， 采用了多點(diǎn)治理統(tǒng)一排放，直接在車間增加環(huán)保設(shè)施，使廢水達(dá)標(biāo)后出車間廢 水口。如貴金屬冶煉廢水，由哈爾濱環(huán)保設(shè)備廠設(shè)計(jì)并使用了專利技術(shù)，在車 間進(jìn)行了廢水中重金屬雜質(zhì)的治理， 初步回收了重金屬。處理后部分廢水返回 生產(chǎn)使用，其余廢水治理達(dá)標(biāo)后排出車間，硫酸廢水在工程建設(shè)時(shí)已配套石灰 中和的廢水處理系統(tǒng)。在鉛熔煉系統(tǒng)建成了車間廢水循環(huán)利用設(shè)施。又在公

15、司廢水總排放口建設(shè)廢水處理站，公司廢水循環(huán)利用已達(dá)60%以上。河南豫光金鉛集團(tuán)50kt/a粗鉛冶煉系統(tǒng)采用氧氣底吹熔煉工藝，配套的65kt/a鉛冶煉煙氣制酸系統(tǒng)處理副產(chǎn)煙氣，進(jìn)入凈化工序煙氣量為24680mVh、SQ為8.9 %。工藝特點(diǎn)：制酸系統(tǒng)采用高效洗滌器-氣體冷卻塔-一級(jí)電除霧器-二級(jí) 電除霧器凈化，兩轉(zhuǎn)兩吸工藝流程。由于煙氣二氧化硫濃度較高，采用了VW i-mna 3+2”換熱轉(zhuǎn)化流程，保證尾氣排放達(dá)標(biāo)。該轉(zhuǎn)化換熱流程具有對(duì) 冶煉煙氣氣濃氣量波動(dòng)適應(yīng)性強(qiáng)，熱穩(wěn)定性好等特點(diǎn)；總轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到99.7% 以上。附：1 .河南豫光金鉛集團(tuán)有限責(zé)任公司工藝流程圖見表 12 .南豫光金鉛集團(tuán)有

16、限責(zé)任公司制酸系統(tǒng)主要設(shè)備見表2表1河南豫光金鉛集團(tuán)有限責(zé)任公司工藝流程圖溶劑硫化鉛精礦（PbS） 煙塵斗(SiO、CaO Fe)制酸系統(tǒng)（氧氣、冷卻空氣）富氧空氣煙塵孫溶劑焦炭1二次粗鉛一次粗鉛高鉛渣 煙 氣-收塵-煙氣粉煤空氣火法精煉鑄陽(yáng)極板電解液*電解精煉鑄塊鼓風(fēng)爐還原熔煉還原爐渣煙氣處理廢氣排空煙氣-爐渣收塵煙氣煙化爐收塵-煙氣一*1 F浮 渣 送礦山作膠結(jié)充填骨料制酸系統(tǒng)鉛陽(yáng)極泥陽(yáng)極泥處理電解液處理廢電解液金、銀、鈮回收表2 河南線光金鉗集團(tuán)65 kt/a鉛冶煉煙氣輛釀系配主要設(shè)備及規(guī)格設(shè)備名稱數(shù)儲(chǔ)恪備注律化工序髙效洗廉器143 000 mm x 12 000 nun氣體冷卻塔13 060 mm x 10 895 mm一級(jí)電除籌器2M294二級(jí)電除祥轎2M294鞫整冷卻赭2M15-MFML.82.5m1引進(jìn)轉(zhuǎn)化工序轉(zhuǎn)化器1$5 824 mm x 21 600 nim】換熱II1換熱佃積467 mD換熱器1抉熱面積467 m1miMMf2換熱面枳4O2mIV換熱棉1敎熱面91ICM m3V換熱器2金熱面積426 m3so,皴風(fēng)機(jī)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