國內鉛熔池熔煉技術簡述

1、國內鉛冶煉熔池熔煉技術簡述國內鉛冶煉熔池熔煉技術簡述 蒙自礦冶有限責任 公司 徐培倫 2 國內鉛冶煉熔池熔煉技術簡介 頂吹熔池熔煉技術 側吹熔池熔煉技術 底吹熔池熔煉技術 熔池熔煉技術 熔池熔煉（bath smelting）的定義 熔池熔煉 ：熔池熔煉是向爐內熔體吹入 純氧或富氧空氣的冶煉，使加入的物料在熔 池中被氣體湍流包裹、攪動，完成快速的傳 熱傳質、并進行激烈的物理化學反應的過程。 也就是使精礦在熔池中同時進行加熱、熔化、 氧化、造渣和產品匯集的過程。 熔池熔煉技術的發(fā)展 熔池熔煉的最早應用可追溯到19世紀末和20世紀初， 轉爐吹煉銅锍和煙化爐貧化熔煉鉛鼓風爐渣先后用于 工業(yè)生產。 進入

2、20世紀70年代，氧氣（富氧）的利用相繼出現(xiàn)了 許多熔池熔煉的新方法。其中包括諾蘭達法(1973)、 三菱法(1974)、特尼恩特法(1977)、白銀煉銅法 (1980)、氧氣底吹煉鉛法(1981)、瓦紐科夫熔煉法 (1984)、頂吹旋轉轉爐法(TBRC)、艾薩熔煉法煉鉛和 轉爐直接煉銅法等。 國內熔池熔煉煉鉛技術 p底吹煉鉛技術 p頂吹煉鉛技術 p側吹煉鉛技術 底吹煉鉛技術 QSL直接煉鉛法 n1984年原國家計委批準中國有色金屬總公司從德國魯奇公 司（Lurgi）引進QSL煉鉛法，該法屬于熔池熔煉直接煉鉛 法。該項目屬于國家“七五”重點項目，建設地點位于甘 肅省白銀有色金屬集團公司，并于1

3、990年年底建成投產， 但因氧槍壽命短（小于2周）、還原效果差、余熱鍋爐能 力等問題，于1991年3月停產。 n鑒于德國斯托爾貝格（Stolberg)和韓國溫山（Onsan)的 QSL工廠相繼工業(yè)化運行，氧槍壽命大于4周、終渣含鉛小 于5%；白銀QSL工廠借鑒成功經驗進行改造，于1995年7月 再次運行，并取得預期效果，但因經濟效益和決策問題， 白銀QSL工廠于1996年6月停產至今。 SKS（水口山煉鉛法） u為配合QSL煉鉛法的引進和消化，1986年中國有色金屬總 公司在水口山礦務局三廠建立試驗工廠，該試驗工廠由氧 化段（即氧氣底吹爐）和還原電爐組成。因氧槍壽命、風 口磚壽命、還原效果等原

4、因，盡管進行10次以上的試驗， 但均未取得預期效果，于1988年停止試驗。 u1992年以后德國斯托爾貝格（Stolberg)和韓國溫山 （Onsan)的QSL工廠相繼工業(yè)化運行，尤其是1995年白銀 QSL工廠改造后的運行指標，使國內的豫光金鉛、池州冶 煉廠、水口山礦務局以及北京有色設計院重新審視氧氣底 吹煉鉛法，決定采用QSL煉鉛法的氧化段與鼓風爐結合， 即可以解決燒結過程污染問題，又可以避免還原段還原效 果差的問題。從而誕生了SKS煉鉛法。 SKS（水口山煉鉛法） n水口山煉鉛法：氧氣底吹爐+鼓風爐還原 n2002年中期，河南豫光金鉛和安徽池州冶煉廠相繼建成 SKS工廠，同年8月安徽池州

5、冶煉廠的氧氣底吹爐一次投產 成功（河南豫光金鉛雖然5月份點火試車，但因制氧機組 故障和虹吸口鋼板開裂，其成功運行在池州之后）。 n盡管SKS煉鉛法較傳統(tǒng)的燒結鼓風爐有較大優(yōu)勢，但仍 屬于兩段冶煉過程，尤其是冷的塊料（高鉛渣）進入鼓風 爐還原，浪費潛熱、無法擺脫對焦炭的依賴。 n為了彌補以上不足，相關單位相繼開發(fā)液態(tài)高鉛渣底吹或 側吹直接還原技術。 底吹還原技術 u底吹還原爐為一長圓筒形臥式冶金爐，檢修時可作90轉 動，底部安裝有還原噴槍，數量610支，頂部設置有熔 劑和碎煤加入口、煙氣出口和電極孔，兩端分別布置有虹 吸放鉛口和放渣口。 u類似于QSL反應器的還原段，底部噴槍噴入粉煤、氧氣和 保

6、護性氮氣，在約1200的溫度下，依靠噴入的粉煤和頂 部加入的碎煤還原熔渣中的PbO,產出粗鉛、終渣（含鉛小 于3.0%）、高溫煙氣和鉛鋅煙塵。 u與QSL反應器所不同的是，在底吹還原爐靠近放渣口的頂 部設置有三根電極，用以渣鉛澄清、提高放渣區(qū)域的熔池 溫度。 u目前，該技術已在河南安陽岷山和山東恒邦投入運行。 底吹還原技術 p與中國恩菲工程技術有限公司開發(fā)的電熱底吹還原爐所不 同的是，河南豫光金鉛獨立開發(fā)的底吹還原爐取消了頂部 的電極，底部的噴槍噴入天然氣代替粉煤。 p由以上結構特點可以看出，豫光金鉛的底吹還原爐與魯奇 公司當初給加拿大柯明科公司設計的QSL爐還原段極為相 似，主要區(qū)別在于其頂

7、部設置加料口，以便加入碎煤來提 高還原能力。 p當初柯明科公司的QSL爐因天然氣還原效果較差（渣含鉛 大于10.0%），后該工廠被拆除并由基輔賽特（Kivcet）工 藝所替代，但可以定性的判斷出：頂部加入碎煤對于將渣 含鉛降低至3.0%以下是至關重要的！ 側吹還原技術 l中國恩菲工程技術有限公司和濟源市金利有限責任公 司合作開發(fā)的側吹液態(tài)高鉛渣直接還原技術，自2009 年9月開始試驗，至2010年通過驗收。 l側吹還原技術的主要設備是側吹還原爐，它是底部帶 有爐缸、下部設置水套、上部砌筑耐火磚的矩形立式 冶金爐。 l側吹還原爐類似于前蘇聯(lián)的瓦紐科夫（Vanyukov）爐， 瓦紐科夫爐基本上應用

8、于銅冶煉，后中南大學賓萬達 教授與河南新鄉(xiāng)中聯(lián)總公司合作，將瓦紐科夫爐做了 改進，于2001進行工業(yè)化試驗，2004年通過河南省科 技廳的鑒定；2009年河南萬洋與河南豫北兩家公司加 入，共同合作開發(fā)8.4m2側吹還原爐，據報道，于2011 年取得成功。 國內代表性的底吹煉鉛技術 u氧氣底吹爐+鼓風爐（湖南水口山、云南祥 云飛龍等） u氧氣底吹爐+底吹還原爐（河南豫光金鉛） u氧氣底吹爐+底吹電熱還原爐（安陽岷山、 山東恒邦、蒙自礦冶） u氧氣底吹爐+側吹還原爐（河南金利、河南 萬洋、河南豫北等） 頂吹煉鉛技術 p浸沒式頂吹（ISA或Ausmelt）煉鉛技術已成功應用于 銅冶煉、錫冶煉、鉛冶煉

9、和浸出渣處理。 p頂吹煉鉛技術的核心設備為艾薩爐（ISA）或澳斯麥 特爐（ Ausmelt），為立式圓柱體爐，內襯耐火材料， 頂部設有垂直煙道和布置有噴槍口、加料口、燒嘴口、 探料口的頂蓋。 p頂吹煉鉛技術的核心是一支浸沒于熔池里的垂直噴槍， 通過噴槍將燃料及工藝氣體（空氣和富氧）噴入熔池， 入爐原料、熔劑等通過頂部進料口落入激烈攪拌的熔 池，從而完成融化、氧化、造渣等過程。 國內代表性的頂吹煉鉛技術 u艾薩爐+鼓風爐 云南馳宏鋅鍺股份有限公司云南馳宏鋅鍺股份有限公司 ， 2005年6月在曲靖有色基地投入生產，初期生產并不順 利，主要表現(xiàn)在：連續(xù)性差、噴槍壽命短（1天）、煙 塵率高（大于30%

10、）、余熱鍋爐故障等。 u奧斯麥特爐 云南錫業(yè)股份有限公司云錫鉛業(yè)分公司，云南錫業(yè)股份有限公司云錫鉛業(yè)分公司， 2010年7月投產試車，該工廠粗煉部分為“一爐三段” 模式，即采用一座奧斯麥特爐完成“氧化、還原、煙 化”過程，據稱目前僅可以完成氧化和還原過程。 u艾薩爐和奧斯麥特爐工藝的主要區(qū)別在于噴槍的結構， 爐型和其它配置基本相同。 側吹煉鉛技術 l側吹還原技術已在前有敘述，不再重復 l側吹氧化爐類似于前蘇聯(lián)的瓦紐科夫（Vanyukov）爐， 中南大學賓萬達教授與河南新鄉(xiāng)中聯(lián)總公司合作，將 瓦紐科夫爐做了改進，于2001進行工業(yè)化試驗，2004 年通過河南省科技廳的鑒定。 l側吹氧化爐是一座由三層冷卻水套圍成的橫斷面呈矩 形的爐子，自下而上，可以把爐子分為爐缸、爐身和 爐頂三部分。爐身分為熔池區(qū)和再燃燒區(qū)，其兩側有 工藝風口和再燃風口，爐子的一端設有加料口，另一 端為虹吸井。 側吹煉鉛技術 p側吹氧化爐型與鼓風爐相似，區(qū)別在于渣虹吸井 高度高于工藝風口約500mm，以便形成熔池，熔池 的深度由渣