侧吹还原炉液态高铅渣直接还原炼铅工艺试生产总结

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1、 侧吹还原炉液态高铅渣直接还原炼铅工艺试生产总结侧吹还原炉液态高铅渣直接还原炼铅工艺试生产总结【生产总结】 池锝网 2017-05-17本文已影响 人篇一： 液态高铅渣直接还原新工艺的研发及工业化生产 液态高铅渣直接还原新工艺的研发及工业化生产 陈会成 （河南豫光金铅股份有限公司，河南济源 454650） 摘 要: 简述了国内外铅冶炼的生产技术现状及其存在的不足，并介绍了铅冶炼新技术的研发状况。重点介绍了豫光炼铅法的研发历程、工艺装备特点及工艺的优越性，豫光炼铅法对提升我国铅冶炼水平、实现绿色冶炼的深远意义。 关键词:豫光炼铅法；绿色冶炼；液态高铅渣；直接还原 1、国内铅生产技术现状 我国是世

2、界第一铅生产和消费大国，据统计2017年全国粗铅产量达314万吨，消费量为287万吨，我国也是铅矿资源贫乏的国家，2017年原生铅选铅量仅120万吨，远不能满足我国铅冶炼的生产需要，大部分铅原料需要进口。我国现行铅冶炼工艺主要有： 烧结-鼓风炉还原工艺，氧气底吹氧化-鼓风炉还原工艺（SKS炼铅法），云南曲靖的YMG炼铅法，QSL炼铅法，闪速熔炼炼铅法等，但应用最广的先进工艺是氧气底吹氧化-鼓风炉还原工艺，但它的生产过程能源消耗还大有潜力可挖。资源的短缺、产能的过剩，以及环保要求的日益提高，越来越要求更好的绿色冶炼工艺出现并应用。 2、国外铅生产技术现状 国外铅冶炼也采用传统的烧结鼓风炉还原熔炼

3、工艺，并在上世纪占主导生产工艺。由于存在能耗高、环保效果差等原因，已不再新建。直到上世纪80年代，先进的闪速熔炼和熔池熔炼技术在工业化生产中逐步应用，铅冶炼技术有了较大进步。主要代表技术有基夫赛特直接炼铅法、QSL炼铅法、富氧顶吹浸没熔炼法、卡尔多炼铅法等。 21 基夫赛特直接炼铅法 基夫赛特直接炼铅法属于一种闪速熔炼工艺，其核心装备是基夫赛特炉，它主要由氧化反应塔、贫化段和电炉区组成。炉料和焦粒通过反应塔顶的喷嘴和加料口加入，硫化物在下落过程中快速氧化放热、熔化、造渣。焦粒漂浮在熔池表面形成炽热的焦炭层，在熔体落入熔池的过程中部分氧化铅被还原成铅并沉入熔池底部。部分氧化铅熔渣从隔墙下部进入电

4、炉区贫化，进一步完成氧化铅熔渣的还原。该工艺的优点是生产环境较好，对原料成分适用范围较广。但其主要缺点是投资大、能耗高、对原料粒度水分要求高、不太适合处理块状物料等，其中应用此工艺的生产厂家“哈萨克斯坦和乌斯季卡缅诺戈尔斯克”因为使用效果没有达到预期目标，已停止生产。 22 QSL炼铅法 QSL炼铅法是一种熔池熔炼炼铅工艺，它通过底吹氧气作搅拌动力，使硫化物精矿及其它含铅物料与熔剂等原料在氧化段剧烈搅拌，完成熔化、氧化、交互反应，然后在还原段发生还原反应，生成粗铅和还原终渣。其反应器由氧化段和还原段构成，中间由隔墙隔开。氧化段主要进行的是硫铅矿的氧化反应，氧化熔炼产生的高铅渣通过隔墙下部的孔道

5、（或溢流）流入还原段；在还原段喷入粉煤维持适当的还原气氛，完成氧化铅的还原，还原后的铅液沉积于熔池底部并流入氧化段，然后由铅虹吸道排出。该法应用于德国斯托贝格厂、韩国温山冶炼厂、中国西北铅锌厂。其中我国西北铅锌厂引进的该套装备由于炉衬寿命短及其它问题至今没有成功运行，但他为我国铅冶炼的发展提供了经验教训。国外也有一些厂家使用该技术，但也存在还原反应进行得不太彻底等问题，还原后的终渣含铅还有约5%。 23富氧顶吹浸没熔炼法 顶吹浸没熔炼是澳大利亚联邦科学工业研究组织由炼铜装置衍生的技术，其核心装置是赛罗喷枪，顶吹炉为一圆柱形竖炉，靠喷枪供气进行强烈搅动，这样会导致耐火材料容易受熔体及烟气浸蚀、冲

6、刷，为保护炉墙使用企业也采用了一系列保护措施： 如严格控制炉温，防止炉温波动大而造成炉衬剥离；炉壳外表面用淋水冷却；在炉砖与炉壳间镶嵌铜水套等。通过以上措施炉墙寿命也可达到一年之久。该技术的应用厂家有： 纳米比亚舒迈伯铅冶炼厂、澳大利亚MIM公司铅冶炼厂、德国诺尔登汉铅冶炼厂、印度洪都斯坦锌有限公司。其中纳米比亚舒迈伯铅冶炼厂据报道因公司的经营失败导致破产；澳大利亚MIM公司铅冶炼厂的富氧顶吹浸没熔炼炉持续了四年生产，因资源问题停止了生产；德国诺尔登汉铅冶炼厂氧化熔炼阶段进行得较好，但高铅渣的还原熔炼一直未进行；印度洪都斯坦锌有限公司厂已于2017年后期投入生产，由于设计一台炉完成三段作业，而

7、且操作中还有存在一些技术问题，该厂不断完善解决这些问题。24卡尔多炼铅法 卡尔多炼铅法是瑞典波立顿金属公司最先应用的一种炼铅技术，我国西部矿冶铅厂于2017年引用该技术并投产，据了解该工艺存在的主要问题有： 采用间断操作，过程繁杂，温度变化，过程控制管理不方便；而且炉衬耐火材料寿命短，隆斯卡尔铅厂及伊朗炼铅厂引用的该技术均存在炉衬寿命问题，我国西部矿冶公司同样存在炉衬寿命较短这一重大问题。此外该项工艺也由于烟尘率及能耗也较高等原因，一直未被推广应用。 3、我国近年来铅冶炼新技术的改进及研发状况 31 富氧在传统炼铅技术中的应用 从富氧烧结到富氧鼓风炉还原、再到富氧烟化提锌，均不同程度的引入了富

8、氧作业，使生产能力和能耗均有较大程度的改进，能源消耗降低10%左右，污染物的排放减少了15%左右。 32 加大环保投入 传统烧结-鼓风炉还原炼铅过程中产生的低浓度SO2是一件较难处理的事情，以前不少炼铅企业未经处理直接排放，严重污染了生产环境。近几年来国家加大了环保力度，不少厂家采用制酸并用石灰或氧化锌吸收法对这些低浓度的SO2进行了治理排放。同时为减少扬尘，不断加强卫生除尘设施投入，使铅冶炼环境有了较大改善。 33成功推广应用氧气底吹氧化-鼓风炉还原炼铅新工艺 2017年河南豫光金铅股份有限公司首次在我国应用氧气底吹氧化-鼓风炉还原炼铅新工艺（SKS炼铅法），使铅冶炼生产环境有了明显改善，能

9、耗也有了较大降低，特别是有效解决了SO2污染问题，现已在我国成功推广。目前我国已应用该技术的铅生产能力达100万吨/年，加上正建或拟建的共约200万吨/年。但该技术仍保留鼓风炉，国内不少科研单位和生产企业越来越认识到这一问题的严重性，并探求改进措施。 34液态高铅渣直接还原一步炼铅新工艺【简称“豫光炼铅法（YGL）】 3.4.1豫光集团概况及豫光炼铅法简述 河南豫光金铅集团有限责任公司是一家以有色金属冶炼为主，兼多元化经营的大型企业集团，现有员工近7000名，其中专业技术人员1200多名，设博士后科研工作站1个。豫光集团以上市公司河南豫光金铅股份有限公司、中外合资企业河南豫光锌业有限公司为核心

10、。主业经营范围涉及有色金属、贵金属、化工、煤机产品等多个领域。主要产品的年生产能力为： 电解铅30万吨，电锌25万吨，硫酸60万吨，黄金3000千克，白银600吨，蓄电池20万KVAH。 河南豫光金铅股份有限公司是亚洲最大的铅冶炼企业, 中国最大的白银生产企业，中国有色金属行业铅锌领域大型骨干企业。公司于2017年7月在上海证券交易所上市，是国家首批循环经济试点单位，全国废旧金属再生利用领域试点企业。 2017年公司综合经济指标位居中国企业500强第477位，中国制造业500强第277位，一般有色及压延加工业第20位。 河南豫光金铅集团有限责任公司始终坚持“绿色冶炼”的发展理念，致力于新技术、

11、新工艺的开发与运用，努力实现公司的可持续发展。公司通过坚持不懈的技术创新，不断推动污染减排技术发展和技术进步，主要污染物减排效果明显，环境效益显著，主要研发应用的四大核心技术有： 非稳态二氧化硫转化制酸技术、废旧铅酸蓄电池自动分离-底吹熔炼再生铅新工艺、氧气底吹氧化-鼓风炉还原炼铅技术（SKS炼铅法）、液态高铅渣直接还原一步炼铅技术（豫光炼铅法YGL）。 该公司自主研发的豫光炼铅法其核心技术即液态高铅渣直接还原工艺，该工艺充分利用熔体潜热，引入高效能的清洁能源氧气天然气，使用煤粒作还原剂。它摆脱了我国百年来鼓风炉炼铅的历史，在我国铅冶炼发展史中具有里程碑的意义。 3.4.2液态高铅渣直接还原技

12、术的研发历程 2017年进行试验室静态小试，验证了进行液态高铅渣直接还原的可行性。 2017-2017年，进行半工业试验，确定了核心工艺装备，即“直接还原炉”和以“氧气+天然气+煤粒”为组合的热还原工艺。 “液态高铅渣直接还原工程”，2017年在河南省发改委立项备案，于2017年6月开始建设，2017年11月份第一套直接还原炉建成投产。投产以来各项技术指标均达到理想的设计值，主要表现为能耗显著降低（吨铅能耗不超过280kg标准煤）、终渣含铅能够稳定地降到3%以下，并大范围的使用自动化技术，第一次在我国实现了铅冶炼领域上的绿色冶炼和低碳经济， 2017年该项目被列入本年度国家资源节约和环境保护项

13、目。 “8万吨熔池熔炼直接炼铅环保治理工程”，已于2017年4月份投产，绝大部分技经指标达到设计要求。2017年该项目被列入河南省重点工程。3.4.3取得的成果与获奖情况 “液态高铅渣直接还原技术”的研究成功并应用于工业化生产，有效地解决了熔炼过程中潜热能浪费、SO2排放不稳定和转运过程中的粉尘飞扬等问题，提高了资源利用率，真正实现铅的直接熔炼；在进一步提高回收率的同时，极大降低了能耗，实现了真正意义上的清洁生产，使我国铅冶炼技术水平达到国际先进水平，是我国炼铅工业又一次大的飞跃，可以完全替代鼓风炉，为实现节能减排、保护环境，发展循环经济，具有重要的指导意义和示范作用。各项工艺指标均明显优于国

14、内现行生产工艺指标。该工艺被中国工程院院士邱定蕃等专家组成的专家委员会鉴定为“工艺技术国内领先，国际先进，实用性强，节能效果明显，总体技术达到了国际先进水平”。经测算，该工艺能耗指标只有传统鼓风炉的50%，SO2排放量只有鼓风炉的10%，不产生污水，污染物排放水平得到进一步优化，实现零排放，该技术将进一步推动铅冶炼工业的产业升级。 “液态高铅渣直接还原新工艺研究”正准备申报国家科技进步奖。 3.4.4豫光炼铅法的优越性 （一）整体工艺采用短流程作业，省去铸渣机，淘汰鼓风炉，减少二次污染和烟尘率（国际同类熔池熔炼还原炼铅技术的烟尘率一般在15%左右，而豫光炼铅法的烟尘率仅为78%）； （二）豫光

15、炼铅法采用天然气、煤粒替代焦炭，达到清洁生产和低碳排放目标，实现了真正意义上的绿色冶炼和低碳经济。SO2排放浓度和远低于国家标准，且不足SKS工艺中鼓风炉排放量的10%。同时CO2排放量仅为SKS工艺的22%左右。 （三）充分利用氧化熔炼高铅渣的潜热，使能耗显著降低。粗铅能耗指标比正在推广的“氧气底吹氧化鼓风炉还原炼铅工艺”（简称SKS法）低25左右，比传统烧结-鼓风炉吨铅能耗降低约50%。(转自： wWw.cDfDs. 千 池锝 范文网:侧吹还原炉液态高铅渣直接还原炼铅工艺试生产总结) （四）由于能耗降低，使得加工成本也明显降低，粗铅加工成本较SKS降低15%左右。 3.4.5豫光炼铅法配套

16、环保措施 豫光炼铅法主要从减少废气排放、采用密闭输灰装置并减少烟气逸出点和扬尘点、通过烟气余热回收利用等节能减排措施，并对尾气中的SO2及废水中的重金属离子进行科学处理等多种环保措施实现绿色冶炼。篇二： 底吹炉高铅渣还原的新方法 底吹炉高铅渣新的还原方法 一、底吹炉高铅渣还原现用工艺及存在的缺点： 高铅渣鼓风炉还原，是目前在没有新的还原方法而不得不为之的方法，它不是中国冶金发展的方向。 众所周知，高铅渣鼓风炉还原有以下几个主要缺点： 1、将熔体高铅渣重新冷却铸锭，白白的浪费了大量的热能， 大大提高了生产成本。 2、冷却后的高铅渣块，从铅的化学性质看，主要成份是低熔 点的PbO.SiO2 ；从物

17、理性质上看，密实而坚固；给还原疏松多孔烧结块的传统鼓风炉还原铅带来了极大的困难，迫使鼓风炉还原采用高焦率，且渣含铅居高不下，还原效果不理想。 3、鼓风炉产出的烟气量大，产出低浓度的SO2，不易处理，设备庞大，运行费用高。 因此，众多的冶金工作者正在探索新的冶炼出路。 二、高铅渣熔体直接还原的研究现状。 高铅渣熔体直接还原曾进行过或正在进行。 如氧气侧吹炉还原（新乡中联）、旋涡炉还原（河南豫光）、底吹炉还原（豫光等）、充焦炭电热炉还原（湖南水口山）、QSL还原炉（安阳岷山）、氧气煤气侧吹炉还原（济源金利）。 豫光早前进行的高铅渣熔体旋涡炉直接还原，所用旋涡炉是一园形竖炉，风口略向下并偏离中心轴线

18、，鼓风时熔体成旋涡旋转，用焦粒作还原剂，传热传质良好，还原速度快。但终因墙体耐火材料抗不住熔体的冲刷而仃止了试验。 底吹炉还原是QSL所采用的方法，它所用的还原剂是粉煤，据传瓜州和池州也在试验用粉煤底吹炉还原。豫光则采用了天然气加粒煤（焦），已成功用于生产，取代了鼓风炉，有关炉子的详细数据没有报道。 充焦电热还原实质上是借鉴了一种炼锌电炉，高铅渣熔体从上而下通过充满焦炭的竖炉，竖炉上、下方有电极，焦炭柱成为发热体而变灼热，将氧化铅还原，还原后的铅和炉渣流到熔池分层。此法的试验进展情况不详。 金利进行的氧气煤气侧吹炉还原高铅渣正在试验之中。可以认为： 将底吹炉的风咀用于侧吹炉是可行的，侧吹炉还原

19、效果也是好的。 上述还原工艺相比较，大规模、加高温熔体、间断还原作业在能耗上和技经指标上，都具有明显的优势。但是新乡中联的氧气侧吹炉与其相比，更有其独特之处。其不足之处就是，中联氧气侧吹炉尽管已成功的取得了连续还原的结论，但是加入炉内高铅渣是冷料，与其他方法不在同等前提条件下，因此需要进行加熔体高铅渣的实验。经专家多次论证，新乡中联的氧气侧吹炉完成熔体高铅渣的还原是完全可行。 三、氧气侧吹炉 1、氧气侧吹炉的试验情况： 氧气侧吹炉炼铅技术，是新乡中联总公司与俄罗斯专家合作开发的一项熔池熔炼炼铅新技术。炉子由俄专家设计（ 1.5m2试验炉），配套设施由长沙有色冶金设计院设计。 硫化铅精矿直接炼铅

20、包括氧化熔炼和还原熔炼两个过程。为节约试验的设备投资，试验装备采用一台侧吹炉分段完成精矿的氧化熔炼和富铅渣的还原熔炼，即氧化熔炼所产的富铅渣水淬堆存，至一定数量后返回同一侧吹炉进行还原熔炼。供料系统、烟气冷却、收尘系统也是共用一套。 2017年11月建成并开始进行硫化铅精矿直接炼铅的工业试验，炉子和各辅助设备经过多次改造，到2017年5月共进行了24次开炉试验，证明已能长时间稳定生产(最长时间连续运行62天)，共处理精矿近万吨，产铅4600余吨。 由于设备条件的限制，铅的还原采用经过水淬过的高铅渣冷料投入，连续还原，可确保实现渣含铅不大于3%的水平。铅的还原也是非常成功的。 2017年7月“氧

21、气侧吹直接炼铅炉”申报了国家专利。 2017年8月通过河南省科技厅组织的技术成果鉴定，认定“是一项高效、节能、环保炼铅的新技术?技术经济指标己接近国际先进水平”。 2. 工业试验获得的指标.工业试验采用中等品位（50%Pb）铅精矿，所取得的指标列于下表。 硫化铅精矿氧气侧吹熔池熔炼工业试验主要技术经济指标 指 标 温度 风口压力MPa 床能力 t.m-2.d-1 吨精矿耗氧气(100% ) m3 煤率（占炉料）% 粗铅产率（从精矿中）% (从初渣中) % 粗铅含 Pb % 含 S% 烟尘率（占炉料） % 炉渣含Pb % 含Zn % 含Agg. t-1 离炉烟气SO2浓度 %（V） 入化工车间S

22、O2浓度 %（V） Au回收率 % Ag回收率 % 1050-1150 0.0850.095 110125 210250 4.79 6570 98 0.3 2025 2835 79 50-55 20-24 7-8 99 96 1200-1230 0.080.09 90100 275300 20 9195 96 2229 13 46 18-25 0.027-0.03 65-70 氧 化 熔 炼 还 原 熔 炼 说明： 上表中铅还原熔炼指标是用水淬高铅渣冷料还原 四、实现侧吹炉接底吹炉还原高铅渣的优势： 1、侧吹炉采用竖炉结构，占地面积小，可在底吹炉现有的配置情况下，直接用溜槽连接。 2、根据厂家

23、生产需要，可实现高铅渣连续还原或间断还原。可控制还原深度，实现保留锌在渣中或挥发进入烟尘。 3、固定在侧墙上的水冷风口、结构简单、造价低廉，开风、仃风快捷方便，工作时无需更换风口，风口寿命长达数年。同时风口可配置天然气或煤气燃烧装备，可实现用天然气、煤气加热或辅助还原。 4、.从侧吹炉两侧鼓入熔融渣层的富氧空气或工业氧保证了熔体的强烈鼓泡搅拌，搅拌功率达40-100kw/m3。在此种情况下，液、固、气反应极快，而且在饱和度不大的条件下，新相生成并加速生长，靠团聚（碰撞）作用使炉渣中的金属长大至0.5-5mm的液滴，能迅速地下沉与炉渣分层，因此与其它冶金炉相比，无须设置大面积的沉淀区域。因而，炉

24、子床能力高（最高可达 100t/(m2.d），还原效果和渣铅分离比其他方法好，占地小适宜于改造工程，可以使用也可以不用天然气等气体燃料，可以先还原后烟化等等。 5、侧吹炉的炉身由铜质水套围成矩形，靠铜水套工作面上形成的冷凝炉渣层来抵御炉渣的冲刷和腐蚀，其使用寿命在5年以上。尽管铜水套比用耐火砖衬里的热损量大，但冶炼单位能耗仍可维持在较低的水平。因为高床能力和高氧鼓风使得烟气体积大大减少，烟气带走的热量大大降低。 6、侧吹炉的鼓风工作压力较低，0.08-0.1MPa，风口无需氮气保护，这使得有可能降低工业氧纯度要求和氧气的输送压力。 五、氧气侧吹还原炉的基本结构 （如下图）篇三： 浅谈炼铅工艺选

25、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

26、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。 针对传统工艺的生产流程长、能耗高、返料量大、SO2 利用率低、铅蒸气和铅粉 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Pb

27、S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： IY炼铅法； S

28、KS (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，IY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IY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

29、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、高铅炉渣和含SO2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 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，烟气SO2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。 工艺优点： 1.原料适应性强,原料Pb 2070

30、%,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120170t/a粗铅的基夫赛特炼

31、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19801981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12001300。产出粗铅含硫0.10.5%，渣含铅20%40%，炉渣放入电

32、炉，并在炉内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SO2浓度为4065%。 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

33、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3540mm , 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,实际生产能力已达到和超

34、过设计能力。西北铅锌冶炼厂经过试车、局部改造, 再试车后还需进一步改造, 现尚未正式投产。 2.2.2艾萨熔炼法 澳大利亚MIM公司和CSIRO共同开发的顶吹浸没熔炼法(简称TSL)，也称艾萨法(ISASMELT)或赛罗炼铅法。其源技术赛罗熔炼法(Sirosmet),由澳大利亚联邦科学与工业研究组(CSIRO) 开发。其特点是流程短, 设备结构简单,备料过程很简单, 熔炼技术易于掌握, 可用任何一种当地最经济的燃料,烟气SO2 浓度大于10 %或更高一些。该法可以在同一台反应器内分阶段完成氧化熔炼、还原熔炼和烟化炉渣的整个冶金过程。但一炉制不利于回收处理烟气中的硫, 可采用两段式,在第一台炉子

35、内完成氧化熔炼, 产出约50%的金属铅和富铅渣, 富铅渣流入第二台炉内进行还原熔炼和再进一步烟化, 最终产出符合环保要求的炉渣。该法投资较低, 能力规模可大可小, 对原料的适应性强,既可单独处理铅精矿, 也可单独处理蓄电池泥等二次资源, 或两者混合处理, 计算机过程控制技术成熟。 近几年来, 世界范围内推广应用的速度较快。顶吹沉没还原熔炼的工业生产实践也暴露出富铅渣还原段存在某些技术问题, 如粉煤制备和用量的控制难度较大, 导致还原炉的操作不太稳定, 渣含铅波动较大, 烟尘率高、炉期短等问题尚需进一步解决。目前, 多采用氧化熔炼处理高品位原料回收金属铅, 高铅渣水碎后或配入烧结机物料中烧结后入

36、鼓风炉还原熔炼, 或作为铅精矿出售。德国诺丁汉冶炼厂处理物料为铅精矿+ 蓄电池泥, 入炉物料铅品位高达70%以上, 粗铅产率达90%。 2.2.3 卡尔多法（Kaldo） 卡尔多炼铅法是瑞典波利顿公司开发的一项铅冶炼技术。它是氧气在冶金顶吹转炉上的一种应用。该技术通过一支多层结构的喷枪将氧气、燃料及炉料喷入自身旋转的梨型炉膛内, 在炉膛空间强烈氧化并熔融, 落入熔池后继续完成氧化熔炼过程。当熔池达到一定深度后停止加料, 通过溜槽加入还原煤, 使渣中的氧化铅还原为金属铅, 并贫化炉渣。当还原过程结束后提起喷枪, 倾动炉体倒渣和粗铅, 然后再重新开始氧化熔炼。由于采用阶段作业的工艺过程, SO2

37、气体不连续, 因此, 应用受到一定 限制。 该法是将加料、氧化、还原、放渣/放铅四个步骤在一台炉内完成，周期性作业。还原期SO2烟气很少，不得不在氧化期吸收、压缩冷凝一部分SO2为液体，在还原期再气化后补充到烟气中以维持烟气制酸系统的连续运行，操作麻烦。 工艺特点： 1.对原料的适应性好。既可用来冶炼铅精矿及铅尘，也用来处理废铅电池和炼铜；2.节省能耗。氧化和还原在同一个炉子内完成，所需的能量主要由硫化铅精矿直接熔炼的反应提供；3.设备简单，自动化程度高；4.烟气采用湿式收尘；5.烟气SO2采用部分冷凝技术；6.作业环境好。 1979年，用来处理含铅烟尘的首台卡尔多炉在瑞典的隆斯卡尔冶炼厂诞生

38、。1992年，伊朗某公司用卡尔多炉处理氧化铅精矿生产铅，年生产能力4.1万t。到目前为止，世界上已有12台卡尔多炉投产。 从国外已有的多台卡尔多炉的使用情况以及国内的试生产实际情况来看，卡尔多炉炼铅已是成熟的技术，该工艺有劳动条件好，生产效率高，成本低等优点，尤其是它在环保方面的先进指标，更使得它卓尔不群。到目前为止，包括西部矿业股份有限公司的卡尔多炉在内，亚洲共引进了三套卡尔多炉炼铅技术。该工艺的主要问题是： 周期性间断操作，作业过程繁杂，不利于SO2的回收利用；炉衬耐火材料寿命短，工艺 能耗较高；入炉物料需复杂的干燥系统。2017年青海某公司引进后，由于炉衬寿命、成本等问题，一直未能连续正

39、常运行。卡尔多炉技术在国内并没有得到很成功的推广，包括西部矿业股份公司的卡尔多炉据说都已经停产了。没有得到广泛推广。 三、 国内目前自行开发的直接炼铅新技术 3.1 ISA - YMG粗铅冶炼新工艺（富氧顶吹+鼓风炉还原炉） ISA - YMG炼铅法是云南冶金集团总公司引国外顶吹浸没熔炼技术而对烧结鼓风工艺进行改造研发的一种新技术。该技术引进了ISA炼铅法中的氧化熔炼部分，并结合其公司比较成熟的鼓风炉还原熔炼技术，在此基础上组合开发的一种新炼铅工艺。 硫化铅精矿、返回的烟尘和熔剂通过加料口加入ISA 炉, 富氧空气、煤经喷枪喷入熔池, 使硫化铅物料氧化脱硫, 产出含SO2的烟气, 经收尘后送制

40、酸系统, 烟尘 返回熔炼。原料中40%50%的铅直接以粗铅形态产出, 小于10%的铅进入烟尘, 约有40%45%的铅以高铅渣形态产出, 使还原熔炼的物料量大幅减少。含铅50%的高铅渣篇四： 直接炼铅工艺流程图 篇五： 富铅渣熔融还原工艺 富铅渣熔融还原工艺 摘 要： 本论文以铅含量为15%的富铅渣为原料，研究碳直接还原液态富铅渣工艺制度。系统考察了加料方式、还原剂种类与加入量对富铅渣液态还原过程的影响。研究结果表明，混合加料，即将还原剂与富铅渣混合后进行还原效果最好；半焦还原性能优于褐煤，当采用褐煤进行还原时，焦率为3%，还原终渣含铅可小于1%。 1研究背景 目前，铅冶炼的方法主要有浸没式顶吹

41、熔炼法、基夫赛特法、艾萨法、 QSL法和卡尔多炼铅法等。这些方法无论是直接炼铅工艺，还是直接熔炼鼓风炉还原，都取消了烧结工艺，从根本上解决了烧结低浓度的SO2污染和治理问题，然而各种火法炼铅的炉渣一般都含有10%20%的金属量，如果不回收，不仅是一种资源的浪费，还会污染环境。 由于鼓风炉渣和艾萨渣在物理结构与化学成分方面的差异，因此对其混合炉渣处理不同于一般的方法。鼓风炉渣含铅量低，密度小，块度细小，大部分以硅酸铅形态存在，因此在还原熔炼的时候，游离的PbO在600时被大量还原，而未被还原的PbO及硅酸铅在700800时开始熔化，并溶解其他氧化物。C直接参与反应从熔体中还原硅酸铅中的铅，由于鼓

42、风炉渣粒度细小，与C接触的面积大，与C的直接还原反应比较活跃，还原过程彻底。艾萨渣结构致密，与粒度细小的鼓风炉渣相比，比表面积大大降低，含铅量也大大超过鼓风炉渣，艾萨渣中的硅酸铅占总铅量的70%以上，游离的氧化铅和铁酸铅也完全溶解于铅渣中。故在还原时，生成的CO与艾萨渣之间的置换反应几率较小，只要艾萨渣开始熔化，铅的还原反应将同时进行。艾萨渣中的铅化合物的还原反应主要依靠C与熔渣的直接还原反应5。 因此，选择合理的还原剂（半焦或褐煤），还原剂加入的条件，适宜的还原温度，控制合适的搅拌时间、气流和压强，是熔炼过程顺利进行，且获得低的渣含铅的必要条件。 2基本原理 碳直接还原熔炼铅渣的过程实质是金

43、属氧化物的还原过程，即利用碳的还原性来还原铅渣中的铅氧化物，使铅渣中的铅氧化物还原成金属铅。在熔炼过程中，熔体内发生的还原反应实质是(2-1)和(2-2)。 1PbO+C=Pb +CO (2-1) PbO+CO=CO2+Pb(2-2) 在高温1200时，铅渣已经完全融化，根据热力学计算，反应（2-1）和（2-2）在1473K的自由能变化（-9.01105 Jmol-1，- 1.41105Jmol-1）为负值，表明碳直接熔融还原氧化铅是可以进行的，由计算的反应平衡常数可知，反应（2-1）和（2-2）的平衡常数（9.21031， 1.0105）较大，反应可以进行得很彻底，碳还原剂会与铅氧化物反应相

44、当完全，利用鼓入氮气的搅拌作用，使渣中的铅氧化物尽可能的被还原。传统方法为鼓入氧气使C发生布多尔反应生成CO来间接还原铅的氧化物，本研究是在密封的炉中，通过C直接还原铅氧化物，加入的C较少，节省了还原剂的费用。 3试验研究方法 3.1试验原料 本试验所用原料均来自云南某企业，包括有褐煤、半焦、艾萨渣、鼓风炉渣和水淬渣，其主要成分分析如表3- 1、表3-2所示。 表3-1 试验用还原剂成分分析结果/% 名 称 褐 煤 半 焦 W 25.99 V 34.98 A 4.20 C 34.83 70.78 4.06 7.74 17.42 表3-2 试验用炉渣成分分析结果/% Pb 49.04 9.56

45、1.96 Fe 11.40 - 24.70 SiO2 8.58 - 25.46 Zn 10.42 - 7.54 CaO 2.15 - 15.92 名 称 艾萨渣 鼓风炉渣 水淬渣 S 0.03 - 1.21 3.2试验装置 试验中所用的主体设备是通气式升降坩埚电阻炉，其主要结构如图3-1所示。加热元件为硅碳棒，石墨坩埚置于底部可升降的活动底座上。炉子上部设有加料口，气体搅拌口和排气管，加料口用于试验过程中加入原料，气体搅拌口插入通气钢管以搅动坩埚内的熔体，排气管将试验产生的废气经过冷却以后排出，电炉温度由智能温度控制器来控制。 图3.1通气式升降坩埚电阻炉 3.3试验方案 碳直接还原铅熔渣是在

46、密闭条件下进行的，熔池内鼓入氮气搅拌，由于熔池内没有氧气，所以在熔池内发生的主要反应为还原反应，碳直接还原熔炼的具体流程如图3.2。 具体实验步骤： 称量一定量的水淬渣和艾萨渣将其配制为铅含量15%的渣。并加入碳还原剂，然后放入到石墨坩埚中。调整好炉子的温度，在1000时将装好料的石墨坩埚加入到炉内，并将炉温升到指定温度，保持恒温。待石墨坩埚中的原料熔化后，将喷枪的气压和气流调整好，插入到石墨坩埚中进行搅拌，喷枪离石墨坩埚底部3cm。搅拌结束后，将喷枪取出，熔体恒温静止40min。取出坩埚，快速冷却熔体。最后将粗铅和铅渣进行分离，取样分析铅渣中的铅含量。 本试验需要测定粗铅跟渣分离后的渣含铅量

47、，渣中的铅主要以铅的氧化物形式存在，试验中的铅渣送往中南大学化学分析去分析。 4结果与讨论 4.1 加料方式对试验的影响 不同的加料方式会导致还原反应的效果不同，从碳与铅渣的接触面积，碳与铅渣的有效反应量，或是碳的燃烧，都会使试验结果中的渣含铅量不同。 试验研究了碳质还原剂三种加料方式对还原终渣铅含量的影响，即上部加入、底部加入和混和加料。上部加料试验是在物料熔化后，通入氮气进行搅拌的条件下，从炉子顶部加料管加入褐煤进行还原熔炼；底部加入试验是将半焦放置在石墨坩埚底部，然后在其上面覆盖铅渣混料，待坩埚内物料熔化后通入氮气进行搅拌还原；混料试验是将还原剂褐煤和铅渣混合后加入坩埚，高温入炉熔化后通

48、入氮气进行搅拌还原。半焦和褐煤加入量分别为高铅渣量的10%和5%，均过量。具体结果如表4-1所示。 表4-1加料方式对终渣含铅的影响 焦 率/% 加料方式 半焦 10 0 褐煤 10 0 5 顶部加入 放置于底部 混合 3.78 1.31 0.26 渣含铅/% 注： 1）焦率： 指还原剂加入量占高铅渣量的百分比 工厂生产实践表明，半焦的还原效果往往优于褐煤。从表4-1可以看出，顶部加入还原剂时，终渣含铅明显高于其余两种加料方式，其可能的原因有以下几点： （1）从顶部加料管加入褐煤时，褐煤难以与熔渣中的铅氧化物充分接触。 （2）由第2章热力学分析可知，C与铅氧化物反应会先生成CO，而从顶部加入褐

49、煤，因褐煤浮在熔体表面，生成的CO会随着烟气排出。 （3）褐煤的还原效果不及半焦。 4.2 还原剂种类与加入量对渣含铅的影响 试验考察了还原剂种类与加入量对终渣铅含量的影响，具体试验结果见表4-2。从表4-2结果可以看出，随着褐煤的加入量减少，渣含铅量逐渐增加，在 1.5倍理论量时达到2.26%；采用半焦作还原时也表现出相同规律，即还原终渣含铅量随着半焦加入量的减少而增加。研究结果进一步证实了半焦还原效果优于褐煤，焦率为3%时，采用半焦还原，还原终渣含铅仅0.28%，与焦率5%时褐煤的还原效果相当。但由于半焦的价格高于褐煤，对于工厂来说，用最低的成本得到最大的收益是最终目的，因此试验均选择褐煤作为还原剂，焦率以3%为宜。 表4-2 还原剂种类与加入量对渣含铅的影响