第十一次課 直接煉鉛

1、第第 四四 節(jié)節(jié) 直直 接接 煉煉 鉛鉛1一、概述一、概述 金屬硫化物精礦不經(jīng)焙燒或燒結(jié)焙燒直接生產(chǎn)出金屬的金屬硫化物精礦不經(jīng)焙燒或燒結(jié)焙燒直接生產(chǎn)出金屬的熔煉方法稱為直接熔煉。熔煉方法稱為直接熔煉。 對硫化鉛精礦來說，這種粒度僅為幾十微米的浮選精對硫化鉛精礦來說，這種粒度僅為幾十微米的浮選精礦因其微粒小，比表面積大礦因其微粒小，比表面積大, ,化學反應(yīng)和熔化過程都有可能化學反應(yīng)和熔化過程都有可能很快進行，充分利用硫化礦粒子的化學活性和氧化熱，采很快進行，充分利用硫化礦粒子的化學活性和氧化熱，采用高效、節(jié)能、少污染的直接熔煉流程處理是合理的。傳用高效、節(jié)能、少污染的直接熔煉流程處理是合理的。傳

2、統(tǒng)的燒結(jié)統(tǒng)的燒結(jié)鼓風爐流程將氧化鼓風爐流程將氧化還原兩過程分別在兩臺還原兩過程分別在兩臺設(shè)備中進行，存在許多難以克服的弊端。隨著能源、環(huán)境設(shè)備中進行，存在許多難以克服的弊端。隨著能源、環(huán)境污染控制以及生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本對冶煉過程的要求越來污染控制以及生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本對冶煉過程的要求越來越嚴格，傳統(tǒng)煉鉛法受到多方面的嚴峻挑戰(zhàn)。越嚴格，傳統(tǒng)煉鉛法受到多方面的嚴峻挑戰(zhàn)。2 具體說來，具體說來，傳統(tǒng)法有如下主要缺點傳統(tǒng)法有如下主要缺點： （1）隨著選礦技術(shù)的進步，鉛精礦品位一般可以達）隨著選礦技術(shù)的進步，鉛精礦品位一般可以達到到60%，這樣精礦給正常燒結(jié)帶來許多困難，導致大，這樣精礦給正常燒結(jié)帶來許

3、多困難，導致大量的熔劑、返粉或還有爐渣的加入，將燒結(jié)爐料的含量的熔劑、返粉或還有爐渣的加入，將燒結(jié)爐料的含量降至量降至40%50%。送往熔煉的是低品位的燒結(jié)塊，。送往熔煉的是低品位的燒結(jié)塊，致使每生產(chǎn)致使每生產(chǎn)1t金屬就要產(chǎn)生金屬就要產(chǎn)生1t多爐渣，設(shè)備生產(chǎn)能力大多爐渣，設(shè)備生產(chǎn)能力大大降低。大降低。 （2）1tPbS精礦氧化并造渣可放出精礦氧化并造渣可放出2106kJ以上的以上的熱量，這部分能量在燒結(jié)作業(yè)中幾乎完全損失掉，而熱量，這部分能量在燒結(jié)作業(yè)中幾乎完全損失掉，而在鼓風爐熔煉過程中又要另外消耗大量昂貴的冶金焦。在鼓風爐熔煉過程中又要另外消耗大量昂貴的冶金焦。3 （3）鉛精礦一般含硫）鉛

4、精礦一般含硫1520，處理，處理t精鉛礦可精鉛礦可生產(chǎn)生產(chǎn)0.5t硫酸，但燒結(jié)焙燒脫硫率只有硫酸，但燒結(jié)焙燒脫硫率只有70左右，故硫左右，故硫的回收率往往低于的回收率往往低于70，還有，還有30左右，還有左右，還有30左左右的硫進入鼓風爐煙氣，回收很困難，容易給環(huán)境造右的硫進入鼓風爐煙氣，回收很困難，容易給環(huán)境造成污染。成污染。 （4）流程長，尤其是燒結(jié)及其返粉制備系統(tǒng)，含鉛物）流程長，尤其是燒結(jié)及其返粉制備系統(tǒng)，含鉛物料運轉(zhuǎn)量大，粉塵多，大量散發(fā)的鉛蒸汽、鉛粉塵嚴料運轉(zhuǎn)量大，粉塵多，大量散發(fā)的鉛蒸汽、鉛粉塵嚴重惡化了車間勞動衛(wèi)生條件，容易造成勞動者鉛中毒。重惡化了車間勞動衛(wèi)生條件，容易造成勞

5、動者鉛中毒。4 近近30年來，冶金工作者力圖通過年來，冶金工作者力圖通過PbS受控氧化即按受控氧化即按反映式反映式PbS+O2Pb+SO2的途徑來實現(xiàn)硫化鉛精礦的直的途徑來實現(xiàn)硫化鉛精礦的直接熔煉，以簡化生廠流程，降低生產(chǎn)成本，利用氧化反接熔煉，以簡化生廠流程，降低生產(chǎn)成本，利用氧化反應(yīng)的熱能以降低能耗，產(chǎn)出高濃度的應(yīng)的熱能以降低能耗，產(chǎn)出高濃度的SO2煙氣用于制硫，煙氣用于制硫，減小對環(huán)境污染。但由于直接熔煉產(chǎn)生大量鉛蒸汽、鉛減小對環(huán)境污染。但由于直接熔煉產(chǎn)生大量鉛蒸汽、鉛粉塵，且熔煉產(chǎn)物不是粗鉛含硫高就是爐渣含鉛高，致粉塵，且熔煉產(chǎn)物不是粗鉛含硫高就是爐渣含鉛高，致使許多直接熔煉方法都不很

6、成功。使許多直接熔煉方法都不很成功。5 冶金工作者通過冶金工作者通過PbSO系化學勢圖的研究，找系化學勢圖的研究，找到了獲得成分穩(wěn)定的金屬鉛的操作條件，但也明確指出，到了獲得成分穩(wěn)定的金屬鉛的操作條件，但也明確指出，直接熔煉要么產(chǎn)出高硫鉛，要么形成高鉛渣；要獲得含直接熔煉要么產(chǎn)出高硫鉛，要么形成高鉛渣；要獲得含硫低的合格粗鉛，就必須還原處理含鉛高的直接熔煉爐硫低的合格粗鉛，就必須還原處理含鉛高的直接熔煉爐渣。根據(jù)金屬硫化物直接熔煉的熱力學原理，運用現(xiàn)代渣。根據(jù)金屬硫化物直接熔煉的熱力學原理，運用現(xiàn)代冶金強化熔煉的技術(shù)，探討結(jié)構(gòu)合理的冶金反應(yīng)器，對冶金強化熔煉的技術(shù)，探討結(jié)構(gòu)合理的冶金反應(yīng)器，對

7、直接煉鉛進行多種方法的研究，其中有些已經(jīng)成功地用直接煉鉛進行多種方法的研究，其中有些已經(jīng)成功地用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，顯示了直接熔煉的強大生命力。可于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，顯示了直接熔煉的強大生命力。可以預言，直接熔煉將逐漸取代傳統(tǒng)法生產(chǎn)金屬鉛。以預言，直接熔煉將逐漸取代傳統(tǒng)法生產(chǎn)金屬鉛。6 金屬硫化物精礦直接熔煉的特點之一是利用工業(yè)氧金屬硫化物精礦直接熔煉的特點之一是利用工業(yè)氧氣，二是采用強化冶煉過程的現(xiàn)代冶金設(shè)備，從而使金氣，二是采用強化冶煉過程的現(xiàn)代冶金設(shè)備，從而使金屬硫化物受控氧化熔煉在工業(yè)上應(yīng)用成為可能。屬硫化物受控氧化熔煉在工業(yè)上應(yīng)用成為可能。 在鉛精礦的直接熔煉中，根據(jù)原料主成分在鉛精礦的

8、直接熔煉中，根據(jù)原料主成分PbS的含量，的含量，按照按照PbS氧化發(fā)生的基本反應(yīng)氧化發(fā)生的基本反應(yīng)PbS+O2= Pb+SO2，控制氧，控制氧的供給量與的供給量與PbS的加入量的比例的加入量的比例(簡稱為氧簡稱為氧/料比料比)，從而決，從而決定了金屬硫化物受控氧化發(fā)生的程度。定了金屬硫化物受控氧化發(fā)生的程度。7 實際上，實際上，PbS氧化生成金屬鉛有兩種主要氧化生成金屬鉛有兩種主要途徑：一是途徑：一是PbS直接氧化生成金屬鉛，較多發(fā)直接氧化生成金屬鉛，較多發(fā)生在冶金反應(yīng)器的爐膛空間內(nèi)；二是生在冶金反應(yīng)器的爐膛空間內(nèi)；二是PbS與與PbO發(fā)生交互反應(yīng)生成金屬鉛，較多發(fā)生在反應(yīng)器發(fā)生交互反應(yīng)生成金

9、屬鉛，較多發(fā)生在反應(yīng)器熔池中。熔池中。 直接煉鉛的基本原則：在高氧位下產(chǎn)出低直接煉鉛的基本原則：在高氧位下產(chǎn)出低硫精鉛，然后在低氧位下產(chǎn)出低鉛爐渣。硫精鉛，然后在低氧位下產(chǎn)出低鉛爐渣。 8 硫化鉛精礦直接熔煉方法可分為兩類：一類是把精硫化鉛精礦直接熔煉方法可分為兩類：一類是把精礦噴入灼熱的爐膛空間，在懸浮狀態(tài)下進行氧化熔煉，礦噴入灼熱的爐膛空間，在懸浮狀態(tài)下進行氧化熔煉，然后在沉淀池進行還原和澄清分離，如基夫賽特法，這然后在沉淀池進行還原和澄清分離，如基夫賽特法，這種熔煉反應(yīng)主要發(fā)生在爐膛空間的熔煉方式稱為種熔煉反應(yīng)主要發(fā)生在爐膛空間的熔煉方式稱為閃速熔閃速熔煉煉。另一類是把精礦直接加入鼓風翻

10、騰的熔體中進行熔。另一類是把精礦直接加入鼓風翻騰的熔體中進行熔煉，如煉，如QSL法、水口山法、奧斯麥特法和艾薩法等。這法、水口山法、奧斯麥特法和艾薩法等。這種熔煉反應(yīng)主要發(fā)生在熔池內(nèi)的熔煉方式稱為種熔煉反應(yīng)主要發(fā)生在熔池內(nèi)的熔煉方式稱為熔池熔煉熔池熔煉。 9 無論是閃速熔煉，還是熔池熔煉，上述各種無論是閃速熔煉，還是熔池熔煉，上述各種直接直接煉鉛方法的共同優(yōu)點是煉鉛方法的共同優(yōu)點是： （1）硫化精礦的直接熔煉取代了氧化燒結(jié)焙燒與鼓）硫化精礦的直接熔煉取代了氧化燒結(jié)焙燒與鼓風爐還原熔煉兩過程，冶煉工序減少，流程縮短，免風爐還原熔煉兩過程，冶煉工序減少，流程縮短，免除了反粉破碎和燒結(jié)車間的鉛粉、鉛

11、塵和除了反粉破碎和燒結(jié)車間的鉛粉、鉛塵和SO2煙氣污染，煙氣污染，勞動衛(wèi)生條件大大改善，設(shè)備投資減少。勞動衛(wèi)生條件大大改善，設(shè)備投資減少。 （2）運用閃速熔煉或熔池的方法，采用富氧或氧）運用閃速熔煉或熔池的方法，采用富氧或氧氣熔煉，強化了冶金過程。由于細粒精礦直接進入氧氣熔煉，強化了冶金過程。由于細粒精礦直接進入氧化熔煉體系，充分利用了精礦表面巨大活性，反應(yīng)速化熔煉體系，充分利用了精礦表面巨大活性，反應(yīng)速度快，加速了反應(yīng)器中氣度快，加速了反應(yīng)器中氣-液液-固物料之間的傳熱傳質(zhì)。固物料之間的傳熱傳質(zhì)。充分利用了硫化精礦氧化反應(yīng)發(fā)熱值，實現(xiàn)了自熱或充分利用了硫化精礦氧化反應(yīng)發(fā)熱值，實現(xiàn)了自熱或基本

12、自熱熔煉。能耗低，生產(chǎn)率高，設(shè)備床能率大，基本自熱熔煉。能耗低，生產(chǎn)率高，設(shè)備床能率大，余熱利用好。余熱利用好。10 （3）氧氣或富氧熔煉的煙氣）氧氣或富氧熔煉的煙氣SO2濃度高，硫的利濃度高，硫的利用率高。用率高。 （4）由于熔煉過程得到強化，可處理鉛品位波）由于熔煉過程得到強化，可處理鉛品位波動大、成分復雜的各種鉛精礦以及其他含動大、成分復雜的各種鉛精礦以及其他含Pb、Zn的的二次物料，伴生的各種有價元素綜合回收好。二次物料，伴生的各種有價元素綜合回收好。11 前蘇聯(lián)有色金屬科學研究院從六十年代開始研究前蘇聯(lián)有色金屬科學研究院從六十年代開始研究開發(fā)的直接煉鉛工藝，八十年代用于大型工業(yè)生產(chǎn)，

13、開發(fā)的直接煉鉛工藝，八十年代用于大型工業(yè)生產(chǎn)，1986年初在哈薩克斯坦的烏斯季年初在哈薩克斯坦的烏斯季卡緬諾爾斯克建成卡緬諾爾斯克建成基夫賽特法煉鉛廠。基夫賽特法煉鉛廠。 1986年意大利薩明公司購買其專利建成處理爐料年意大利薩明公司購買其專利建成處理爐料600t/d鉛廠鉛廠(KSS廠廠)，目前在生產(chǎn)。，目前在生產(chǎn)。 1996年底，加拿大科明科公司年底，加拿大科明科公司120000t/a粗鉛的粗鉛的基夫賽特煉鉛廠投產(chǎn)成功，目前在生產(chǎn)?；蛸愄責掋U廠投產(chǎn)成功，目前在生產(chǎn)。12 基夫賽特法煉鉛屬于閃速熔煉一電熱還原法基夫賽特法煉鉛屬于閃速熔煉一電熱還原法（KivcetKivcet法），其反應(yīng)過程主

14、要在基夫賽特爐的反應(yīng)法），其反應(yīng)過程主要在基夫賽特爐的反應(yīng)塔空間進行。其設(shè)備連接圖如下圖所示：塔空間進行。其設(shè)備連接圖如下圖所示：作為氧化段的閃速熔煉爐作為還原段的電爐鋅蒸氣冷凝器整個冶煉過程分整個冶煉過程分為兩段：為兩段：氧化段氧化段還原段還原段4-21314工 藝 流 程 演 示原材料倉庫及配料工序15尾礦渣尾礦渣 硫化物硫化物 濾渣濾渣金精礦金精礦 銀精礦銀精礦 鉛精礦鉛精礦 氧化鋅氧化鋅浸出渣浸出渣銀浮銀浮選礦選礦石英砂石英砂石灰石石灰石粉媒粉媒混料膠帶輸送機混料膠帶輸送機電動橋式抓斗起重機電動橋式抓斗起重機原料倉原料倉混合料（去干燥）混合料（去干燥）16 干燥及球磨工序工 藝 流 程

15、 演 示17回轉(zhuǎn)干燥窯回轉(zhuǎn)干燥窯混合料合格爐料（去熔煉）合格爐料（去熔煉）自配料自配料散落料散落料去二級布袋收塵去二級布袋收塵煙氣煙氣干物料干物料煙塵煙塵(去熔煉去熔煉)煙煙氣氣電電收收塵塵器器旋旋渦渦收收塵塵器器干式球磨機干式球磨機18基夫賽特熔煉工序工 藝 流 程 演 示19合格爐合格爐料料 豎爐煙氣豎爐煙氣（去余熱回收）（去余熱回收） 電爐區(qū)煙氣電爐區(qū)煙氣（去余熱回收）（去余熱回收）爐渣層爐渣層焦炭過濾層焦炭過濾層粗鉛層粗鉛層電電 爐爐反應(yīng)豎爐反應(yīng)豎爐直升煙道直升煙道電電極極電電極極電電極極焦焦炭炭焦焦炭炭粗鉛（去精煉）粗鉛（去精煉）渣渣氧氣氧氣水水淬淬水淬渣水淬渣送送渣渣場場204個給

16、料燒嘴氧氣牛鼻隔墻21余熱利用及煙氣收塵工序工 藝 流 程 演 示22輻輻射射段段下下降降段段對流鍋爐對流鍋爐蒸汽包蒸汽包煙煙氣氣（去制酸）（去制酸）煙塵（返熔煉）煙塵（返熔煉）豎豎爐爐煙煙氣氣電收塵器電收塵器23電電爐爐煙煙氣氣輻輻射射段段下下降降段段對流鍋爐對流鍋爐蒸汽包蒸汽包復燃段復燃段一級布袋收塵器一級布袋收塵器二級布袋收塵器二級布袋收塵器煙氣（自回轉(zhuǎn)干燥窯）煙氣（自回轉(zhuǎn)干燥窯）煙塵（送鋅系統(tǒng)）煙塵（送鋅系統(tǒng)）廢廢氣氣（排空）（排空）2425 焦炭溜子水冷水套鉻鎂磚氮氣密封粗鉛爐渣3根電極鉻鎂磚強制鼓風冷卻爐膛爐膛中心線熱膨脹調(diào)節(jié)用彈簧加載搖擺器石墨磚鉻鋁磚26對流鍋爐下降段蒸汽包直升

17、煙道可拆卸板電爐反應(yīng)豎爐輻射段原料水槽圖圖4-3 基夫賽特余熱鍋爐基夫賽特余熱鍋爐27 （1）生產(chǎn)過程）生產(chǎn)過程 含鉛物料含鉛物料+熔劑熔劑+工業(yè)氧氣（工業(yè)氧氣（ 95%O2）噴入豎爐）噴入豎爐內(nèi)，反應(yīng)溫度內(nèi)，反應(yīng)溫度1573-1673K，硫化鉛精礦在懸浮狀態(tài)下，硫化鉛精礦在懸浮狀態(tài)下完成氧化脫硫和熔化過程，生成粗鉛、高鉛爐渣和含完成氧化脫硫和熔化過程，生成粗鉛、高鉛爐渣和含SO2的煙氣，并放出大量熱。由于氧氣的煙氣，并放出大量熱。由于氧氣-精礦的噴射速精礦的噴射速度達度達100120m/s，爐料的氧化、熔化和形成初步的粗，爐料的氧化、熔化和形成初步的粗鉛、爐渣熔體僅在鉛、爐渣熔體僅在23s內(nèi)

18、完成。內(nèi)完成。 當焦炭通過約當焦炭通過約4m高的反應(yīng)塔空間時，被灼熱的爐高的反應(yīng)塔空間時，被灼熱的爐氣加熱，但由于精礦粒度細，著火溫度低，先于焦炭氣加熱，但由于精礦粒度細，著火溫度低，先于焦炭燃燒。焦炭在反應(yīng)塔下落過程中僅有燃燒。焦炭在反應(yīng)塔下落過程中僅有10%左右被燃燒。左右被燃燒。28 焦炭密度小，落在反應(yīng)塔下言的沉淀熔體上面形焦炭密度小，落在反應(yīng)塔下言的沉淀熔體上面形成赤熱的焦炭層，這就像煉鉛鼓風爐風口區(qū)的焦炭成赤熱的焦炭層，這就像煉鉛鼓風爐風口區(qū)的焦炭層一樣，將含有一次粗鉛和高鉛爐渣的熔體進行過層一樣，將含有一次粗鉛和高鉛爐渣的熔體進行過濾，使高鉛渣中的濾，使高鉛渣中的PbO被還原出金

19、屬鉛來，故稱為被還原出金屬鉛來，故稱為焦炭過濾層。在這里，約有焦炭過濾層。在這里，約有80%90%的氧化鉛被的氧化鉛被還原?；蛸愄胤ㄖ苯訜掋U系統(tǒng)的設(shè)備組合如圖還原?；蛸愄胤ㄖ苯訜掋U系統(tǒng)的設(shè)備組合如圖4-2，爐料在反應(yīng)塔和焦炭層發(fā)生的化學反應(yīng)及其溫度變爐料在反應(yīng)塔和焦炭層發(fā)生的化學反應(yīng)及其溫度變化沿斷面的分布如圖化沿斷面的分布如圖4-4。29430勞動條件好；勞動條件好；對原料適應(yīng)性強，對原料適應(yīng)性強，Pb 2070%，S 13.5%28%，Ag 1008000g/t的原料的原料 ；連續(xù)作業(yè)，氧化和還原在一個爐內(nèi)完成，生產(chǎn)環(huán)節(jié)少；連續(xù)作業(yè)，氧化和還原在一個爐內(nèi)完成，生產(chǎn)環(huán)節(jié)少；煙氣煙氣SO2

20、濃度高，可直接制酸；煙氣量少，帶走的熱少，濃度高，可直接制酸；煙氣量少，帶走的熱少，余熱利用好，從而煙氣冷卻和凈化設(shè)備小，煙塵率約余熱利用好，從而煙氣冷卻和凈化設(shè)備小，煙塵率約5%，煙，煙塵可直接返回爐內(nèi)冶煉；塵可直接返回爐內(nèi)冶煉；主金屬回收率高（主金屬回收率高（Pb回收率回收率98%），渣含鉛低（），渣含鉛低（2%)，貴金屬回收率高，金、銀入粗鉛率達貴金屬回收率高，金、銀入粗鉛率達99%以上，還可回收原以上，還可回收原料中鋅料中鋅60%以上；以上；能耗低，粗鉛能耗為能耗低，粗鉛能耗為0.35t標煤標煤/t；爐子壽命長，爐期可達爐子壽命長，爐期可達3年，維修費用低。年，維修費用低。31原料準備

21、比較復雜：對爐料和水分要求嚴格，粒度要控制原料準備比較復雜：對爐料和水分要求嚴格，粒度要控制在在0.5mm0.5mm以下，最大不能超過以下，最大不能超過1mm1mm，需要干燥至含水在，需要干燥至含水在1%1%以下；以下；建設(shè)投資較高。建設(shè)投資較高。32（1）QSL法法 德國魯奇公司于七十年代研究開發(fā)的直接煉鉛工藝。德國魯奇公司于七十年代研究開發(fā)的直接煉鉛工藝。 德國施托爾貝格煉鉛廠和韓國溫山德國施托爾貝格煉鉛廠和韓國溫山QSL廠，先后于廠，先后于1990年和年和1992年建成投產(chǎn)年建成投產(chǎn) 。 1989年加拿大科明科公司的年加拿大科明科公司的QSL法煉鉛廠投產(chǎn)，因法煉鉛廠投產(chǎn)，因工藝設(shè)備問題，

22、僅試產(chǎn)工藝設(shè)備問題，僅試產(chǎn)3個月無法繼續(xù)生產(chǎn)而被迫關(guān)閉，個月無法繼續(xù)生產(chǎn)而被迫關(guān)閉，1993年用基夫賽特法改建；年用基夫賽特法改建； 我國西北冶煉廠我國西北冶煉廠20世紀世紀80年代引進的年代引進的QSL技術(shù)，于技術(shù)，于1992年建成投產(chǎn)，投產(chǎn)不久因故停產(chǎn)年建成投產(chǎn)，投產(chǎn)不久因故停產(chǎn) 。33341）設(shè)備）設(shè)備 反應(yīng)器反應(yīng)器：臥式圓筒形轉(zhuǎn)爐，內(nèi)襯鉻鎂磚，外包鋼：臥式圓筒形轉(zhuǎn)爐，內(nèi)襯鉻鎂磚，外包鋼板爐子中置隔墻（隔墻下部有連通孔，雙煙道），分板爐子中置隔墻（隔墻下部有連通孔，雙煙道），分為氧化段和還原段。為氧化段和還原段。 加料口加料口：加入鉛精礦或其他含鉛二次物料：加入鉛精礦或其他含鉛二次物料

23、噴嘴噴嘴：氧化段噴入氧氣；還原段噴入氧氣、粉煤：氧化段噴入氧氣；還原段噴入氧氣、粉煤或天然氣。或天然氣。 爐子向氧化段傾斜爐子向氧化段傾斜5%，可，可90度轉(zhuǎn)動。度轉(zhuǎn)動。 3536 2）工藝過程）工藝過程 熔池深度熔池深度1500mm，爐底鉛液深度，爐底鉛液深度250mm。 氧化段氧化段：爐料加入后，在爐渣：爐料加入后，在爐渣-金屬金屬-氣體乳狀熔氣體乳狀熔體中發(fā)生反應(yīng)，生產(chǎn)體中發(fā)生反應(yīng)，生產(chǎn)Pb和和PbO，放出熱量，實現(xiàn)自熱，放出熱量，實現(xiàn)自熱熔煉，此時的氧勢較高，約熔煉，此時的氧勢較高，約2.2左右。初鉛含左右。初鉛含S 0.3-0.5%，初渣含鉛，初渣含鉛40-45%。 氧化段溫度氧化段

24、溫度10501100oC。37 還原段還原段：粗渣從隔墻下流入到還原段。粉煤（或：粗渣從隔墻下流入到還原段。粉煤（或天然氣）和氧氣噴入產(chǎn)生天然氣）和氧氣噴入產(chǎn)生CO和和H2，使高，使高PbO爐渣在爐渣在1250被還原。還原區(qū)氧勢較低，約為被還原。還原區(qū)氧勢較低，約為0.2左右。溫左右。溫度較高，為度較高，為11501250 。爐渣在流向還原區(qū)端墻。爐渣在流向還原區(qū)端墻上的排渣口的過程中逐漸被還原，還原形成的金屬鉛上的排渣口的過程中逐漸被還原，還原形成的金屬鉛（二次粗鉛）沉降到爐低流向氧化區(qū)與一次粗鉛（初（二次粗鉛）沉降到爐低流向氧化區(qū)與一次粗鉛（初鉛）匯合。粗鉛與爐渣逆向流動，從虹吸口排出；爐

25、鉛）匯合。粗鉛與爐渣逆向流動，從虹吸口排出；爐渣從渣口連續(xù)或間斷排出。與氧化段硫化物氧化速度渣從渣口連續(xù)或間斷排出。與氧化段硫化物氧化速度比較，還原速度較慢，還原段長度約為氧化段的比較，還原速度較慢，還原段長度約為氧化段的2倍。倍。 對含鋅高的原料，對含鋅高的原料，QSL法的終渣需送煙化爐進一法的終渣需送煙化爐進一步揮發(fā)鋅。步揮發(fā)鋅。38 反應(yīng)器熔池深度直接影響熔體和爐料的混合程度。反應(yīng)器熔池深度直接影響熔體和爐料的混合程度。淺熔池操作不但兩者混合不均勻，而且易被噴槍噴出淺熔池操作不但兩者混合不均勻，而且易被噴槍噴出的氣流穿透，從而降低氧氣或氧氣的氣流穿透，從而降低氧氣或氧氣-粉煤的利用率。粉

26、煤的利用率。因此適當加深反應(yīng)器熔池深度對反應(yīng)器的操作是有利因此適當加深反應(yīng)器熔池深度對反應(yīng)器的操作是有利的。由熔煉工藝特點所決定，的。由熔煉工藝特點所決定，QSL反應(yīng)器內(nèi)必須保持反應(yīng)器內(nèi)必須保持有足夠的底鉛層，以維持熔池反應(yīng)體系中的化學勢和有足夠的底鉛層，以維持熔池反應(yīng)體系中的化學勢和溫度的基本恒定。在操作上，為使渣層與虹吸出鉛口溫度的基本恒定。在操作上，為使渣層與虹吸出鉛口隔開，以保證液鉛能順利排出，也必須有足夠的底鉛隔開，以保證液鉛能順利排出，也必須有足夠的底鉛層。底鉛層的厚度一般為層。底鉛層的厚度一般為200400mm，而渣層宜薄，而渣層宜薄，為為100150mm。反應(yīng)器氧化區(qū)的熔池深度

27、大，一般。反應(yīng)器氧化區(qū)的熔池深度大，一般為為5001000mm。39QSL法直接煉鉛流程如圖所示：法直接煉鉛流程如圖所示：QSL法煉鉛流程圖法煉鉛流程圖 鉛精礦鉛精礦熔劑熔劑混合混合圓盤制粒圓盤制粒球粒球粒QSL反應(yīng)器反應(yīng)器爐渣爐渣處理處理粉煤空氣及粉煤空氣及遮蔽氣體遮蔽氣體純氧及遮純氧及遮蔽氣體蔽氣體爐氣爐氣粗鉛粗鉛廢熱鍋爐廢熱鍋爐高壓蒸汽高壓蒸汽發(fā)電發(fā)電煙煙氣氣煙塵煙塵電收塵器電收塵器煙氣煙氣制酸制酸40返料量少，有利于提高設(shè)備生產(chǎn)能力和降低包返料量少，有利于提高設(shè)備生產(chǎn)能力和降低包括能源、勞動力等消耗費用；括能源、勞動力等消耗費用；富氧使產(chǎn)生的煙塵量減少，煙中富氧使產(chǎn)生的煙塵量減少，煙中

28、SOSO2 2濃度高，可濃度高，可直接制酸；直接制酸；以煤代焦，成本更低。以煤代焦，成本更低。特點：特點：41 水口山煉鉛法是我國自行開發(fā)的一種氧氣底吹直接水口山煉鉛法是我國自行開發(fā)的一種氧氣底吹直接煉鉛法。在煉鉛法。在20世紀世紀80年代，水口山第三冶煉廠在規(guī)模為年代，水口山第三冶煉廠在規(guī)模為2234mm7980mm的氧化反應(yīng)爐進行半工業(yè)試驗成功的氧化反應(yīng)爐進行半工業(yè)試驗成功后，擴大推廣應(yīng)用到河南豫光金鉛公司和安徽池州兩家后，擴大推廣應(yīng)用到河南豫光金鉛公司和安徽池州兩家鉛廠生產(chǎn)，從而形成了氧氣底吹熔煉鉛廠生產(chǎn)，從而形成了氧氣底吹熔煉-鼓風爐還原鉛氧化鼓風爐還原鉛氧化渣的煉鉛新工藝。渣的煉鉛新

29、工藝。 生產(chǎn)實踐證明，對于我國目前生產(chǎn)上采用的燒結(jié)生產(chǎn)實踐證明，對于我國目前生產(chǎn)上采用的燒結(jié)-鼓鼓風爐煉鉛老工藝改造，水口山法是一項污染少、投資省、風爐煉鉛老工藝改造，水口山法是一項污染少、投資省、見效快的可取方案。見效快的可取方案。42 水口山法氧氣底吹熔煉取代傳統(tǒng)燒結(jié)工藝后，不僅解決了水口山法氧氣底吹熔煉取代傳統(tǒng)燒結(jié)工藝后，不僅解決了SO2煙氣及鉛煙塵的污染問題，還取得了如下效益：煙氣及鉛煙塵的污染問題，還取得了如下效益： （1）由于熔煉爐出爐煙氣）由于熔煉爐出爐煙氣SO2濃度在濃度在12%以上，對制酸非常有利，以上，對制酸非常有利，硫的總回收率可達硫的總回收率可達95%。 （2）熔煉爐出

30、爐煙氣溫度高達）熔煉爐出爐煙氣溫度高達10001100，可利用余熱鍋爐或汽，可利用余熱鍋爐或汽化冷卻器回收余熱?；鋮s器回收余熱。 （3）采用氧氣底吹熔煉，原料中）采用氧氣底吹熔煉，原料中Pb、S含量的上限不受限制，不含量的上限不受限制，不需要添加返料，簡化了流程，且取消了破碎設(shè)備，從而降低了工需要添加返料，簡化了流程，且取消了破碎設(shè)備，從而降低了工藝電耗。藝電耗。 （4）由于減少了工藝環(huán)節(jié)，提高了）由于減少了工藝環(huán)節(jié)，提高了Pb及其他有價金屬的回收率，及其他有價金屬的回收率，氧氣底吹熔煉車間氧氣底吹熔煉車間Pb的機械損失的機械損失0.5%。43經(jīng)濟效益：經(jīng)濟效益：池州，較原燒結(jié)鍋鼓風爐流程每

31、噸鉛成本下降池州，較原燒結(jié)鍋鼓風爐流程每噸鉛成本下降200元，每產(chǎn)出一噸鉛同時產(chǎn)出一噸酸，每噸酸視市場波動元，每產(chǎn)出一噸鉛同時產(chǎn)出一噸酸，每噸酸視市場波動，利潤可達，利潤可達100200元。元。豫光，較原燒結(jié)機鼓風爐流程每噸鉛成本降低豫光，較原燒結(jié)機鼓風爐流程每噸鉛成本降低150元，每噸酸多盈利元，每噸酸多盈利100200元。元。兩廠合計每年新增效益：兩廠合計每年新增效益：35004800萬萬社會效益：社會效益：以推廣應(yīng)用以推廣應(yīng)用80萬萬t鉛產(chǎn)量計，每年可減少鉛產(chǎn)量計，每年可減少50萬噸萬噸SO2排放污染大氣環(huán)境。排放污染大氣環(huán)境。 改善鉛冶煉工廠的操作條件，避免了鉛廠工人及工改善鉛冶煉工廠

32、的操作條件，避免了鉛廠工人及工廠周圍居民的鉛中毒現(xiàn)象。廠周圍居民的鉛中毒現(xiàn)象。44河南豫光鉛廠外景45池州鉛廠氧氣底吹熔煉廠房46 頂吹熔煉法包括艾薩法和奧斯麥特法，此類熔煉方法頂吹熔煉法包括艾薩法和奧斯麥特法，此類熔煉方法的核心是頂吹浸沒噴槍技術(shù)，故又稱為浸沒熔煉，其共同的核心是頂吹浸沒噴槍技術(shù)，故又稱為浸沒熔煉，其共同特點是：特點是：采用鋼外殼、內(nèi)襯耐火材料的圓柱型固定式爐體；采用鋼外殼、內(nèi)襯耐火材料的圓柱型固定式爐體；采用可升降的頂吹浸沒式噴槍將氧氣采用可升降的頂吹浸沒式噴槍將氧氣/空氣和燃料（粉空氣和燃料（粉煤、燃料油和天然氣均可）垂直浸沒噴射進入爐內(nèi)熔體中；煤、燃料油和天然氣均可）垂

33、直浸沒噴射進入爐內(nèi)熔體中；采用爐頂加料，塊料粉料均可；采用爐頂加料，塊料粉料均可；采用輔助燃料噴嘴補充熱量；采用輔助燃料噴嘴補充熱量；爐子上部一側(cè)呈喇叭擴大形設(shè)排煙口連接余熱鍋爐和爐子上部一側(cè)呈喇叭擴大形設(shè)排煙口連接余熱鍋爐和電收塵器，以回收余熱，凈化煙氣。電收塵器，以回收余熱，凈化煙氣。47 頂吹熔煉法用于粗鉛冶煉，較傳統(tǒng)冶煉工藝具有頂吹熔煉法用于粗鉛冶煉，較傳統(tǒng)冶煉工藝具有如下優(yōu)點：如下優(yōu)點： (1)對原料適應(yīng)性強，不僅可以處理鉛精礦，還可對原料適應(yīng)性強，不僅可以處理鉛精礦，還可處理二次含鉛物料、鋅浸出渣，進行鉛渣的煙化；處理二次含鉛物料、鋅浸出渣，進行鉛渣的煙化； (2)取消了傳統(tǒng)的鉛燒

34、結(jié)過程，消除了粉塵和取消了傳統(tǒng)的鉛燒結(jié)過程，消除了粉塵和SO2煙氣的低空污染，使操作環(huán)境大為改善；煙氣的低空污染，使操作環(huán)境大為改善； (3)采用氧氣（富氧采用氧氣（富氧30%40%）頂吹熔煉，因爐）頂吹熔煉，因爐體密閉，漏風較少，煙氣量在為減少，提高了煙氣體密閉，漏風較少，煙氣量在為減少，提高了煙氣SO2濃度，為實現(xiàn)雙轉(zhuǎn)雙吸制酸工藝提供了條件；濃度，為實現(xiàn)雙轉(zhuǎn)雙吸制酸工藝提供了條件；48 (4)對入爐料的粒度、水分等要求不嚴格，備料過程對入爐料的粒度、水分等要求不嚴格，備料過程簡單，混合料制粒入爐后可顯著減少被出爐煙氣帶走的簡單，混合料制粒入爐后可顯著減少被出爐煙氣帶走的粉塵量，從而降低煙塵

35、率；粉塵量，從而降低煙塵率； (5)頂吹煉鉛設(shè)備系熔池熔煉，風從爐頂插入的噴槍頂吹煉鉛設(shè)備系熔池熔煉，風從爐頂插入的噴槍送入熔池，熔煉強度及熱利用率較高；送入熔池，熔煉強度及熱利用率較高； (6)立式圓筒形爐體占地面積小，只是廠房空間要求高，立式圓筒形爐體占地面積小，只是廠房空間要求高，在場地受限的老廠改造中，配置比較容易；在場地受限的老廠改造中，配置比較容易； (7)冶煉工藝的自動化控制水平大大提高，提高企業(yè)冶煉工藝的自動化控制水平大大提高，提高企業(yè)的勞動生產(chǎn)率，實現(xiàn)減員增效。的勞動生產(chǎn)率，實現(xiàn)減員增效。49 頂吹熔煉直接煉鉛可采用相連接的兩臺爐子操作，頂吹熔煉直接煉鉛可采用相連接的兩臺爐子

36、操作，在不同爐內(nèi)分別完成氧化熔煉和鉛渣還原，實現(xiàn)連續(xù)生在不同爐內(nèi)分別完成氧化熔煉和鉛渣還原，實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)；也可以氧化熔煉和鉛渣還原兩過程同用一臺爐，間產(chǎn)；也可以氧化熔煉和鉛渣還原兩過程同用一臺爐，間斷操作。但目前存在的問題是在直接熔煉的還原階段，斷操作。但目前存在的問題是在直接熔煉的還原階段，因為還原所需的粉煤量是根據(jù)富鉛渣品位嚴格控制的，因為還原所需的粉煤量是根據(jù)富鉛渣品位嚴格控制的，由于渣含鉛波動范圍大，從而引起爐溫變化幅度大，加由于渣含鉛波動范圍大，從而引起爐溫變化幅度大，加劇爐墻耐火磚損壞，同時煙塵率也較高。劇爐墻耐火磚損壞，同時煙塵率也較高。 頂吹熔煉方法在頂吹熔煉方法在20世紀世紀

37、80年代工業(yè)應(yīng)用獲得成功后，年代工業(yè)應(yīng)用獲得成功后，澳大利亞芒特艾薩礦業(yè)公司（澳大利亞芒特艾薩礦業(yè)公司（MM）和奧斯麥特公司）和奧斯麥特公司（Ausmelt)均持有該技術(shù)的專有權(quán)和銷售權(quán)，由于各自均持有該技術(shù)的專有權(quán)和銷售權(quán)，由于各自獨立發(fā)展，在技術(shù)上形成了各自的特點。獨立發(fā)展，在技術(shù)上形成了各自的特點。50 瑞典玻利頓金屬公司于瑞典玻利頓金屬公司于20世紀世紀80年代開始使用傾斜式旋轉(zhuǎn)爐年代開始使用傾斜式旋轉(zhuǎn)爐（卡爾多爐）直接煉鉛。（卡爾多爐）直接煉鉛。 該法的爐料加料噴槍和天然氣（或燃料油）該法的爐料加料噴槍和天然氣（或燃料油）-氧氣噴槍插入口都氧氣噴槍插入口都設(shè)在轉(zhuǎn)爐頂部，爐體可沿縱軸旋

38、轉(zhuǎn)，故該方法又稱為頂吹旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)爐設(shè)在轉(zhuǎn)爐頂部，爐體可沿縱軸旋轉(zhuǎn)，故該方法又稱為頂吹旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)爐法（法（TBRC）。）。 卡爾多爐（卡爾多爐（Caldo）轉(zhuǎn)爐由圓筒形爐缸和喇叭形爐口組成。爐體）轉(zhuǎn)爐由圓筒形爐缸和喇叭形爐口組成。爐體外殼為鋼板，內(nèi)砌鉻鎂磚。外徑外殼為鋼板，內(nèi)砌鉻鎂磚。外徑3600mm，長，長6500mm，操作傾角，操作傾角280，新砌爐工作容積，新砌爐工作容積11m3。爐缸外壁固連著兩個大輪圈，帶輪圈。爐缸外壁固連著兩個大輪圈，帶輪圈的爐體用若干組托輪固定在一個框架內(nèi)，爐體可沿爐缸中心線作回的爐體用若干組托輪固定在一個框架內(nèi)，爐體可沿爐缸中心線作回旋運動，轉(zhuǎn)速為旋運動，轉(zhuǎn)速為030r/min。51 在轉(zhuǎn)爐動力裝置驅(qū)動下，保持爐體旋轉(zhuǎn)時可以同在轉(zhuǎn)爐動力裝置驅(qū)動下，保持爐體旋轉(zhuǎn)時可以同時調(diào)整爐體傾角。在正常作業(yè)傾角部位設(shè)有煙罩和煙時調(diào)整爐