铅烧结矿的鼓风炉还原熔炼

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1、第三节铅烧结矿的鼓风炉还原熔炼一、概述烧结焙烧得到的铅烧结块中的铅主要以PbO（包括结合态的硅酸铅）和少量的PbS、金属Pb及PbSO4等形态存在，此外还含有伴存的Cu、Zn、Bi等有价金属和贵金属Ag、Au以及一些脉石氧化物。鼓风炉熔炼的主要过程有：碳质燃料的燃烧过程、金属氧化物的还原过程、脉石氧化物（含氧化锌）的造渣过程，有的还发生造锍、造黄渣过程，最后是上述熔体产物的沉淀分离过程。1鼓风炉还原熔炼的目的：（1）最大限度地将烧结块中的铅还原出来获得粗铅，同时将Ag、Au、Bi等贵金属富集其中；（2）将Cu还原进入粗铅；若烧结块中含Cu、S都高时，则使铜呈Cu2

2、S形态进入铅锍（俗称铅冰铜）中，以便进一步回收；（3）如果炉料中含有Ni、Co时，使其还原进入黄渣（俗称砷冰铜）；（4）将烧结块中一些易挥发的有价金属化合物（如CdO）富集于烟尘中，便于进一步综合回收；（5）使脉石成分（SiO2、FeO、CaO、MgO、Al2O3）造渣，锌也以ZnO形态入渣，便于回收。2二、铅鼓风炉熔炼的炉料组成及对炉料的要求鼓风炉炼铅的原料由炉料和焦炭组成。炉料主要组成为自熔性烧结块，它占炉料组成的80%～100%。除此之外，根据鼓风炉正常作业的需要，有时也加入少量铁屑、返渣、黄铁矿、萤石等辅助物料。焦炭是熔炼过程的发热剂和还原剂。一般用量为炉

3、料量的9%～13%左右，即为焦率。31、烧结块的化学成分和物理性能（1）化学成分要求主金属铅含量为40%～50%。造渣成分的含量应符合鼓风炉选定的渣型。烧结块含硫应小于3%，当烧结块含铜1.5%以下，控制烧结块含硫1.5%～2.0%。某些炼铅厂的铅烧结块化学成分如表3-1。4（2）物理规格块度为50～120mm，小于50mm的碎块和大于120mm的大块不大于25%；孔隙度不小于50%~60%；烧结块强度一般要求它的转鼓率为28%～40%，或者从1.5m高处三次自然落至水泥地面或钢板上后，块度小于10mm的重量少于15%～20%。52、焦炭质量焦炭在铅鼓风炉还原熔炼

4、过程中的作用：①焦炭燃烧放出的热量为吸热化学反应和炉料熔化造渣提供充足的热量，保证熔体过热所必需的温度；②产生一氧化碳气体，使炉料中的金属氧化物还原成金属。焦炭质量具体要求见表3-2。63、辅助物料鼓风炉熔炼一般不需要添加熔剂，只有在炉况不正常时可能加萤石（CaF2)、黄铁矿（FeS2)，主要用作洗炉。后者还作硫化剂使用，在炉料中铅高、硫不足时，使铜进入铅，以提高铜的回收率。此外，为了改善炉况，使熔炼过程比较容易进行，有时也加块度为50～120mm的鼓风炉渣。当烧结块含硫高时，可添加铁屑，置换残存PbS中的铅，降低铜锍含铅量，以提高铅的回收率。7三、铅鼓风炉还原熔

5、炼的基本原理1、炉内料层沿不同高度所起的物理化学变化炉料在炉内形成垂直的料柱，它支承在盛接熔炼液态产物的炉缸上，一部分压在炉子的水套壁上。因为沿炉内高度的不同，炉气成分和温度也各异，故大致可沿炉高将炉子分为六个区域，如图3-1所示。83-191、炉料预热区（100－140℃），在此区，物料被预热，带入的水分被蒸发。水分蒸发是吸热过程，故炉顶料面温度较低，降低了铅的挥发损失。继而化学结晶水开始被分解蒸发，易还原的氧化物如Bi2O3及游离的PbO开始被还原。2、上还原区（400－700℃），物料本身所有的结晶水被分解蒸发，各种金属的炭酸盐及硫酸盐开始离解，易于还原的金

6、属氧化物（如PbO、CdO、CuO、Cu2O等）还原金属，高价氧化物开始被还原成低价氧化物（如Fe2O3→Fe3O4→FeO等），PbS、氧化铅及硫酸铅开始相互反应而形成铅及SO2，生成的铅象雨滴似地冲洗在炉料上，并从中富集金和银。103、下还原区（700－900℃），所有在上述区域中开始的反应，在此区将更为强烈的进行。各种碳酸盐的离解作用在此大致完成，各种硫酸盐（如BaSO4、PbSO4、CaSO4等）的离解反应以及硫化物的沉淀反应均分别进行；固体碳的还原作用加强，CO的还原作用更为激烈，因而还原过程加快。金属Cu和铅在硫化反应过程中形成低价化合物，未分解的以及

7、被还原的硅酸铅在此区熔化，流至下区还原。114、熔炼区（900－1300℃），此区位于燃烧层上，上述各区反应均在此区完成，SiO2、FeO、CaO造渣，并将Al2O3、MgO、ZnO溶解其中，CaO、FeO置换硅酸铅中的PbO，游离出来的氧化铅则被还原为金属铅，炉料完全熔融，形成的液体流经下面赤热的焦炭层过热，进入炉缸，而灼热的炉气则上升与下降的炉料作用，发生上述化学反应。5、风口区：几乎由赤热的焦炭充满，其厚度为0.8-1.0米左右，前述各区反应所得到的熔体均在此区过热。约1米厚的焦炭层，粗略又可分为两个带。近风口的一层是炉内燃料的燃烧带（氧化带）。在氧化带发生

8、碳的燃烧反