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1、氧气底吹熔炼—鼓风炉还原炼铅新技术二○○六年八月二日氧气底吹熔炼—鼓风炉还原炼铅法传统的烧结-鼓风炉炼铅法面临环保要求日趋严格的挑战。中国有色工程设计研究总院联合多家冶炼厂，就氧气底吹熔炼-鼓风炉还原炼铅工艺进行联合攻关。在经过工业试验和工业验证试验后，对两座炼铅厂（河南豫光金铅集团和池州有色金属公司）采用该工艺进行了设计，设计范围包括精矿储存、配料、混合制粒、氧气站、底吹熔炼、酸厂、鼓风炉还原熔炼等，且现已建成投产。烧结-鼓风炉炼铅法采用底吹氧化熔炼处理铅精矿,富铅渣用鼓风炉还原熔炼,已实现工业化生产。实践证明，该工艺技术先
2、进，环保效果明显。一、氧气底吹熔炼—鼓风炉法简介氧气底吹熔炼—鼓风炉还原炼铅法工艺流程为:熔剂、铅精矿或二次铅原料及铅烟尘经配料、制粒或混捏后进行氧气底吹熔炼,产出烟气、一次粗铅和铅氧化渣,烟气经余热锅炉回收余热和电收尘器收尘后采用二转二吸工艺制酸,尾气排放,铅烟尘返回配料。铅氧化渣经铸块后与焦块、熔剂块混合后入鼓风炉进行还原熔炼,产出炉渣、烟气和粗铅,烟气经收尘后放空,铅烟尘返回配料。工艺主要设备包括可旋转式氧气底吹熔炼炉,多元套管结构氧枪（多通道水冷高温喷镀耐磨底吹氧枪）,特殊耐磨材质的氧枪口保护砖，浅层分格富铅渣速冷铸渣
3、机（铅氧化渣铸渣机）,带弧型密封罩和垂直模式壁中压防腐余热锅炉，全封闭铅烟尘输送配料等,新型结构鼓风炉（双排风口大炉腹角高料柱）等。工艺的核心设备是氧气底吹熔炼炉。熔炼炉炉型结构为可回转的卧式圆筒形,在炉顶部设有2～3个加料口,底侧部设有3～6个氧气喷入口,炉子两端分别设一个虹吸放铅口和铅氧化渣放出口。炉端上方设有烟气出口。铅精矿的氧化熔炼是在一个水平回转式熔炼炉中进行的。铅精矿、铅烟尘、熔剂及少量粉煤经计量、配料、圆盘制粒后,由炉子上方的气封加料口加入炉内,工业纯氧从炉底的氧枪喷入熔池。氧气进入熔池后,首先和铅液接触反应,生
4、成氧化铅(PbO),其中一部分氧化铅在激烈的搅动状态下,和位于熔池上部的硫化铅(PbS)进行反应熔炼,产出一次粗铅并放出SO2。反应生成的一次粗铅和铅氧化渣沉淀分离后,粗铅虹吸或直接放出,铅氧化渣则由铸锭机铸块后,送往鼓风炉工段还原熔炼,产出二次粗铅。出炉SO2烟气采用余热锅炉或汽化冷却器回收余热,经电收尘器收尘,送硫酸车间处理。熔炼炉采用微负压操作,整个烟气排放系统处于密封状态,从而有效防止了烟气外逸。同时,由于混合物料是以润湿、粒状形式输送入炉的,加上在出铅、出渣口采取有效的集烟通风措施,从而避免了铅烟尘的飞扬。经实地检测
5、,熔炼车间岗位含铅尘低于0.1mg/Nm3,完全达到了国家劳动卫生标准。由于在熔炼炉内只进行氧化作业,不进行还原作业,工艺过程控制大为简单。氧气底吹熔炼一次成铅率与铅精矿品位有关,品位越高,一次粗铅产出率越高。为适应下一步鼓风炉还原要求,铅氧化渣含铅应控制在40%左右,略低于烧结块含铅率,相应地,一次粗铅产出率一般为35%～40%,粗铅含S<0.2%。和烧结块相比,铅氧化渣孔隙率较低,同时,由于是熟料,其熔化速度较烧结块要快些,从而增加了鼓风炉还原工艺的难度。但是,经过半工业试验证明,采用鼓风炉处理铅氧化渣在工艺上是可行的,鼓
6、风炉渣含Pb可控制在4%以内。通过炉型改进,渣型调整、适当控制单位时间物料处理量等措施,渣含Pb可望进一步降低。另外,尽管现有指标较传统工艺渣含Pb1.5%～2%的指标稍高,但由于新工艺中鼓风炉渣量仅为传统工艺的50%～60%,因而,鼓风炉工段铅的损失基本不增加。在技改过程中,利用原有的鼓风炉作适当改进即可,这样,可以节省大笔投资。新工艺的一个重要组成部分是氧气站。目前,国内工业纯氧的制备技术有两种,一种为传统的深冷法,一种为变压吸附法。前者生产能力大,氧气纯度高,但成本高,氧气单位电耗一般为0.6～0.7kwh／Nm3;后者
7、投资省,成本低,氧气单位电耗低于0.45kwh／Nm3。目前,国内1500m3／h的吸附制氧机组已研制成功,其氧气纯度达93%以上。对于1万t／a规模的炼铅厂,氧气需要量一般为700～800m3／h。采用变压吸附法制氧完全能满足中型炼铅厂技改需要,该技术为首选方案。氧气底吹熔炼工艺取代传统烧结工艺后,不仅解决了SO2烟气及铅烟尘的污染问题,还有如下效益:(1)由于熔炼炉出炉烟气SO2浓度在12%以上,对制酸非常有利,元素硫总回收率可达95%。(2)熔炼炉出炉烟气温度高达1000～1100℃,可利用余热锅炉或汽化冷却器回收余热。
8、(3)采用氧气底吹熔炼,原料中Pb、S含量的上限不受限制,不需要添加返料,简化了流程,且取消了破碎设备,从而降低了工艺电耗。(4)由于减少了工艺环节,提高了Pb及其它有价金属的回收率,氧气底吹熔炼车间Pb的机械损失<0.5%。经测算,采用新的工艺改造传统工艺后,粗铅单位产品综
