富氧底吹工艺处理高锌铅精矿的工业试验

陈学兴, 刘 繁

(水口山有色金属集团公司第八冶炼厂， 湖南 衡阳 421513)

富氧底吹工艺处理高锌铅精矿的工业试验

陈学兴, 刘 繁

(水口山有色金属集团公司第八冶炼厂， 湖南 衡阳 421513)

叙述了富氧底吹工艺处理高锌铅精矿的工业试验，通过对生产数据分析，提出了炼铅过程中锌的合理含量以及烟化炉处理高锌炉渣的最佳经济品位。

高锌铅精矿；富氧底吹；粗铅；锌含量；控制

由于铅矿源的贫化，原料紧缺，铅冶炼厂面临着成分复杂铅精矿的处理，如高锌矿。高锌铅精矿(Zn≥9%)采用烧结—鼓风炉工艺处理时，将导致生产困难。国内众多大型铅冶炼企业都采用富氧底吹工艺生产粗铅，由于铅精矿中锌元素不计价，采用富氧底吹炼铅工艺回收金属锌，能产生良好的经济效益。水口山八厂在处理进口高锌铅精矿的工业试验中，高锌铅精矿搭配少量的高品位铅精矿，通过底吹炉生产一次粗铅，锌进入高铅渣，高铅渣经鼓风炉还原生产二次粗铅，高锌炉渣最后通过烟化炉挥发回收次氧化锌，系统运行正常。

1 工业试验

1.1 高锌铅精矿的成分

2011年3月11日～3月20日工厂集中处理了5 000 t高锌铅精矿，其主要的物质组成是方铅矿、闪锌矿及脉石。主要化学成分为(%)：Pb 53.86、 Zn 13.15 、S 19.76、Cu 0.11 、As 0.3、Sb 0.9、FeO 3.53、 SiO211.95、 CaO 0.61。

1.2 生产工艺流程

采用底吹炉氧化-鼓风炉还原-烟化炉烟化的原则流程生产粗铅，回收锌等有价金属，生产工艺流程如图 1所示。

图1 工艺流程图

1.3 工业试验

工业试验期间的生产数据见表1～表3。

表1 底吹炉生产数据

表2 鼓风炉生产数据

表3 烟化炉生产数据

2 分析讨论

根据生产数据，分别作出粒矿含锌与底吹炉沉铅率的关系图(图2)，高铅渣含锌与鼓风炉铅直收率的关系图(图3)，前床炉渣含锌与烟化炉弃渣含锌的关系图(图4)。

图2 粒矿含锌与底吹炉沉铅率的关系图

图3 高铅渣含锌与鼓风炉铅直收率的关系图

图4 鼓风炉前床炉渣含锌与烟化炉弃渣含锌的关系图

从图2可以看出，随着入炉粒矿含锌的升高，底吹炉沉铅率呈下降趋势，粒矿含锌10%时，沉铅率为27%，粒矿含锌7.5%时，沉铅率最高，为42%。高锌铅精矿在底吹炉氧化熔炼过程中发生如下化学反应[1]：

(1)

(2)

(3)

硫化铅与底部喷入的氧气发生氧化反应，放出大量的热，再经过交互反应生成粗铅。硫化锌也发生剧烈的氧化反应，同时放出大量的热，反应形成的氧化锌进入熔渣，较多的氧化锌导致炉渣的熔点升高，渣发粘。为了维持炉渣的流动性，使放渣顺畅，控制较高的氧料比，这样反应产生的金属铅又被氧化成氧化铅进入炉渣，导致底吹炉沉铅率下降。

从图3可以看出，随着入炉高铅渣含锌含量上升，鼓风炉铅的直收率呈下降趋势，含锌为14.5%时，铅的直收率最高，达90%。高铅渣含锌≥14.5%时，铅的直收率呈下降趋势。高铅渣中的氧化锌含量太高，在鼓风炉还原熔炼过程中，大部分氧化锌进入炉渣，导致熔渣的熔点上升，流动性变差，渣含铅明显呈上升趋势，同时由于鼓风炉内还原气氛强，高铅渣中的氧化锌被CO还原生成金属锌蒸气，锌蒸气随炉气上升重新被氧化为氧化锌，导致炉顶温度很高，烟尘率上升，烟尘带出的金属铅明显增加[2]。

从图4可以看出，当鼓风炉渣含锌在14%～21%时，烟化炉弃渣含锌控制在2.8%以下，烟化炉锌的直收率基本稳定在85%；当鼓风炉渣含锌超过21%，烟化炉弃渣含锌急剧上升，烟化炉锌的直收率也呈下降趋势。鼓风炉渣含锌过高，受烟化炉吹练时间90 min/炉的限制，炉渣中的氧化锌未能彻底还原，弃渣含锌较高，故锌的直收率下降。

3 结论

(1) 高锌铅精矿采用富氧底吹炉处理时，配料制成的入炉粒矿含锌控制在7.5%以内，底吹炉沉铅率可达到40%以上。

(2) 高铅渣含锌控制在14.5%以内，鼓风炉铅的直收率最高可达到90%。

(3) 鼓风炉渣含锌控制在14%～21%范围，烟化炉锌的直收率可达到85%以上。

[1]赵天从.重金属冶金学[M].北京:冶金工业出版社,1981.

[2]李卫峰,贾著红.硫化铅精矿富氧底吹及富氧顶吹熔炼技术[M].长沙:中南大学出版社，2010.

Industrialtestofhigh-zincleadconcentratetreatmentwithoxygen-enrichedbottom-blownprocess

CHEN Xue-xing, LIU Fan

The industrial test of high-zinc lead concentrate treatment with oxygen-enriched bottom-blown process was presented. Based on the analysis of production data, the reasonable zinc contents during lead smelting process and the optimal economic grade of high-zinc slag treated with fuming furnace were put forward.

high-zinc lead concentrate; oxygen-enriched bottom-blown; blister lead; zinc content; control

陈学兴(1967—)，男，湖南郴州人，研究生，工程师，水口山有色金属集团公司第八冶炼厂副厂长。

TF812

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