一种同时炼铅锌的新技术

白 桦 李 阳

(1.长沙有色冶金设计研究院有限公司， 湖南 长沙 410011；2.长沙电力职业技术学院， 湖南 长沙 410131)

一种同时炼铅锌的新技术

白 桦1李 阳2

(1.长沙有色冶金设计研究院有限公司， 湖南 长沙 410011；2.长沙电力职业技术学院， 湖南 长沙 410131)

开发了一种同时炼铅锌的新技术，利用富氧侧吹(或底吹)炉和密闭富氧侧吹炉代替了传统技术中使用的烧结机和密闭鼓风炉。该技术改善了传统技术中存在的高焦率、低空污染、烟气含硫低、大量返尘等问题，具有可行性和潜在市场。

同时炼铅锌； 密闭； 富氧侧吹炉

1 密闭鼓风炉炼铅锌技术

密闭鼓风炉炼铅锌技术作为现有同时炼铅锌的方法，于上世纪60年代用于工业生产。我国先后建有5套密闭鼓风炉炼铅锌熔炼系统。

密闭鼓风炉炼铅锌技术有如下优点：

(1)对原料的适应性强，可以处理多种铅锌的原生或次生原料。

(2)该法以一个系统代替了一般的炼铅、炼锌两种独立系统，简化了冶金工艺流程。

但其同时也存在如下缺点：

(1)需要消耗冶金焦炭。

(2)该法对技术条件的要求比较高，生产过程中需热焦、热风。

密闭鼓风炉炼铅锌技术属于烧结- 鼓风炉熔炼工艺，烧结- 鼓风炉炼铅工艺是我国产业结构调整指导目录(2011年)淘汰类项目。虽然密闭鼓风炉炼铅锌技术目前还未在此列，但其炉料烧结环节所带来的低空污染、烟气含硫低、大量返粉等问题，令其终将会被高效、低污染的新技术所替代。

2 同时炼铅锌新技术简介

新技术建立在富氧侧吹或富氧底吹熔池熔炼技术的基础上。随着熔池熔炼技术在炼铅及处理铅锌杂料上的广为应用以及实践经验的不断积累，用富氧侧吹炉或富氧底吹炉来对含硫铅锌物料进行氧化脱硫，对铅锌氧化物进行还原在工业上已可行。

铅锌混合精矿先进入富氧侧吹炉(或底吹炉)，在鼓入富氧空气的状态下进入熔池熔炼充分脱硫。金属硫化物的氧化脱硫是放热反应所以无需外加热源，但如果搭配的铅锌杂料较多，则需要在考虑炉子热平衡的前提下，补充一定热源。高温烟气通过侧吹炉(或底吹炉)上的竖直烟道进入余热回收装置，回收余热降低烟温后送入收尘系统。收尘后的烟气送入制酸系统(烟气中SO2含量可达12%以上)。

脱硫后的氧化铅锌熔融体通过溜槽进入密闭富氧侧吹炉，铅锌混合精矿(也可搭配一定数量的铅锌氧化物杂料)氧化脱硫产生的烟气中收集的氧化铅锌尘也送入其中。鼓入富氧的同时加入还原煤，在高温和强还原气氛下熔炼。在密闭富氧侧吹炉内，脉石和其他杂质等造渣，有价金属氧化物则还原成金属，锌呈蒸气状态随炉气进入其后的铅雨冷凝器，铅雨冷凝器之后的工艺流程与现行技术基本一样。

氧化铅则被还原成铅，与渣融熔体一起通过溜槽排入电热前床，在电热前床内进行渣铅分离，电热前床之后的工艺流程与现行技术基本相同。

密闭富氧侧吹炉不仅使用一般的无烟块煤取代了传统密闭鼓风炉使用的质量高、价格贵的冶金焦炭，而且用富氧侧吹炉(或底吹炉)熔炼脱硫取代传统密闭鼓风炉炼铅锌技术中烧结脱硫环节，没有烧结过程所带来的低空污染、烟气含硫低、大量返粉等问题又充分回收了烟气余热。虽然该方法需要富氧(要建氧气站)但省掉了热风(要配备热风炉、热管换热器)与热焦(要配备焦炭预热器)，其工艺流程见图1。

图1 同时炼铅锌新技术流程示意图

3 新技术的设备改进

3.1 富氧侧吹(或底吹)炉代替烧结机

用富氧侧吹(或底吹)炉取代烧结机的优点如下：

(1)硫化矿的反应热可得到充分利用，熔炼产物以热态直接流入其后的密闭富氧侧吹炉，其潜热得到充分利用。

(2)烟气中SO2浓度高，利于制酸。

(3)床能力大，相比烧结机占地面积小的多，而且与其后的密闭富氧侧吹炉配置紧凑。

(4)更重要的是消除了用烧结机烧结铅锌矿与生俱来的一些弊端。

3.2 密闭富氧侧吹炉代替密闭鼓风炉

密闭富氧侧吹炉为熔池熔炼，没有料柱，自然形成高温炉顶，所以不需炉顶二次风。密闭鼓风炉由于有料柱，含锌烟气通过料柱后温度会降低，为了保证炉气进入冷凝器的温度(防止炉气中锌蒸气的再氧化)故从炉顶鼓入二次空气，在料面上的空间使炉气中的部分CO燃烧放出热量以保证必要的炉顶温度。

由于使用富氧(50%～60%)和自然形成高温炉顶而无需在顶炉二次燃烧，炉气中的氮气含量比密闭鼓风炉炼铅锌炉气中的氮气含量少的多。换句话说，炉气中的锌蒸气浓度比密闭鼓风炉炼铅锌炉气中的锌蒸气浓度大的多，更有利于其后铅雨冷凝器铅液对锌蒸气的捕集。

锌蒸气从炉气中冷凝为液体锌的百分比是衡量冷凝过程中锌回收率的指标，以冷凝效率表示：

冷凝效率=(a1-a2)/a1×100%

(1)

式中：a1——冷凝前炉气中锌的浓度，%；a2——冷凝后炉气中锌的浓度，%。

a1-a2的值愈大，则冷凝效率愈高。如前所述，使用富氧侧吹炉比鼓风炉熔炼锌蒸气的冷凝效率高。

密闭鼓风炉炼铅锌技术采用高焦率(控制在32%～35%)，这样做是为了保证炉内具有充分的还原能力，炉气中CO的含量(18%～22%)和高温炉顶，防止锌的再氧化。焦率一般控制在32%～33%。

而富氧侧吹熔池熔炼不仅利用空气对炉内的熔体进行搅拌混合，而且加入炉内的是高温熔融体，与还原煤的混合时间相对较短，加之可以自然形成高温炉顶。所以其焦率比密闭鼓风炉低(控制在22%～28%)。

4 结语

密闭鼓风炉炼锌是一项划时代的技术成就，但随着社会和科学技术的进步，密闭鼓风炉炼锌已不能满足社会对它的要求。虽然对该技术也作了许多改进，比如，人们想把烧结机整个“包裹”起来，但并没有从源头解决问题。

新的同时炼铅锌技术具有可行性和潜在市场，符合我国的产业政策，也符合我国在铅锌及铅锌渣冶炼方面的技术发展趋势。

[1] 白桦，李阳. 铅锌密闭鼓风炉的熔炼机理及改进[J].有色冶金节能，2008(1).

A New Technology for Simultaneously Smelting Lead and Zinc

BAI Hua, LI Yang

A new technology of simultaneously smelting lead and zinc was developed, the sintering machine and imperial smelting furnace was replaced with oxygen-enriched side blown (bottom-blown) and closed oxygen-enriched side blown furnace. The technology solves the problems existed in the traditional technology like high coke yield, low altitude pollution, low contents in flue gas and large amounts of recycle dust, and has feasibility and potential market.

lead and zinc smelting simultaneously; closed; oxygen-enriched side blown furnace

2013-09-16

白桦(1959—)，男，湖南长沙人，大学本科，教授级高级工程师，从事有色冶金炉窑及其余热利用的设计研究工作。

TF806.1； TF812

A

1008-5122(2014)02-0015-02