KlVCET工艺在国内的生产实践

荆旭冬，欧阳成

(江西铜业铅锌金属有限公司，江西 九江 332500)

1 引言

铅作为一种基础的原材料在人类文明的进程中发挥着十分重要的作用。铅的传统冶炼方法是先焙烧成烧结块再进入鼓风炉熔炼，此方法的缺点有能源消耗大、物料量偏多、生产流程长、产出的烟气不适宜用常规工艺制酸、现场操作环境差，所以被直铅冶炼的新方法替代。KIVCET工艺是一种具有先进技经指标、高自动化装备的直接炼铅新技术，由东方院研发，已在乌卡厂、维斯麦港厂、特雷尔厂使用。

江西铜业铅锌金属有限公司引进KIVCET工艺，建设四十万吨产能的铅锌联合项目（分两期建设，2011年一期二十万吨铅锌产能投入生产），实现铅、锌、铜、金以及银等金属的高效回收。系统利用KIVCET工艺生产粗铅，粗铅由连续脱铜炉精炼后制作成阳极板，电解铅采用大极板技术配套自动化程度高的机组实现极板制作、排距、清洗、运输的无人化操作。锌的生产采用常规工艺，精矿在沸腾炉完成焙烧后进行酸浸，浸出液净化后选用大极板电积技术。本项目实现工厂内部的物料循环，锌冶炼产出的各种渣作为基夫赛特炉的原料，基夫赛特炉渣中的锌经烟化后产出氧化锌作为锌系统的原料，极大的提高金属回收率，使废水、废气及固体废物的排放量最低，实现原料中的金属得到最大效率的利用，建立一种“绿色、循环”的铅锌联合冶炼发展模式。

2 基夫赛特直接炼铅的反应机理及工艺特点

2.1 反应机理

图1 基夫赛特炉工艺流程图

表1 基夫赛特工艺特点[1]

基夫赛特工艺是一种闪速熔炼的直接炼铅方法，为增强冶炼反应过程利用氧气使精矿充分反应放热，干燥、球磨后的物料通过精矿喷嘴与氧气一起进入反应区内，物料在反应区内呈悬浮态，经过传热传质的复杂过程完成硫化矿物的氧化，氧化产物的熔解造渣，氧化渣熔体中大部分的氧化铅在与炉内的焦炭过滤层发生还原反应得到金属铅，剩余未还原的部分流入电炉后继续还原，在一座熔炉里完成整个氧化、还原的冶金工程。

2.2 工艺特点

基夫赛特工艺的特点见表1：

3 江铜集团基夫赛特炉工艺过程

基夫赛特直接炼铅的工艺过程主要包含原料配备与炉料干燥球磨、基夫赛特炉熔炼和烟气余热回收及收尘工序，工艺流程图见图1。

3.1 原料配备

将基夫赛特炉所需的各种物料按照一定要求连续称量配料，配置好的炉料经过振动筛去除杂物，通过皮带机输送到干燥球磨工序。焦炭通过干燥后经皮带机输送到料仓经计量后一部分进入基夫赛特炉反应区内参与反应，一部分加入电热区。

3.2 炉料干燥球磨

为将配置筛分后的物料水分干燥至1%以下，采用一种以蒸汽为热源介质的回转干燥设备。经过干燥的炉料进入球磨机研磨，再使用筛分设备以保证炉料研磨效果。合格的炉料采用压缩风运输至储仓待用。

3.3 基夫赛特炉闪速冶炼

设置在同一炉膛上的反应区、直升烟道以及电炉区是基夫赛特炉的重要构成部分，其中反应区通过隔离水套与电炉区分隔开，基夫赛特炉构成图见图2。

图2 基夫赛特炉构成图[3]

表2 基夫赛特法炼铅主要生产技术指标

利用一种特殊的精矿喷嘴将炉料与氧气混合后喷射入反应区，物料在反应区内呈悬浮态，经过传热传质的复杂过程完成硫化矿物的氧化、氧化产物的熔解造渣，氧化渣熔体中大部分的氧化铅在与炉内的焦炭过滤层发生还原反应得到金属铅，剩余未还原的部分再通过隔墙下方的通道流入电热区。

在电热区通过石墨电极提供热源，保持炉内的熔体温度使铅、渣分离。炉渣中的氧化锌与加入的焦炭发生还原反应进入烟气系统。粗铅采用打孔方式从铅口排放至CDF炉。炉渣通过渣口排放至烟化炉。

3.4 烟气余热回收及收尘

炉料与氧气反应后生成高浓度SO2烟气，进入余热锅炉既实现降温除尘又达到余热回收利用的目的。降温后的烟气以静电除尘的方式进一步捕集烟尘后由风机送往制酸系统。使用刮板机将来自锅炉、静电除尘器的烟尘返回至料仓，以计量方式加入反应区。

电热区产出的含锌烟气在直升烟道内与鼓入的空气反应生成氧化锌烟尘，在电热区余热锅炉内实现冷却降温，冷却后的烟气进入湿法除尘系统净化后由烟囱排空。

4 基夫赛特炉生产实践情况

基夫赛特炉在2012年2月开始点火升温，在3月开始投料生产，经过半年的试运行转换为正式生产模式。基夫赛特工艺八年的应用有效验证其在铅锌联合冶炼中的特殊优势，实现厂内中间物料的循环流转，解决了铅锌冶炼废渣堆存的难题，达到铅锌冶炼渣的资源化处理。基夫赛特炉处理了锌系统产出的全部锌浸出渣、铅渣及中和废水时产出的渣料；基夫赛特炉渣中的锌经烟化炉吹炼转化为氧化锌全部进入湿法炼锌工艺系统处理，由此发挥铅锌联合企业的优势，最大限度地提高有价金属的回收率，最大限度地降低冶炼工程的能耗，取得了良好的经济效益和社会效益，减少了因渣料堆存带来的环保压力。基夫赛特法炼铅主要生产技术指标如下表。

基夫赛特炉在2014年进行首次检修，通过检查炉体铜水套和耐火材料发现：

（1） 炉膛底部的耐火砖基本没有损伤。

（2） 少部分电炉东侧的耐火砖损坏，与生产中电热区温度控制过高有关。

（3） 电热区炉顶耐火砖没有冲刷腐蚀迹象。

（4） 反应区及隔墙水套完好。

（5） 铅口水套因为作业中使用氧气烧口对铜水套造成损伤，在检修的过程中将受损的水套进行维修更换。

基夫赛特炉在同年5月生产恢复，运行至今炉体情况良好。

5 结语

江铜铅锌公司在中国最先引进并成功应用KIVCET工艺，在铅锌冶炼业的发展模式中探索和尝试了一条在资源、资本、技术等方面都具有全面竞争力的新路径，有效提升铅锌行业的技术装备水平、实现冶炼资源的高效利用、改善生产场所的卫生环境，随着时间的推移会在国内铅锌行业中发挥更多积极的借鉴和示范作用。