铅冶炼技术

比相应减少约50%，因此，焦炭耗量明显下降，生产成本低
于传统工艺。
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工艺优点：
由于熔炼炉出炉烟气SO2浓度在12%以上，对制酸非常有 利，硫的总回收率可达95%; 采用氧气底吹熔炼，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; 由于减少了工艺环节，提高了Pb及其他有价金属的回收率， 氧气底吹熔炼车间Pb的机械损失<0.5%。
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1.2熔池熔炼
1.2.1富氧底吹炼铅法（QSL）
目前国内外采用该工 艺共建有四个厂，仅德 国贝尔采留斯冶金公司 和韩国高丽锌公司这两 家还在生产。以富铅精 矿和二次铅物料为原料 ，产能共计为 25万 t/a 精铅。我国西北铅锌冶 炼厂和加拿大都曾引进 此技术建厂，由于上述 不同原因而关闭。
我国的铅资源储量和分布
我国的铅资源分布
我国铅资源的特点
就铅矿床而言，铅储量主要集中在大中型矿床中，具体 体现在如下几个方面： 现有的99处大中型矿床探明的资源总量和储量分别占全 国的 66.9%和 84.9%； 14处大型矿床探明的资源总量和储量分别占全国的31.1% 和50.3%； 我国四座特大型矿：云南兰坪铅锌矿(铅锌保有储量1440 万吨)、广东凡口铅锌矿(510万吨)、甘肃厂坝铅锌矿(含李 家沟，404万吨)和内蒙古东升庙铅锌矿(454万吨)合计保有 储量在全国总量中占到22%。 就其矿床本身而言，其特点重要有以下几方面： 铅锌密切共生，单一的铅矿较少； 锌品位高于铅，锌、铅比值平均为2.5； 铅锌矿床物质成分复杂，共伴生组分多，尤以白银、黄金、
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1—垂直烟道；2—阻溅板；3—炉体； 4—喷枪；5—辅助燃烧喷嘴；6—加料箱 艾萨炉示意图
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其优点： 设备简单，投资相对较低，原料适应性强； 采用间断排放熔体，排液瞬时流量大，排液溜槽不易冻结， 对熔体过热温度要求较低； 渣线上下波动范围较大，炉衬磨损和腐蚀相对较分散，渣线 区炉衬寿命较长。 不足之处： 氧枪寿命短，影响炉子作业率； 需要设置泥炮，定期打孔、放液、堵孔； 清理溜槽，操作较繁琐。
熔炼炉采用虹吸口连续排放熔体。其优点是熔池液面高
度恒定，波动小。
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生产过程中控制烟气温度高于烟尘熔点，使结瘤物熔化返 入炉内，炉内无阻溅板。 目前工业运行的诺丁汉姆厂的奥斯麦特炼铅工艺流程如
下图所示：
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德国诺丁汉姆冶炼厂奥斯麦特炼铅工艺流程
A-原料仓库；B-收尘器；c-配料设备；D-收尘器；E-螺旋加料机； F-制粒机；G-炉料分配器；H-奥斯麦特熔炼炉；I-热交换器；J-电收 尘器；K-脱铜槽；L-炉渣水淬 46
我国铅锌的主要生产基地
我国铅锌业经过这么多年的发展，现已经形成了东北、 湖南、两广，滇川、西北等五大铅锌采选冶和加工配套的 生产基地。其铅产量占全国产量的85%以上。锌产量占全国 的95%。 东北铅锌生产基地 东北基地主要以六矿两厂为主，即青城子铅锌矿、八家 子铅锌矿、桓仁铜锌矿、红透山铜锌矿、西林铅锌矿、天 宝铅锌矿和沈阳冶炼厂、葫芦岛锌厂。 湖南铅锌生产基地 湖南铅锌矿产资源丰富，而且富矿多，大部分产地可以 开发利用。形成了以桃林铅锌矿、黄沙坪铅锌矿、东坡铅 锌矿和株洲冶炼厂为主的铅锌生产基地。 两广铅锌生产基地 广东、广西两省区的铅锌矿资源丰富，广东主要以凡口
1.2.5富氧侧吹熔炼技术
氧气侧吹熔池熔炼工艺是借鉴前苏联瓦纽科夫法，由我 国自行开发的新的炼铅技术，目前已经完成工业试验，正在 进行工业化生产准备工作。其主要有两段和三段工艺流程。 两段工艺流程又有两种情形，一种是双炉作业，即氧化和 还原是在两座独立侧吹炉内完成，氧化炉产生的富铅渣通过 溜槽流入还原炉；另一种情形是，采用双区炉，即氧化和还 原是在一座炉的两段气氛不同的熔炼区完成。 三段工艺是在两段工艺的基础上增加了一段炉渣烟化，即 氧化熔炼，高铅渣还原熔炼和炉渣烟化。 瓦纽科夫炉简图如下所示：
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ISP工艺特点
优点：① 对原料适应性强，尤其适合难分选的铅锌混合矿； ②实现铅、锌的直接分离。
面临的问题：
①烧结块的产量不能满足鼓风需要； ②环境问题； ③原料方面：国内的铅锌混合矿的量已经不能够满足 ISP工 艺的需要，工艺的原料优势难于发挥。
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现将国内外直接炼铅法工艺及其现状列于下表。
粗铅的冶炼技术
杂质元素：1~4%
火法 粗炼 湿法 精炼 初步火法 精炼 电解精炼
粗铅
铅冶炼 工序
Pb:99.994%
1#电铅
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传 统 炼 铅 法
烧结—鼓风炉还原法 基夫赛特法
闪速熔炼
奥托昆普法
火 法
直 接 炼 铅 法 熔池熔炼
QSL法
富氧底吹熔炼法
SKS法
艾萨炉炼铅法 I-Y炼铅法 富氧顶吹熔炼法 奥斯麦特法 卡尔多炉法 富氧侧吹熔炼法
铅
冶
炼
组员：陈志红
燕超
世界铅资源的储量和分布
世界已经查明的铅资源量15亿多吨，铅储量为7900万吨， 储量基础为17000万吨。世界的铅资源主要分布在澳大利亚、 中国、美国和哈萨克斯坦四国，其储量占世界储量的60.3%， 储量基础占世界储量基础的71.2%。见下表
我国的铅资源储量和分布
据国土 资源部公布的 资料显示，截 止2007年底， 我国已查明铅 资源储量为 4207万吨，资 源量2861万吨， 基础储量1346 万吨，储量 747万吨；矿 山数1389座。 分布情况见右 表
我国铅资源的特点
铜、镉、铋、铟、锗等综合利用价值大。其中白银回收量在 全国白银总产量中占到65-70% ； 就铅锌矿品位而言，呈现出如下特点： 矿贫矿多、富矿少，结构构造和矿物组成复杂； 中国铅锌矿床的平均品位铅为1.99%，锌为4.49%， 铅+锌平均品位小于9.5%的矿床占71.6%，铅+锌平均品位 在7.5-15%之间的矿床占 24.1%，铅+锌平均品位大于15%的 矿床仅占4.3%。 根据多年经验，铅锌品位小于7.5%的矿床，开采的经济效 益不甚理想，生产成本高，利润微薄甚至亏损。这就限制了 铅资源的利用。
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鼓风炉的构造
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l-炉基；2-支架；3-炉 缸； 4- 水套压板； 5咽喉口； 6- 支风管及 风口； 7- 环形风管； 8- 打炉结工作门； 9千斤顶；l0-加料门； ll- 烟 罩 ； 12- 料 板 ； 13- 上侧水套； 14- 下 侧 水 套 ； 15- 虹 吸 道 及虹吸口
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1.2.2 SKS法（富氧底吹+鼓风炉还原炉）
SKS法是水口山矿务局与北京有色冶金设计研究总院在 20世纪80年代共同开发的。反应器保留了QSL法的氧化段， 但取消了还原段。所以炉体结构相对简单、氧气仍从熔池底 部吹入，产物为富铅渣和部分粗铅。富铅渣经铸渣机浇注成 块后送入鼓风炉进行还原熔炼，产出粗铅和炉渣。进入鼓风 炉的高铅渣含铅40%～45%，鼓风炉熔炼的物料与烧结工艺
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（a）氧化段与还原段烟气不分流
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（b）氧化段与还原段烟气不分流
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QSL炼铅的技术特点： 优点

氧化脱硫和还原在一座炉内连续完成，能耗低，对环境友 好； 备料简单； 以煤代焦，生产成本低，SO2烟气浓度高、渣量少、金属 回收率高达96%； 缺点 一个炉内实现氧化、还原气氛的控制困难，QSL炉的操作 难度大： 氧枪寿命短，炉衬冲刷侵蚀快，结渣容易堵塞； 原料要求高，不适合处理中低品位的铅物料。
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从上自下共分为五个区域：
1)炉料预热区(100～400℃).炉料被烘干，表面水被蒸发， 易还原的氧化物被还原。 2）上还原区(400～700℃).在此去结晶水开始脱除，碳酸 盐及硫酸盐开始分解，还原过程近一倍加强。铁的高价氧化 物被还原成低价氧化物。 3）下还原区(700～900℃).在此区CO还原作用强烈，硫酸 铅呈熔融状态并开始被还原。 4)熔炼区(900～1300℃)。上述各区进行的反应均在此区 完成，SiO2,FeO,CaO造渣，游离出的氧化铅被还原成金属铅, 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。 5)炉缸区。过热后的各种熔融体流入炉缸后继续完成未 反应的化学反应并按密度分层。最下层为粗铅，其上层为黄 渣，再上层为铅鋶，最上为炉渣。铅鋶、黄渣、炉渣等从排 渣口排出，粗铅经虹吸道连续排出铸锭或流入铅包送入精炼。
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粗铅火法冶炼技术
1.1传统炼铅工艺
传统工艺：烧结—鼓风炉还原熔炼工艺（见下图）。
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带 式 烧 烧 机
图2.1 烧结机实物图
烧 结 机 台 车
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1.1.1 烧结焙烧的目的 （1）氧化脱硫：将精矿中PbS和其他金属硫化物氧化成PbO 等金属氧化物，同时除去矿石中的砷、锑。 （2）将细粒炉料烧结成适合鼓风炉熔炼的，具有一定孔隙 度的烧结矿。 1.1.2 烧结焙烧的方法 工业上采用两次焙烧和一次焙烧两种方法。 （1）两次焙烧：在1123～1173K下，先进行预先焙烧脱除 部分硫；再将烧结块破碎，在1273～1373K下进行最终焙烧脱 除剩余硫，成为符合冶炼要求的烧结矿。 （2）一次焙烧（返回焙烧）：一次焙烧得到的烧结块与 硫化铅精矿混后进行焙烧，得到的焙烧矿一小部分送至鼓风 炉熔炼，大部分（65%～70%）仍返回烧结过程与精矿混合配料 后焙烧。我国炼铅厂多采用此法。
我国铅锌的主要生产基地
铅锌矿和韶关冶炼厂为主，其次是丙村铅锌矿、昌化铅锌矿、 大尖山铅锌矿。广西有泗顶铅锌矿、大新铅锌矿、河三铅锌 矿、柳州锌品厂等。 滇川铅锌生产基地 云南铅锌矿资源非常丰富，现铅锌保有储量均居我国之首。 主要有会泽铅锌矿、澜沧老厂铅锌矿和昆明冶炼厂、个旧鸡 街冶炼厂。四川有会东铅锌矿、会理铅锌矿以及一批中小型 矿山，铅锌精矿的产量很大。 西北铅锌生产基地 西北地区铅锌资源也是很丰富的，主要分布在甘陕青三省。 该基地铅锌生产以白银有色金属公司为主，有白银厂小铁山 铅锌矿、第三冶炼厂和西北铅锌冶炼厂。陕西有铅硐山铅锌 矿，二里河铅锌矿、银洞梁铅锌矿等和青海锡铁山矿务局。
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采用烧结+鼓风炉熔炼的生产企业
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工艺特点：
优点： 生产能力大、铅回收率高、渣含铅低等。 缺点：但由于烧结过程流程长； 返料量大，扬尘点分散，劳动条件差； 烧结产生的热量不能得到充分利用； 烧结烟气SO2浓度低，治理困难；
ຫໍສະໝຸດ Baidu21
ISP铅锌冶炼工艺
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目前国外有8个国家14条生产线，国内则有5条生产线使用 该工艺生产铅锌。我国ISP铅锌烧结焙烧的技术经济指标。 我国ISP铅锌烧结焙烧的技术经济指标



不足之处： 约1050℃的液态高铅渣的潜热没能有效利用； 高铅渣铸块在储运过程中易出现碎沫扬尘，既污染 环境又浪费资源； 鼓风炉能耗高，且必须使用冶金焦，余热回收利用 也比较困难。
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1.2.3富氧顶吹熔炼技术
1.2.3.1 ISA – YMG法（富氧顶吹+鼓风炉还原炉） 澳大利亚MIM公司和CSIRO共同开发的顶吹浸没熔炼法， 也称艾萨法(ISASMELT)。我国云南冶金集团中公司从澳大 利亚引进的艾萨法的氧化熔炼部分，形成了顶吹富氧熔炼— 鼓风炉还原富铅渣的联合流程，建设了一座年产粗铅8万的 铅冶炼厂，于2005年6月建成投产。其主要过程为：铅精矿、 石英石熔剂、烟尘返料和煤等炉料从炉顶加料口加入炉内， 93%的氧气和空气经顶部喷枪喷入炉内。操作温度一般控控 制在1050℃左右，熔炼产出粗铅和富铅渣，富铅渣浇注成块 后再送入鼓风炉进行还原熔炼。产出的高浓度SO2烟气通过 余热锅炉回收余热，收尘系统收尘后，送硫酸车间制酸。 艾萨炉顶吹富氧熔炼一富铅渣鼓风炉还原炼铅工艺流程 如下所示
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1.2.4奥斯麦特熔炼法
在20世纪末，欧洲金属公司(德国)诺丁汉姆(Nordenham) 铅锌冶炼厂成功采用奥斯麦特顶吹熔池熔炼方法炼铅。中国 云南锡业2006年引进Ausmelt炼铅工艺，建有产能10万t/a精 铅的冶炼厂，单炉分阶段完成氧化、还原和烟化三步作业，
2010年5月投产至今运行情况良好。该技术是在艾萨熔炼法
的基础上，进行了大量的应用性技术开发。 奥斯麦特熔炼炉炉型图如下所示。
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奥斯麦特熔炼炉示意图
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与艾萨熔炼法相比，奥斯麦特法有如下特点：
喷枪由4层套筒组成，中心管由里到外分别供给燃料、氧 气、空气和套筒风，并且引入了二次燃烧机制。其优点是熔 炼产出的单体硫及燃烧不完全的物质，由套筒风进行二次燃 烧，套筒风送入点接近熔体，二次燃烧产生的热量容易被喷 溅扬起来的熔体吸收，提高热效率； 炼炉体外壳喷水，采用喷淋冷却，投资省，简单易行；