粗铅火法精炼物料平衡计算
粗铅车间烧结成本分析
粗铅车间2011年上半年生产分析一、生产情况从本年度第一季度的整体生产情况来看：粗铅产量完成：12307.106吨，完成全年任务的22.79%（合同计划：54000吨）。
回收率：93.63%，合同：94%。
比合同低了0.37%。
结块率：32.02% 设计28-36%。
比设计的32%高了0.02%。
结块率已达到设计要求，同时也能满足熔炼生产需要。
渣含铅:3.90%，合同：3%。
比合同高了0.9%但整体的渣含铅呈下降趋势。
二、指标分析1、粗铅产量：12307.106吨2011年第一季度的生产时间为：2010.12.21---2011.03.25。
生产周期：95天。
生产粗铅：12250.776吨，6015块，金属量：11829.285吨，Pb：96.57% ；平均块重：2.04吨/块。
生产浮渣：56.33吨，金属量：45.064吨，Pb：80%。
生产总量：12307.106吨，金属量：11874.349吨，综合Pb：96.57% ；浮渣率：1.37%。
从整个生产过程分析，安排的生产时间没能得到充分利用，要么因本车间设备事故的影响，要么受到外部因素或环保压力等被迫停机，致使有效生产时间过短。
烧结停机：19天，熔炼停机：23天。
烧结有效利用率：80%，合同为92%；熔炼有效利用率：75.8%，合同为89%。
如果在烧结、熔炼设备运转率正常的情况下综合考虑，粗铅的产量大约还能提高2150吨。
这为后期的生产给出了提示：只有把加强设备日常巡检，设备维护、保养做到位，充分保证设备的运转率，才是提高产量的前提保障。
2、粗铅品位：Pb：96.57%合同为：97%（捞完渣后），由于人工费、合同未谈妥等原因，第一季度基本上未捞浮渣，故粗铅品位略低于合同品位。
3、回收率：93.63%第一季度的综合回收率为93.63%，没能达到生产要求，比合同低了0.37%。
主要原因有：A、铅粉袋子的外卖带走部分金属量，将使回收率降低。
B、车间有部分的灰尘没有进入库存。
炼铁配料物料平衡及能量平衡计算
炼铁配料物料平衡及能量平衡计算炼铁是常用的冶金工艺之一，用于将铁矿石经过冶炼过程转化为纯净的铁金属。
在炼铁过程中，物料平衡和能量平衡是非常重要的计算，以确保工艺过程的稳定和效率。
物料平衡是指在炼铁过程中，对原料、中间产物和最终产品进行质量平衡的计算。
通常情况下，炼铁过程中的原料主要包括铁矿石、煤粉和石灰石。
铁矿石中的铁含量决定了最终产品的纯度，而煤粉提供燃料热量和还原剂，石灰石则用于炼渣和稳定炉渣的性质。
物料平衡的计算包括对原料和产物之间的质量流量进行跟踪和追踪，以确保没有任何成分丢失或浪费。
能量平衡是指在炼铁过程中，对热量输入和输出进行计算，以确保能量的有效利用。
在炼铁过程中，炉内的高温反应需要大量的热能供应。
将铁矿石和煤粉混合后，放入高炉内进行冶炼，燃烧过程产生的热量会将铁矿石还原为铁金属。
而石灰石的加入和炉渣的形成也会释放热量。
能量平衡的计算包括对燃料、冷却剂和其他热能输入与排出的热能流量进行计算和比较。
在进行物料平衡和能量平衡计算时，一般会采用质量流量法和能量流量法。
通过对所有物质的质量和能量输入与输出进行计算，可以得到物质和能量的平衡。
这些计算可以提供关于反应效率、煤粉和铁矿石投入比例以及能源利用效率的重要信息。
总之，物料平衡和能量平衡的计算在炼铁过程中起着至关重要的作用。
通过对原料、中间产物和最终产品的质量平衡和热量平衡进行追踪和计算，可以确保炼铁工艺的稳定和高效运行。
这些计算也对工厂的产量、效率和环保方面的改进提供了技术支持。
炼铁是一门具有悠久历史的工艺，旨在将铁矿石转化为纯净的铁金属。
在炼铁过程中，物料平衡和能量平衡的计算是确保工艺过程稳定和高效运行的关键。
物料平衡的计算是指对原料、中间产物和最终产品的质量流量进行追踪和计算，以确保原料和产物在工艺过程中没有丢失或浪费。
在炼铁过程中，主要原料包括铁矿石、煤粉和石灰石。
铁矿石是炼铁的主要原料，其中的铁含量决定了最终产品的纯度。
煤粉作为燃料和还原剂，提供炉内所需的热量和还原反应所需的碳。
炼钢过程物料平衡和热平衡计算
产物量(㎏) 8.610 0.88 1.071 0.645 0.424 0.016 0.034(CaS) 0.897
备注
入渣 入渣 入渣
入渣 入渣见表 2-8 入渣见表 2-8
0.195
表 2.6
炉衬蚀损 量/㎏ 0.3 (据表 2-5) 合计 CaO 0.00 4 成渣组分/kg SiO2 0.00 9 MgO 0.23 6 0.258 Al2O3 0.00 4
73.00/75 0.50/75
0.50/80 67.8/80
2.50/0 —
0.05/100 0.23/100
0.03/100 0.13/100
23.92/100 24.74/100
注：上表中的C中10%于氧生成CO2。
表2.4
名称 终渣碱度 萤石加入量 生白云石加入量 炉衬蚀损量 终渣∑(FeO)含量 (按向钢中传氧量ω (Fe2O3 ） =1.35 ω (FeO) 折 算) 烟尘量 参数
1.50
生石 灰石 炉衬
36. 40 1.2 0
0.80
25.6 0
1.00
36.2 0
3.00
78.8 0
1.40
1.60
14.0 0 0.58 81.5 0 12.4 0
焦炭
表2.3 铁合金成分（分子）及其回收率（分母）
类别 成分含量/回收率 /% C Si Mn Al P S Fe
硅铁 锰铁
— 6.60/90
表 2.5
元素 C Si Mn P S 反应产物 [C]→{CO} [C]→{CO2} [Si]→{SiO2} [Mn]→{MnO} [P]→{P2O5} [S]→{SO2} [S]+(CaO)→(CaS)+(O) [Fe]→{FeO} Fe [Fe]→{Fe2O3} 合计 成渣量 ① 由 CaO 还原出的氧量；消耗的 CaO 量=0.020×56/32=0.035kg。 0.48×112/160=0.377 6.330 0.144 7.034 3.942 入渣组分之 和 0.490
粗铅精炼
粗铅精炼2006-7-15 10:12:16 中国选矿技术网浏览802 次收藏我来说两句熔炼产出的粗铅纯度在96%-99%范围，其余1%-4%为贵金属金银、硒、碲等稀有金属以及铜、镍、硒、锑和铋等杂质。
粗铅中的贵金属的价值有时要超过铅的价值，必须提取出来，而杂质成分对铅的展性和抗蚀性发生有害影响，必须除去。
因此要对粗铅进行精炼。
粗铅精炼有火法精炼和电解精炼两种。
中国和日本的炼铅厂一般采用电解精炼，世界其他国家均采用火法精炼法。
火法精炼设备与工艺简单，建设费用较低，能耗低，生产周期短。
其缺点是过程繁杂，中间产物品种多，均需单独处理，金属回收率较低；电解精炼生产率高，金属直收率高，易于机械化和自动化，可一次产出高纯度精铅。
但建设投资大，生产周期较长。
（一）粗铅火法精炼该法通常由熔析和加硫除铜一氧化精炼除砷锑一加锌提银一氧化或真空除锌一加钙镁除铋等工序组成。
中国西北铅锌冶炼厂等厂采用此法。
1．粗铅熔析和加硫除铜粗铅含铜一般为1.2%-2.0%，采用熔析法降低铅中含铜。
熔析法的基本原理是，粗铅中的铜能与砷、锑生成稳定的难熔的化合物—砷化铜和锑化铜，这些化合物不溶于铅而以固态进入浮渣与铅分离。
熔析法可将粗铅中铜降至0.1％以下。
熔析法所用设备有反射炉和熔析锅，大型炼铅厂多用熔析锅。
熔析锅用铸钢制成，容量30-370t，以重油作燃料。
熔析温度500-600℃，熔析渣浮出铅液面用捞渣器捞出。
为进一步脱铜，熔析处理的铅再进行加硫处理。
该方法是利用铜对硫的亲和力大于铅对硫的亲和力，生成密度比铅小的Cu2S ,且在320-340℃作业温度下Cu2S不溶于铅的特性，在熔铅中加入硫黄将铜进一步除到0.001％-0.002％。
2．粗铅氧化精炼此方法的目的是从除过铜的粗铅中进一步除去锡、砷、锑等杂质。
精炼在反射炉中进行，炉温控制在800-900℃，开着炉门靠流入空气自然通风氧化杂质，使锡、砷、锑与铅生成铅盐浮渣，然后用入工捞出。
产万吨粗铅毕业设计方案
摘要本次设计主要是年处理 10 万吨铅精矿的铅顶吹直接熔炼炉，通过对铅及其主要化合物的物理化学性质和用途的认识、铅生产方法的了解、铅直接熔炼原理及工艺流程的选择、计算熔炼炉炼铅的物料平衡与热平衡计算。
对铅顶吹直接熔炼炉进行选择计算，根据计算出的尺寸对熔炼炉进行定型，通过尺寸定型画出熔炼炉的结构图。
设计方案以技术新、效益高为原则，充分体现了先进、灵活、多功能的特点。
关键词 : 铅顶吹直接熔炼炉、年产 10 万吨、工艺流程的选择、物料平衡与热平衡计算、尺寸定型、画结构图。
目录1 绪论12、铅生产概述32、1铅及其主要化合物的物理化学性质和用途2、1、1 铅的性质和用途 32、1、2 铅的主要化合物的物理化学性质 52、2 铅生产方法概述82、2、1 直接炼铅法82、2、2 传统炼铅法92、3 铅直接熔炼92、3、1 铅直接熔炼的基本原理92、3、2 铅直接熔炼工艺流程112、3、3 铅直接熔炼中各主要组分的行为142、3、4 铅直接熔炼主要产物162、4 铅直接冶炼艾萨炉熔炼系统主要设备结构2、4、1艾萨炉的炉体结构172、4、2 艾萨炉喷枪172、4、3 辅助燃烧喷嘴182、4、4艾萨炉的熔体排放192、4、5艾萨熔炼操作要点19冶金计算213、1 原料213、2 燃料223、3辅助材料2333 1 石英石233、3、2 石灰石24173、3、3 铁焙砂24、绪论在所有金属的冶炼中，铅冶炼一直是个难点。
世界已查明的铅资源储量为 150 万吨，中国的铅储量为 9 万吨，在世界上居第二位。
中国的铅产量接近世界的 ?，居世界第一位。
中国的铅消费也在增加，成为世界第二大消费国，仅次于美国。
2003 年中国的铅消费量为 116.82 ×106吨。
随着铅工业的发展，中国铅冶炼的技术装备水平也在提高，但与国外相比仍有差距，主要体现在以下几个方面：⑴、铅冶炼企业的规模较小；⑵、技术装备相对落后；⑶、再生资源利用率低；⑷、环境污染比较严重；⑸、技术经济指标偏低。
粗铅初步火法精炼
—铅冶金—
二、铅电解精炼时杂质的行为
在粗铅阳极中，通常含有金、银、铜、锑、 砷、锡、铋等杂质，杂质在阳极中除以单质存 在外，还以固溶体、金属间化合物、氧化物、 硫化物等形态存在。阳极中的杂质在电解过程 中的行为是很复杂的，按其标准电位可将阳极 中的杂质分为三类：
10
—铅冶金— 根据金属的标准电位可把铅中的杂质金属分为三类：
11
—铅冶金—
第一类杂质金属能与铅一道从阳极溶解 进入电解液，由于其析出电位较铅负，故在正 常情况下不会在阴极上放电析出。由于这些杂 质在粗铅中含量很小，且在火法精炼过程中很 易除去，所以一般情况下不会在电解液中积累 到有害的程度。
12
—铅冶金—
第二类杂质在电解熔炼过程中基本上不溶解， 从而在阳极表面上形成阳极泥层。
6
火法精炼的优点是设备简
单、投资少、占地面积小，并可 以按粗铅成分和市场需求采用不 同的工序。从而产出多种牌号的 精铅。含铋和贵金属少的粗铅最 宜采用火法精炼。
火法精炼的缺点是铅直收
率低，劳动条件差，工序繁杂， 中间产品处理量大。
当前，世界上粗铅火法精
炼的生产能力约占总精炼能力的 70％，而电解精炼多在我国、 日本和加拿大等国采用。
14
—铅冶金—
• 砷：在电解过程中砷与锑的性质相似，难溶 于电解液。阳极中砷含量一般不大于0.4%。 砷和锑都具有增大阳极泥强度的效果。工厂 实践证明，控制阳极泥中砷、锑的总量 >0.8%,可以确保阳极泥不脱落。
15
—铅冶金—
• 锑:锑在阳极中呈固溶体的形态存在，由于其标准电位较正，在电 解过程中很少进入电解液，而是留在阳极泥中。但锑能在阳极表 面的阳极泥中形成坚固而又疏松多孔的网状结构，包裹阳极泥使 之具有适当的附着强度而不脱落。 当阳极含锑>2%时，阳极泥会变得坚硬而难于刷下。当阳极 含锑<0.5%时，阳极泥容易散碎脱落，电解液浑浊，贵金属损失 严重，析出铅质量难以保证。 因此，生产中阳极含锑一般控制在0.8%～1.2%。如果粗铅生 产配料有困难，致使粗铅含锑太高或太低，在初步火法精炼装锅 时就要适量配入含锑低或锑高的杂铅或粗铅，确保阳极有适量的 锑，这在生产上称之为“调锑”。
粗铅的火法精炼技术
粗铅的火法精炼11.1 概述生产的粗铅中一般含有1-4%的杂质成份，如金、银、铜、铋、砷、铁、锡、锑、硫等，见表1-1：表21-1 粗铅的化学成份（%）粗铅需经过精炼才能广泛使用。
精炼目的：一是除去杂质。
由于铅含有上述杂质，影响了铅的性质，使铅的硬度增加，韧性降低，对某些试剂的抗蚀性能减弱，使之不适于工业应用。
用这样的粗铅去制造铅白、铅丹时，也不能得到纯净的产品，因而降低了铅的使用价值。
所以，要通过精炼，提高铅的纯度。
二是回收贵金属，尤其是银。
粗铅中所含贵金属价值有时会超过铅的价值，在电解过程中金银等贵金属富集于阳极泥中。
粗铅精炼的方法有两类，第一类为火法精炼，第二类为先用火法除去铜与锡后，再铸成阳极板进行电解精炼。
目前世界上火法精炼的生产能力约占80%。
采用电解精炼的国家主要有中国、日本、加拿大等国。
我国大多数企业粗铅的处理均采用电解法精炼。
粗铅火法精炼的优点是设备简单、投资少、生产周期短、占地面积小、生产成本较低。
含铋和贵金属少的粗铅易于采用火法精炼。
火法精炼的缺点是：铅直收率低、劳动条件差、工序繁杂，中间产品处理量大。
电解精炼的优点是能使铋及贵金属富集于阳极泥中，有利于综合回收，因此金属回收率高、劳动条件好，并产出纯度很高的精铅。
其缺点是基建投资大，且电解精炼仍需要火法精炼除去铜锡等杂质。
我分厂采用的火法精炼只是初步精炼，其任务是将粗铅中的铜和砷、锑、锡除至一定程度，并调整锑含量，浇注成化学质量和物理规格均满足要求的阳极板，为电解精炼做好准备。
11.2 粗铅火法精炼的工艺流程和基本原理11.2.1 粗铅火法精炼的工艺流程基夫赛特炉产出的粗铅经排铅口排出，以熔融状态加入连续脱铜炉进行脱铜，脱铜后粗铅含铜0.07～0.08%，然后加入熔铅锅进一步脱铜精炼，除去粗铅中对电解有害的铜、锡等杂质，调整锑含量，达到符合电解精炼要求的合格粗铅。
工艺流程图见图11-1图11-1 粗铅火法精炼的工艺流程图\11.2.2 火法精炼的基本原理11.2.2.1 熔析除铜熔析除铜的基本原理是基于铜在铅液中的溶解度随着温度的下降而减少，当含铜高的铅液冷却时，铜便成固体结晶析出，由于其比重较铅小(约为9)，因而浮至铅液表面，以铜浮渣的形式除去。
金属冶炼过程中的物料平衡
原料的预处理与配料计算
破碎与筛分
为了便于运输和入炉，需要对大块的 矿石进行破碎和筛分，使其满足高炉 冶炼的要求。
配料计算
根据冶炼要求和原料的成分，进行配 料计算，确定各种原料的配比，以满 足冶炼过程中对铁水成分和温度的要 求。
配料过程中物料平衡的计算
物料平衡计算
根据配料计算结果和高炉冶炼的工艺参数，进行物料平衡计算，确定各种原料和产品的 进出量。
VS
元素回收
通过回收利用精炼过程中产生的副产物， 降低生产成本，同时减少对环境的污染。
精炼过程中的物料平衡计算
物料平衡计算
在精炼过程中，需要通过对原料、产物、副 产物等物料的量进行精确计算，确保金属纯 度和产量的稳定。
计算方法
常用的物料平衡计算方法包括质量守恒定律 、元素守恒定律等，通过建立数学模型，对 各组分的质量和含量进行定量分析。
热量平衡计算
在物料平衡计算的基础上，进行热量平衡计算，确定高炉所需的热量和各种能源的消耗 量。
03
熔炼过程中的物料 平衡
熔炼反应原理与过程
熔炼反应原理
熔炼是通过加热将金属矿石、焦炭、熔剂等原料熔化成液态合金的过程。在熔炼 过程中，原料中的杂质和有益元素发生一系列化学反应，生成所需金属和杂质。
熔炼过程
金属冶炼过程中的物 料平衡
汇报人：可编辑
2024-01-06
目录
CONTENTS
• 金属冶炼概述 • 原料准备与配料 • 熔炼过程中的物料平衡 • 精炼过程中的物料平衡 • 金属冶炼过程中的环境保护与资
源利用
01
金属冶炼概述
金属冶炼的定义与目的
定义
金属冶炼是指通过一系列物理和化学 反应，将矿石或废旧金属等原料中的 金属提取出来，并经过加工得到纯金 属或合金的过程。
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粗铅火法精炼物料平衡计算
引言
在铅冶炼工艺中，粗铅火法精炼是一种常用的方法。
在精
炼的过程中，需要进行物料平衡计算，以确保原料的利用率和产品的质量。
本文将介绍粗铅火法精炼物料平衡计算的方法和步骤。
背景
粗铅火法精炼是一种通过高温烧烤的方法将粗铅中的杂质
去除，得到较纯净的铅产品。
该方法主要包括三个步骤：干燥、烧结和冶炼。
在每个步骤中，不同的原料和反应产物参与其中，因此需要进行物料平衡计算。
方法
进行粗铅火法精炼物料平衡计算的方法如下：
1. 确定原料成分
首先，需要确定原料的主要成分和含量。
常见的粗铅原料
主要包括氧化铅、硫化铅和氧化锌等。
通过化学分析确定原料的成分和含量。
2. 编写物料平衡方程式
根据每个步骤中参与的原料和产物，编写物料平衡方程式。
例如，在干燥步骤中，如果使用氧化铅和氧化锌作为原料，生成干燥后的粗铅产品，物料平衡方程式可以表示为：
氧化铅 + 氧化锌 = 干燥后的粗铅产品
同时，考虑到反应的化学计量比例，需要确定原料和产物
的摩尔比例。
3. 考虑反应损失
在实际操作中，反应损失是不可避免的。
这些损失可能来
自于溶解、汽化和固相反应等。
因此，在物料平衡方程式中，需要考虑这些损失。
4. 解方程组
根据编写的物料平衡方程式，可以得到一组方程组。
然后，使用线性代数的解法，如高斯-约当消元法或矩阵运算法，解
方程组。
5. 检验平衡
解得方程组后，需要检验平衡是否成立。
可以通过计算原
料和产物的总量是否相等来进行检验。
如果总量不相等，则需要调整方程式或重新计算。
6. 计算利用率
最后，可以根据原料的利用率来评估粗铅火法精炼的效果。
原料的利用率可以通过计算原料转化率来得到。
结论
粗铅火法精炼物料平衡计算是确保工艺过程中原料利用率
和产品质量的重要步骤。
通过确定原料成分、编写物料平衡方程式、考虑反应损失和解方程组，可以得到准确的物料平衡计算结果。
同时，通过计算原料的利用率，可以评估精炼工艺的效果。
这些计算结果对于铅冶炼工艺的优化和改进具有重要的指导意义。
参考文献 - Smith, J. D., & Johnson, M. E. (2009). Material and energy balance calculations for engineers and environmentalists. John Wiley & Sons.。