卡尔多炉炼铅生产实践.pdf

有色金属 冶炼部分 2 0 0 6 年6 期 卡尔多炉炼铅生产实践 许冬云 西部矿业股份有限公司铅业分公司，青海西宁8 1 0 0 0 1 摘要介绍西部矿业引进的卡尔多炉炼铅试生产情况，对试生产出现的各种问题进行了探讨，并用于指 导生产，实践证明卡尔多炉炼铅具有原料适应广，设备简单易操作，环保好，生产成本低等优点，为铅冶 炼改造中真正意义上技术进步的直接炼铅法。 关键词直接炼铅；试生产；卡尔多炉 中图分类号T F 8 1 2 文献标识码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 0 6 0 6 0 0 1 1 0 2 T h eP r a c t i c eo fL e a dS m e l t i n gi nK a l d oF u r n a c e X UD o n g - y u n W e s t e r nM i n i n gC o ．L t dL e a dI n d u s t r yS u b s i d i a r y ，X i n i n g ，Q i n g h a i8 1 0 0 0 1 。C h i n a A b s t r a c t T h et r i a lp r o d u c t i o no fl e a ds m e l t i n gi nW e s t e r nM i n i n gu s i n gk a l d of u r n a c e ．i si n t r o d u c e d ，s o m ep r o b l e m sa r ea l s od i s c u s s e dd u r i n gt h ep r o d u c i n g ．T h er e s u l t ss h o wt h a tk a l d of u r n a c el e a ds m e l t i n gp r o c e s sh a ss e v ． e r a la d v a n t a g e sa sf o l l o w i n g s u i tf o rc o m p l e xl e a dm a t e r i a l ，s i m p l ee q u i p m e n ta n de a s yt oo p e r a t e ，b e t t e re n v i ． r o n m e n t a lp r o t e c t i o na n dl o wp r o d u c ec o s t ． K e y w o r d s O n e s t e pl e a ds m e l t i n g ；T r i a lp r o d u c t i o n ；K a l d oF u r n a c e 西部矿业股份有限公司为了企业自身发展的需 要，满足国家日益严格的环保要求，在铅冶炼改造工 程中，通过对国内外多种炼铅方法的考察研究，并结 合企业实际情况，最终选定卡尔多炉炼铅方法。该 工程于2 0 0 3 年实施，2 0 0 5 年底建成投料试生产，经 过半年多的生产实践，卡尔多炉炼铅的主流程基本 打通，从铅精矿直接产出合格的粗铅，主要技术经济 指标已达到设计要求，但还存在一些问题，有待继续 改进完善，以求成为一种更具竞争力且真正意义上 的直接炼铅法。 1卡尔多炉炼铅简介 卡尔多炉炼铅属于闪速熔炼，分为4 个步骤，即 加料、氧化、还原、倒渣及出铅。第一步采用箕斗车 往炉中加入含铅返料，焦粒和部分熔剂，然后用喷枪 加热升温；第二步当炉中温度升到满足闪速熔炼要 求时，通过喷枪喷入铅精矿，P b S 在喷枪口与氧气发 作者简介许冬云 1 9 7 1 一 ，男，湖北当阳人，总￡程师 生受控过程的自热熔炼，氧化成P b O 和P b ；第三步 P b O 通过加入炉中的焦炭层而被还原成P b ，还原反 应为吸热过程，需采用燃油喷枪加热来维持还原反 应的热平衡；第四步倾翻炉子倒渣，而后用箕斗车加 人石灰石降温沉淀出铅，浮渣作为底料留作下一炉 用。氧化及还原反应在同一个炉子中完成，氧化阶 段产生的烟气含S 0 2 约1 5 ％，而在还原阶段产生的 烟气S 0 2 浓度小于1 ％，因此冶炼烟气采用s 0 2 部 分冷凝技术制酸。 2生产实践 2 ．1 试生产概况 卡尔多炉于2 0 0 5 年1 1 月2 8 日投料试生产。 第一炉升温熔渣用于耐火砖挂渣，第二炉喷P b S 精 矿并产出合格粗铅，经过9 0 多炉次的熔炼，期间出 现了氧化不充分、渣型不合适以及由此引起的渣含 铅过高和直收率偏低等问题，解决了配料、渣型、渣 万方数据 1 2 有色金属 冶炼部分 2 0 0 6 年6 期 含铅、铅直收率、脱硫率、氧化气氛和还原气氛控制 等工艺问题。 2 ．2 配料与渣型 配料在精矿仓用行车抓斗配料混矿，入炉混合 料成分控制P b5 0 ％～6 3 ．5 ％、Z n 6 ％、S1 1 ％～ 1 7 ％、C u 0 ．3 ％。为了便于渣制粒，渣出炉温度控 制在12 0 0 ～12 5 0 ℃，渣型为P b 5 ％、Z n4 ％～ 1 5 ％、F e2 0 ％～3 0 ％、C a O2 0 ％～2 8 ％、S i 0 22 0 ％～ 2 8 ％。 2 ．3 铅精矿熔炼 铅精矿熔炼分为P b S 精矿熔炼、P b S 精矿和进 口P b 0 精矿混合熔炼两个阶段。 为验证寻找合适的渣型及氧化气氛，降低铜锍 量，第一阶段以锡铁山生产的P b S 精矿为原料。锡 铁山矿含P b 高达7 0 ％以上，因此渣量很少、渣率 低。考虑到耐火砖的寿命，渣型确定为S i 0 ，2 2 ％、 C a O2 5 ％、 F e Z n 2 5 ％～3 5 ％，其中Z n 1 5 ％。 闪速熔炼为过氧化反应，过氧化反应系数1 ．1 ～ 1 ．2 ，以降低甚至杜绝铜锍的产生。 第二阶段的生产实践是以锡铁山矿与进口矿的 混合料为原料，主要目的是寻找合适的还原气氛，降 低入炉混合料的P b 品位，使卡尔多炉对原料的适 应性更广泛。通过2 0 炉次的熔炼，确定入炉混合料 P b 的品位控制在5 0 ％～6 3 ．5 ％，焦粒的加入量为 每吨混合料2 0 ～3 0k g 。为降低生产成本，最终选择 不配F e 、使渣量尽量少、还原段时间短、耗油量少的 生产方案。 2 ．4 含铅返料熔炼 含铅返料主要为滤饼、烟道渣、富铅渣、铅冰铜 等生产过程中产生的中间物料，为了避免中间物料 的积累，必须冶炼处理，生产实践中通过加料小车先 加入焦粒，后加人烟道渣、富铅渣、铅冰铜和部分湿 滤饼等块状物料及部分熔剂，用燃油喷枪升温，还原 熔炼造渣，使渣铅分离，然后倒渣、出铅。 大部分湿滤饼混入精矿，干燥后经精矿喷枪人 炉，滤饼在混合料中的比例为1 0 ％～3 0 ％，根据混 合料含S 控制其所占比例，通过4 0 炉次的熔炼证明 含铅返料对控制闪速熔炼的温度在10 0 0 ～ 11 0 0 ℃，使闪速熔炼可控，降低烟尘率、提高直收率 都很有利。 2 ．5 试生产指标 表1 表1 试生产指标 T a b l e1D a t ao ft r i a lp r o d u c t i o n 名称设计指标试生产指标 综合回收率／％ 铅直收率／％ 粗铅品位／％ 渣含铅／％ 脱硫率／％ 精矿喷枪给矿量／ k g r a i n l 吨铅耗氧量／m 3 吨铅耗油量／L 吨铅耗焦粒量／k g ≥9 79 7 。5 6 5 ～7 06 6 ≥9 8 9 9 54 ～6 ≥9 79 8 5 0 0 ～10 0 05 0 0 ～10 0 0 3 2 03 2 0 3 03 2 2 0 ～3 02 0 ～3 0 3问题与讨论 1 降低铜锍量。试生产通过过氧化反应降低 铜锍量，过氧化系数1 ．1 ～1 ．2 ，但造成焦粒耗量增 加，耗氧量增加，需降低过氧化系数，以降低生产成 本。 2 降低渣含铅。试生产中只有部分炉次渣含 铅高于设计指标，后续生产中须进一步控制好氧化 还原反应，细化操作，如通过摸索调整冶炼期间炉体 的自转速度，使渣含铅量完全达到设计水平。 3 降低含铅返料，提高铅直收率。试生产中铅 直收率为6 6 ％，部分炉次达到7 0 ％，需进一步控制 好氧化气氛和还原气氛，降低烟尘率及烟道渣量，使 铅直收率达到7 0 ％左右。 4 为使卡尔多炉对原料的适应更广泛，下一步 计划冶炼进口氧化矿和硫精矿的混合料，验证卡尔 多炉冶炼氧化矿的技术经济指标。 4结束语 卡尔多炉熔炼法由B o l i d e n 公司开发，至今已有 2 0 余年的生产实践，但西部矿业引进的卡尔多炉直 接炼铅，采用s 0 2 部分冷凝技术单独制酸工艺，国 内外尚无先例，在试生产期间出现了各种工艺、设 备、控制及操作问题，经多方努力，西部矿业基本解 决了制约生产的各种问题，目前还在继续改进完善 中，生产实践证明卡尔多炉炼铅对原料适应性广，设 备简单易操作，生产成本低，是一种环境友好型、能 源节约型的清洁生产工艺。 万方数据