關(guān)于底吹爐一次沉鉛和原料重要性的探討

翟如茂

摘要：文章分析了一次沉鉛率在氧氣底吹熔煉-鼓風(fēng)爐還原煉鉛過程中的重要作用，討論了提高一次沉鉛率的方法，強(qiáng)調(diào)了原料的選擇和配礦使用對冶煉的重要作用，對上下游配合控制提出了見解。

關(guān)鍵詞：氧氣底吹熔煉；鼓風(fēng)爐還原；一次沉鉛率；渣含鉛；渣含銀

中圖分類號：TF812 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）29-0050-02

1 概述

氧氣底吹熔煉-鼓風(fēng)爐還原煉鉛工藝是目前鉛冶煉的常規(guī)工藝。但是隨著鉛冶煉技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，提高鉛、金銀的回收率，進(jìn)一步地降低成本，提高物料處理能力和原料適應(yīng)性，越來越多地提上日程。新工藝、新設(shè)備陸續(xù)產(chǎn)生上馬，對鼓風(fēng)爐還原煉鉛工藝產(chǎn)生很大沖擊。但是對于尚未進(jìn)行設(shè)備改造的采用氧氣底吹熔煉-鼓風(fēng)爐還原煉鉛工藝的冶煉企業(yè)來講，還要從實際出發(fā)，如何在夾縫中求得生存，盡可能地降低成本、提高回收率、創(chuàng)造效益也是不得不面臨和亟待解決的問題。在設(shè)備一定、操作熟練的情況下，原料的采購成為是否盈利和制約生存的先天條件和主要因素。無視原料的控制，必然不會產(chǎn)生理想的效果。

2 氧氣底吹熔煉的基本原理

氧氣底吹熔煉的基本原理是：鉛精礦中的PbS被呈氣泡狀態(tài)高度分散于熔池（熔體）中的O2氧化產(chǎn)生金屬Pb和PbO，后者又與被氧化的FeO及其他造渣組成造渣熔化，最終產(chǎn)生粗鉛、含鉛高的爐渣（俗稱高鉛渣）和含SO2的煙氣。最主要的化學(xué)反應(yīng)是：

氧化反應(yīng)：2PbS+3O2=2PbO+2SO2↑

交互反應(yīng)：PbS+2PbO=3Pb+SO2↑

3 一次沉鉛率的重要作用

一次沉鉛率的重要作用在于三個方面：（1）回收率。底吹爐一次沉鉛率是鉛冶煉綜合回收率的有效保障。根據(jù)生產(chǎn)實際經(jīng)驗，當(dāng)?shù)状禒t所產(chǎn)高鉛渣含鉛高時，鼓風(fēng)爐渣含鉛也偏高，渣鉛非常難以控制。當(dāng)高鉛渣含鉛控制在38%～45%范圍內(nèi)時，鼓風(fēng)爐渣含鉛基本控制在3%以下，但當(dāng)高鉛渣含鉛超過45%甚至50%時，鼓風(fēng)爐渣鉛將會達(dá)到3.5%，有時甚至更高，這樣就造成了金屬量的損失；同時，因為鉛是金銀的良好載體和捕集劑，金銀的損失隨著鉛的損失而損失。鉛含量在3%以下時，渣含銀一般在

20g/t，渣含鉛在3.5%以上時，渣含鉛將達(dá)到45g/t，甚至更高。（2）產(chǎn)能不匹配，上下游不銜接。底吹爐的生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)成本幾乎沒有任何變化，但是產(chǎn)量卻產(chǎn)生明顯的變化，當(dāng)原料的渣型合理，原生礦占有相當(dāng)比例時，底吹爐的沉鉛率在40%以上，當(dāng)主品位偏低、氧化礦偏多時，底吹爐變成了一個造渣和脫硫的反應(yīng)器，底吹爐出鉛量變少，造成整個工藝環(huán)節(jié)的搭配不連續(xù)、不匹配。首先是鼓風(fēng)爐的生產(chǎn)壓力驟然加大，產(chǎn)生的大量高鉛渣無法及時處理，造成高鉛渣的大量積壓和資金的大量占用。另外，底吹爐不產(chǎn)粗鉛，鼓風(fēng)爐粗鉛產(chǎn)量一定，粗鉛產(chǎn)量難以滿足下游電解精煉使用量的需求。（3）成本。底吹爐失去了出鉛功能，底吹爐的實際成本沒有絲毫的減少，整體拉高了粗鉛成本。由于底吹爐的造渣，原來在底吹爐產(chǎn)出的粗鉛要通過鼓風(fēng)爐處理高鉛渣進(jìn)行出鉛，鼓風(fēng)爐耗用昂貴的冶金焦還原冶煉，成本非常之高，很大程度上提高了冶煉加工成本。

4 提高氧氣底吹爐煉鉛法一次沉鉛率的方法

從操作和配料上控制，主要是以下六個方面：（1）控制渣溫在1000℃～1100℃、煙氣溫度在850℃～900℃；（2）粒礦品位在50%以上；（3）高鉛渣渣型選擇為FeO/SiO2=1.8～2.0、CaO/SiO2=0.45～0.55；（4）根據(jù)放渣時高鉛渣的流動性來確定合適的氧料比；（5）鉛壩與渣壩的相對高度保持在合適的水平；（6）降低煙塵率、保持虹吸道通暢、加強(qiáng)與規(guī)范崗位操作、提高生產(chǎn)作業(yè)率以及控制合理的原料含Zn、Cu、S等。

從原料上進(jìn)行控制。

5 原料在效益中的重要作用

5.1 盡可能采購原生硫化鉛精礦

底吹爐的熔煉屬于自熱熔煉，不需要新增燃料作為發(fā)熱劑，所以對硫的含量有要求；因為反應(yīng)參與度的影響，原料是不是原生硫化礦對一次沉鉛率起到了關(guān)鍵的作用，因此我們更傾向于使用原生硫化礦。不建議使用貿(mào)易商的物料，尤其是個人小廠翻兌的雜料。如果氧化礦偏高，造成底吹爐沉鉛效果差，甚至不出鉛，且煙塵率偏高。

5.2 原料中的造渣元素

在選擇造渣元素時，鐵、硅、鈣、鋁、鎂往往是被人忽視的一塊。采購只重視鉛、金銀，這種觀點(diǎn)是片面的。因為冶煉的過程是一個渣鉛分離的過程，把渣煉好了，冶煉的目的也將達(dá)到，在配料的過程中主要是配主品位和渣型。目前底吹爐冶煉過程中常規(guī)采用的是高鐵渣型（也有一些廠家根據(jù)其原料的主要構(gòu)成調(diào)整適合自己使用的渣型），結(jié)合以往的實踐經(jīng)驗，渣型選擇為FeO/SiO2=1.8～2.0、CaO/SiO2=0.45～0.55是比較合適的。因此就要考慮熔劑配入量。但是如果原料中造渣元素少或者不協(xié)調(diào)，在配料管理的過程中，就要配入相當(dāng)?shù)妮o料來滿足造渣的需要。如果按增加5%的輔料配入，一年8萬噸的鉛冶煉廠在輔料中增加投入的資金不低于500萬。但是這不僅是輔料的投入因為輔料的投入會增加渣量，而帶走有價元素，造成回收率的降低，這里就不再贅述。

5.3 關(guān)注原料冶煉過程中不計價小金屬元素

在鉛冶煉的過程中，鉛、金、銀的提取毋庸多論，那么如果一個企業(yè)在生產(chǎn)中獲取利潤，并保持一定的競爭力，就要向小金屬的綜合回收要利潤。因此在采購過程中，我們要重視Cu、Zn、S、Sb、Bi、As的控制。在傳統(tǒng)的對鉛原料的分級和定價中，是按照鉛的品位和雜質(zhì)元素的含量進(jìn)行分級的，鉛品位越高、雜質(zhì)元素品位越低，其品級越高，但是在目前的生產(chǎn)組織中這種觀點(diǎn)正在轉(zhuǎn)變。在鉛精礦的采購過程中銅一般作為不計價元素，如果鉛精礦中銅含量達(dá)到一定高度，將會在后續(xù)的生產(chǎn)過程中提取出來，作為附加價值和效益。原料中銅的含量低于1.5%不會對生產(chǎn)造成過大影響；鋅在采購中也是不計價的元素，但是鋅可以在煙化爐中提取出來，作為另一個經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，鉛精粉含鋅不超過6%，不會對生產(chǎn)造成影響；硫被轉(zhuǎn)化為硫酸；當(dāng)然每一種元素的回收都有一個利益平衡點(diǎn)的問題，所產(chǎn)出的價值要低于其成本投入。另外還有就是AS、Sb的控制，Sb作為在鉛冶煉過程中的必備元素，在電解精煉中防止鉛陽極泥落槽，同時避免因銻偏低單獨(dú)采購單質(zhì)銻進(jìn)行補(bǔ)充的損失。如果含量較高的話還可以在貴金屬冶煉過程中將銻提取出來外銷，也可以返回原料重新配礦；As元素也是我們不得不提到的一個重點(diǎn)，因為As是眾所周知的有毒有害元素，在污水處理的最終結(jié)果含量中，環(huán)保部門都有相應(yīng)的規(guī)定，因其危害較大，所以在原材料的采購階段就要對其含量進(jìn)行控制。

6 結(jié)語

如果想提高一次沉鉛率，更大化地獲取效益，至少要在以下八個方面做好工作：（1）加強(qiáng)操作管理制度要求，對工人的操作進(jìn)行培訓(xùn)和規(guī)范，控制重點(diǎn)工藝指標(biāo)，并嚴(yán)格執(zhí)行和督促；（2）加強(qiáng)工藝配料管理，對配料進(jìn)行監(jiān)管和跟蹤調(diào)整；（3）在采購的過程中，優(yōu)先采購原生硫化礦，鼓勵從礦山直接采購原料，控制從貿(mào)易商手中采購的原料量；（4）嚴(yán)把材料檢測入廠關(guān)，要充分重視原料的外觀質(zhì)量是否均一，顏色是否純正，有沒有色差、夾雜；（5）另外也要重視原料元素的分析，有必要的話可進(jìn)行物像分析，看鉛精粉化學(xué)構(gòu)成；（6）加強(qiáng)不計價元素，如Zn、Cu、S、Sb、Bi、As等元素的檢測，對不計價元素含量高，帶來經(jīng)濟(jì)效益的采購人員予以獎勵，對含As高的鉛精粉要進(jìn)行降價采購，保證滿足安全環(huán)保要求，保證工人的身體健康；（7）加強(qiáng)造渣元素的檢測，從采購入手合理分配采購力量，盡可能減少輔料的配入，節(jié)省成本，提高回收率；（8）加強(qiáng)工藝的及時反饋，并及時上報采購計劃，使采購部門可以及時了解料場庫存，從鉛精粉的原料的構(gòu)成，從而調(diào)整采購策略和采購力量，使采購有重點(diǎn)和方向，避免了盲目采購和采購的物料不能使用而造成的物料積壓及資金的占用。

參考文獻(xiàn)

[1] 鉛鋅冶金學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2003.

[2] 鉛冶煉氧氣底吹資料.百度文庫.