鉛冶煉技術(shù)發(fā)展的觀察與思考

鉛冶煉技術(shù)發(fā)展的觀察與思考

李貴｜文

回顧鉛技術(shù)的發(fā)展，不難發(fā)現(xiàn)，節(jié)能、環(huán)保和資源利用一直是其發(fā)展的主題；展望未來，鉛工業(yè)的發(fā)展仍然在這些方面面臨著諸多挑戰(zhàn)。

鉛是一種重要的有色金屬，主要用途是制作鉛蓄電池，用于汽車、通信等行業(yè)，是國民經(jīng)濟建設(shè)和國防建設(shè)事業(yè)中不可缺少的金屬材料之一。據(jù)智研咨詢報道，2015年，世界鉛產(chǎn)量1034萬噸，其中再生鉛617萬噸，再生鉛占世界鉛產(chǎn)量的58%；而同期，中國鉛產(chǎn)量470萬噸，占世界鉛產(chǎn)量約45%，其中礦產(chǎn)鉛245萬噸，推算再生鉛產(chǎn)量225噸，占國內(nèi)產(chǎn)量的48%。從中看到，中國是名副其實的鉛生產(chǎn)大國，在世界市場占據(jù)絕對重要地位；而鉛的生產(chǎn)，目前再生鉛和原生鉛的發(fā)展同等重要。

原生鉛的冶煉技術(shù)大體可分為四個階段：土法冶煉、燒結(jié)焙燒熔煉、富氧強化氧化煉鉛技術(shù)和直接煉鉛技術(shù)。在我國，土法煉鉛主要是坩堝煉鉛和小型反射爐熔煉，存在時間較長，由于環(huán)保差、機械化程度低等原因，無法實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。燒結(jié)焙燒熔煉技術(shù)從燒結(jié)鍋、燒結(jié)盤發(fā)展到燒結(jié)機-鼓風(fēng)爐煉鉛技術(shù)，初步實現(xiàn)了機械化、大型化，該技術(shù)到20世紀八九十年代，達到了鼎盛時期，世界95%的鉛冶煉生產(chǎn)都采用了該技術(shù)，是鉛生產(chǎn)史上重要的傳統(tǒng)冶煉技術(shù)。該技術(shù)的發(fā)展中有重要的幾點：一是韶關(guān)冶煉廠針對鉛鋅混合精礦專門引進開發(fā)了鉛鋅密閉混合熔煉技術(shù)，至今仍有應(yīng)用；二是燒結(jié)機-鼓風(fēng)爐的大型化、自動化，使鉛的生產(chǎn)能力達到約7萬噸；三是豫光采用非穩(wěn)態(tài)技術(shù)、株冶采用托普索技術(shù)在行業(yè)內(nèi)開展了低濃度二氧化硫的治理和利用。

但隨著經(jīng)濟的發(fā)展，該工藝硫利用率不高、熱利用率不高的環(huán)保和能耗的問題越來越突出。這時，以豫光金鉛2002年富氧底吹-鼓風(fēng)爐還原工藝的成功工業(yè)化應(yīng)用為標志，富氧強化氧化煉鉛技術(shù)工藝應(yīng)運而生。該技術(shù)用底吹爐取代燒結(jié)機，在轉(zhuǎn)爐熔池熔煉技術(shù)、富氧技術(shù)、底吹射流技術(shù)與自動化技術(shù)集成融合，實現(xiàn)了鉛的直接熔煉，在徹底解決鉛冶煉硫的治理和利用的基礎(chǔ)上，整體提高了鉛的技術(shù)裝備水平。更重要的是，該技術(shù)的成功開發(fā)，進一步解放了思想，使鉛的生產(chǎn)技術(shù)迎來了一輪又一輪的的技術(shù)變革浪潮，各種新的熔煉技術(shù)在此后不斷推陳出新，進入鉛生產(chǎn)百花齊放、百家爭鳴的時代。

在這期間，除底吹熔煉技術(shù)外，還出現(xiàn)了卡爾多煉鉛、閃速煉鉛、瓦紐克夫側(cè)吹熔煉、艾薩頂吹煉鉛等多種煉鉛技術(shù)。最終，底吹氧化-鼓風(fēng)爐熔煉技術(shù)成為國內(nèi)推廣應(yīng)用范圍最廣的技術(shù)，短短兩三年內(nèi)推廣了20多條生產(chǎn)線，加上同時期艾薩頂吹-鼓風(fēng)爐工藝的推廣，富氧熔池熔煉氧化-鼓風(fēng)爐還原技術(shù)取代燒結(jié)-鼓風(fēng)爐工藝成為煉鉛的主流工藝。

在此基礎(chǔ)上，針對鼓風(fēng)爐還原替代技術(shù)的開發(fā)也迅速取得突破。2008年豫光液態(tài)渣還原熔煉技術(shù)的開發(fā)成功，又一次引發(fā)了鉛還原技術(shù)的開發(fā)熱潮，側(cè)吹熔煉技術(shù)、三聯(lián)爐熔煉技術(shù)、底吹噴煤技術(shù)等也相繼開發(fā)成功，加上同時期引進的基夫賽特技術(shù)，鉛的熔煉進入了真正的直接煉鉛技術(shù)大發(fā)展時期。這期間，技術(shù)的發(fā)展趨勢主要是圍繞底吹、側(cè)吹、頂吹熔煉技術(shù)在鉛氧化段和鉛還原段的應(yīng)用開發(fā)和各種組合工藝的應(yīng)用開發(fā)。

目前，有雙底工藝、底吹-側(cè)吹聯(lián)合工藝、雙側(cè)吹工藝、頂吹-側(cè)吹等多種工藝組合；底吹有底吹氧氣、底吹天然氣技術(shù)和底吹粉煤技術(shù)，側(cè)吹有側(cè)吹煤氣、側(cè)吹天然氣、側(cè)吹富氧空氣等技術(shù)，頂吹也有艾薩和澳斯麥特等技術(shù)；另一方面，技術(shù)的發(fā)展主要圍繞原料的特點開發(fā)各種特色工藝，如再生鉛的混合熔煉技術(shù)，以及高鉍、高銻、高鋅、高銅、高金銀鉛物料的熔煉工藝的開發(fā)，進一步拓展了工藝的適應(yīng)性；直接煉鉛技術(shù)由于其流程短、熔煉強度高、原料適應(yīng)性廣，技術(shù)指標先進，在行業(yè)內(nèi)迅速得到推廣。目前，國內(nèi)采用直接煉鉛技術(shù)要占到整個工業(yè)的90%以上，有力促進了我國鉛行業(yè)的技術(shù)升級和節(jié)能減排工作。

回顧鉛技術(shù)的發(fā)展，不難發(fā)現(xiàn)，節(jié)能、環(huán)保和資源利用一直是其發(fā)展的主題；展望未來，鉛工業(yè)的發(fā)展仍然在這些方面面臨著諸多挑戰(zhàn)。從資源方面分析，鉛的再生循環(huán)利用是鉛工業(yè)發(fā)展的重要趨勢。目前，我國再生鉛的產(chǎn)量占國內(nèi)鉛產(chǎn)量的50%，與發(fā)達國家還有一定差距，雖然原生鉛冶煉還將在一段時間內(nèi)長期存在，但我國再生鉛產(chǎn)業(yè)會有很大的發(fā)展空間，當(dāng)前迫切需要再生鉛單獨熔煉的清潔生產(chǎn)技術(shù)的突破和推廣。

同時，鉛生產(chǎn)中各種有價金屬的高效清潔生產(chǎn)技術(shù)，也面臨著升級改造的考驗，各種專業(yè)化的生產(chǎn)技術(shù)也將是發(fā)展的一大趨勢。從節(jié)能減排方面分析，鉛行業(yè)的集約化發(fā)展需要鉛生產(chǎn)的大型化發(fā)展，我國鉛冶煉總產(chǎn)量600多萬噸，但我國目前鉛冶煉單系統(tǒng)產(chǎn)量大部分在8萬～10萬噸/年左右，單系統(tǒng)最大產(chǎn)量為16萬噸/年，而且只有一條，我國鉛冶煉企業(yè)規(guī)模小，分布范圍廣的特點，造成了環(huán)保管理難度大的問題，鉛冶煉的大型化有利于提高行業(yè)集中度，有利于行業(yè)的節(jié)能減排。此外，除了主工藝裝備的清潔生產(chǎn)水平提升外，鉛生產(chǎn)過程中污酸、廢水、固廢的處置和利用以及鉛煙氣（塵）的深度治理等環(huán)保技術(shù)將是今后冶煉技術(shù)發(fā)展的重點和難點。

令人欣喜的是，鉛工業(yè)發(fā)展當(dāng)前面臨著良好的發(fā)展機遇。一是新時期的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和一帶一路的發(fā)展戰(zhàn)略，為鉛工業(yè)的發(fā)展提供了廣闊的市場空間；二是自動化、信息化、智能化新技術(shù)為鉛傳統(tǒng)制造技術(shù)的升級提供了無限可能；三是關(guān)乎鉛未來前景的新材料、鉛蓄電池新技術(shù)等鉛產(chǎn)業(yè)鏈有關(guān)環(huán)境友好的技術(shù)開發(fā)帶來了新的希望；更為重要的是，鉛生產(chǎn)技術(shù)本身多樣化快速發(fā)展，為未來冶煉新技術(shù)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)，新的突破性的技術(shù)正在孕育發(fā)展。

總之，鉛的生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展是隨著時代的發(fā)展而發(fā)展的，新形勢下，鉛工業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整任務(wù)艱巨，需要把握鉛生產(chǎn)的發(fā)展趨勢，加快技術(shù)開發(fā)力度，以適應(yīng)時代的發(fā)展。同時，歷史的經(jīng)驗和技術(shù)發(fā)展的規(guī)律也告訴我們，我們有能力，更有信心，取得更大的技術(shù)進步，推動鉛行業(yè)的科學(xué)可持續(xù)發(fā)展。

（本文作者系豫光金鉛股份公司副總工程師、科技發(fā)展部部長）