我國鉛火法冶煉技術現狀及進展研究

（沈陽有色冶金設計研究院有限公司，遼寧 沈陽 110000）

鉛是現階段我國國民經濟發展的重要基礎原料，我國鉛產量近年來始終保持著不斷增長的趨勢，從2003年開始，我國鉛產量已超過美國。2017年中國鉛產量累計471.6萬噸，累計增長9.7%。預計2018年中國鉛累計產量將達475.1萬噸，累計增長約1.2%。詳見圖1所示。

圖1 我國2014年～2018年鉛產量變化及增速

從上圖可看出我國現階段鉛產量非常龐大，盡管如此，但我國鉛冶煉技術及裝備水平整體偏低，面對如此龐大的鉛產量需求，需要盡快改進現有鉛冶煉技術，以適應我國經濟發展需求。

1 我國現階段鉛火法冶煉技術現狀分析與對比

上世紀80年代以來，國外先后發明了Kivcet法、QSL法、Ausmelt（ISA）法和Kaldo法等煉鉛新工藝；在國外煉鉛技術的基礎上國內發明了氧氣底吹爐+鼓風爐+煙化爐煉鉛法、富氧閃速爐+電爐煉鉛法、艾薩爐+鼓風爐+煙化爐煉鉛法、底吹氧化爐+底吹還原爐+煙化爐煉鉛法、底吹氧化爐+側吹還原爐+煙化爐煉鉛法。

Kivcet法是一種鉛閃速熔煉法。此工藝優點是原料適應性強、金屬回收率高、煙塵率低，且爐體密閉，煙氣逸散少，操作條件好。主要缺點是爐體結構復雜，投資較大；供料系統較復雜；電耗高；煙道下部易出現爐結導致爐況惡化。目前，我國江銅和株冶采用此技術，沒有得到大范圍推廣。

QLS法是真正的一步煉鉛法。此技術優點是備料簡單、生產成本低、煙氣SO2濃度高、鉛和貴金屬回收率高達96%以上。缺點是操作及條件控制要求嚴格，煙塵率高達20%以上，粗鉛含硫高，導致精煉渣率高達20%左右，不適于處理中低品味及含鋅高的鉛物料，此法被我國引進后一直未生產。

Ausmelt（ISA）法優點是對物料的要求不高，爐襯的壽命較長，缺點是噴槍噴頭壽命短，反應激烈易發生噴爐事故。我國云南馳宏鋅鍺采用此技術，隨著生產實踐不斷摸索，噴頭壽命短及噴爐事故等問題得到很好解決。

Kaldo法屬間斷作業，爐壽短，制酸復雜。我國引進該技術試產過一段時間，但至今尚未連續生產。

富氧閃速煉鉛法主體設備由一臺閃速爐和貧化電爐構成。此法優點是供料系統簡單；電爐深度還原使棄渣含鉛鋅低于2%；后面不用設置煙化爐，能耗低，投資僅為Kivcet法的40%，還能夠配合不同的鋅浸出渣，能夠更好地實現鉛鋅聯合生產。該工藝運用于河南靈寶10萬t/a鉛廠。

氧氣底吹爐+鼓風爐+煙化爐煉鉛法相比傳統煉鉛技術取得了重大進步，一經問世就很快被推廣。但該技術熱能利用極不合理，且高鉛渣鑄塊過程中，產生的鉛煙塵及水蒸氣污染環境。因此，我國現已逐步淘汰了鼓風爐處理高鉛渣的工藝。

底吹氧化爐+底吹還原爐+煙化爐煉鉛法和底吹氧化爐+側吹還原爐+煙化爐煉鉛法是現階段國內較先進的鉛冶煉技術，共同特點是取消了鑄渣機和鼓風爐。

三臺爐由溜槽串連，利用液態高鉛渣本身潛熱，且設備占用空間小，環保及節能效果明顯。

2 我國鉛火法冶煉技術的改進與發展趨勢

2.1 鉛冶煉技術的改進

我國煉鉛技術都從國外引進，但引進后做了改進，以適應我國鉛冶煉自身發展，主要改進如下：①一爐向多爐改進。國外煉鉛技術考慮一爐完成多個冶煉工藝過程，如基夫賽特、QSL等，由一臺爐完成氧化、還原等工藝過程。雖然流程短，工序少，但爐內氣氛很難控制，操作難實現，且爐溫不穩定，爐襯壽命短。我國引進國外技術后，充分利用各爐型優缺點，將各爐型完美嫁接，實現一爐向多爐改進。如雙底吹煉鉛、底吹+側吹煉鉛工藝等。改進后的工藝不僅煙氣制酸簡單，生產成本相對較低，且爐內氣氛易控制，操作簡便，爐溫穩定，爐襯壽命提高。②間斷向連續改進。傳統煉鉛工藝間斷生產，產出的粗鉛和渣冷卻后倒運至下一工序。不僅造成熱量損失，且低空污染嚴重。改進后的工藝連續進料。爐子間用溜槽連接，既利用了熱態物料潛熱，又減少了低空污染。③傳統能源向清潔能源改進。傳統鉛冶煉采用大量燃煤作為還原劑及補熱，新工藝逐步采用天然氣等清潔能源取而代之，實現清潔生產。④節能方面改進。基夫賽特爐銅冷卻水套借鑒閃速煉銅技術中三明治水套的設置，保證反應塔冷卻效果的情況下，減少冶煉過程能源消耗。

側吹爐水套以循環水方式冷卻，將水套更換成汽化水套，減少循環水用量，同時產出低壓蒸汽用于鍋爐除氧器升溫，達到節能目的。

2.2 鉛冶煉技術發展趨勢

通過鉛冶煉技術現狀對比與分析可知，我國火法煉鉛技術已達到國際領先水平，但與國外技術相比，還存在一定差距，將來發展趨勢有以下幾點：①我國鉛冶煉廠絕大部分規模小、裝備水平低，勞動生產率低，綜合利用水平差，今后發展方向應加大集中度，擴大企業規模，提高裝備水平，并建成鉛鋅聯合企業，發揮鉛鋅冶煉優勢互補，走循環經濟道路，提高資源綜合利用水平。②目前國內鉛廠都利用煙化爐提鋅，產出次氧化鋅通過濕法流程才能獲得金屬鋅。可以考慮改變煙化爐爐體結構，減少鋅蒸汽氧化，出口直接接入鋅雨冷凝器，直接產出金屬鋅。③目前國內大部分企業生產的粗鉛還是經鑄錠后再送去火法精煉進行熔鉛處理，應加大液態粗鉛直接火法精煉技術的推廣力度，進一步降低能耗，減少排放。④鉛熔點低，易揮發，鉛塵彌散易造成鉛中毒。繼續研究低溫熔煉技術，將熔煉溫度降至鉛熔點以下，減少鉛的揮發，從而改善工人操作環境，同時有利于環境保護。⑤研究處理一些成分復雜、多金屬伴生鉛礦的冶煉技術，對鉛礦中一些伴生元素，如Cu、Sn、Zn、As、Sb、Bi等元素盡量回收。

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