铅冶炼全流程清洁节能技术的开发与推广应用

1、铅冶炼全流程清洁节能技术的开发与推广应用推荐单位：中国有色金属工业协会推荐奖种：科技进步奖完成单位：中国恩菲工程技术有限公司，山东恒邦冶炼股份有限公司，济源市万洋冶炼（集团）有限公司，河南金利金铅有限公司，安阳市岷山有色金属有限责任公司，中南大学，东北大学完 成 人：李东波，陆志方，蒋继穆，伍绍辉，曲胜利，黄祥华，王忠实，杨华锋，李小兵，姜茂发，宾万达，何志军，张俊峰，李元香，姚霞项目简介：本成果属有色金属冶金领域。以氧气底吹熔炼替代烧结机，有效解决铅冶炼SO2和铅尘的低空污染后，铅冶炼环保大为改善，吨铅能耗由630kgce/t降至380kgce/t。由于仍保留鼓风炉熔炼，高铅渣需冷却铸块，浪

2、费了其显热，并需采用价格高的焦炭作还原剂。为解决上述问题，向国家申报了液态铅渣直接还原的研发课题，针对不同特性的含铅物料，成功开发了侧吹还原炉、底吹还原炉及底吹电热还原炉三种液态铅渣直接还原新工艺，且全部实现了产业化应用。处理单一铅精矿或铅精矿搭配铅泥的万洋和金利冶炼厂，利用铅易于还原的特点，开发了竖式侧吹炉直接加碎煤还原高铅渣，大幅降低了还原剂的费用，取得了良好的还原效果；处理铅精矿搭配金精矿和提金尾渣的恒邦冶炼厂，开发了底吹煤粉还原高铅渣工艺，为铅还原同时喷洗捕集贵金属具备了含金浓度梯度，致使弃渣含金降至0.3g/t以下，大幅提高了金银的回收率；岷山冶炼厂掺杂处理大量高锌二次铅物料，高铅渣

3、含锌达20%以上，不提高渣温难以排放至烟化炉，开发电热底吹还原炉后这一工程问题迎刃而解。本技术适合处理各种各样的含铅物料，涵盖了所有铅厂，实现了铅冶炼的全流程开发。从2002年至今，底吹熔炼产能已占全国矿铅总产量的85%以上。截至2013年底，液态铅渣直接还原工艺已推广应用30多家（含在建），该工艺推广应用如此之快，在冶金史上实属罕见。技术的开发过程艰辛且漫长，在国家专项资金支持下,产学研结合,本项目组先后开发并获得授权发明专利20项、实用新型专利14项，拥有30余项技术诀窍，完成3项成果鉴定，在国际国内刊物及会议上发表论文16篇,其总体技术水平达到世界领先水平.主要科技创新：1、根据不同含铅

4、物料特性成功开发了侧吹还原、底吹还原、底吹电热还原三种新工艺及其核心装置，形成了“底吹熔炼-液态高铅渣直接还原”短流程成套技术，适用并涵盖了国内外所有含铅物料低碳清洁化生产需求。2、开发了带炉缸的烟化炉及与之结构上一体化的余热锅炉，首次实现了由间断到半连续化作业，延长了炉体寿命和作业率，显著降低了能耗，改善了环境，提高了铅的直收率和锌尘的品质。3、开发了底吹熔炼-液态铅渣还原-炉渣烟化三炉阶梯直流配置，取消了电热前床，减少了占地面积、降低了投资，实现了连续化清洁生产。4、开发了冶金炉加料口自动清理机、新型通风罩、FCS自动控制系统等装备，并集成INBA渣水淬、富氧燃烧、立模浇铸大极板电解等新技

5、术，创建了世界领先水平的铅冶炼样板工程。生产实践表明新技术可靠、生产稳定、原料适应性强、金属回收率高、环保效果好，其岗位操作和排放均优于国家标准，并优于欧洲和美洲标准、生产成本低，粗铅综合能耗已降至180220 kgce/t。项目的研发与产业化应用,实现了循环经济,推动了铅冶炼行业的技术升级，培养了一批工程技术人员和技术骨干，促进了行业的可持续发展，为世界有色金属铅冶炼行业的技术进步作出了突出贡献。推广应用情况：项目组于2006年初着手铅冶炼全流程清洁节能技术的研发，在河南金利金铅有限公司利用原有8万t/a“氧气底吹熔炼-鼓风炉还原”生产线进行升级改建，形成新技术配套能力，2008年底完成建设

6、，形成了国内第一条产业化示范项目，2009年初进入试运行阶段，同年9月即转入示范性生产，2011年1月单系列产能20万吨/年生产线投入运行。生产实践表明：新技术运行稳定可靠、原料适应性强、劳动条件好、金属回收率高、生产作业率高，节能效果显著，粗铅综合能耗降至180220kgce/t，取得了良好的经济效益和社会效益。铅冶炼全流程清洁节能技术的成功应用，引起了国内外的极大反响与关注。随着新技术的大规模推广应用，目前该技术已成为铅冶炼行业的主流技术，截止目前已有10条新建、5条升级改造的生产线成功应用，还有6条新建、8条升级改造的生产线在建设中，生产规模将超过250万t/a ，节能减排效果显著。此外

7、该技术引起了国际铅冶炼行业的极大关注，国外多家在铅冶炼行业具有影响力的公司多次来华参观考察，其中澳大利亚Nyrstar公司用他们的精矿在我国应用该技术已完成生产化试验，墨西哥Met Penoles 公司委托中国恩菲工程技术有限公司采用该技术进行可行性研究，该工作已完成，正在就下一阶段商务工作进行洽谈。该技术贯彻落实国家的节能降耗政策、实践低碳循环清洁生产，项目的研发与产业化应用，推动了铅冶炼行业的技术升级，促进了行业的可持续发展，为世界有色金属铅冶炼行业的技术进步作出了突出贡献，拥有广阔的推广前景。完成人及技术贡献：（1）李东波，中国恩菲工程技术有限公司，项目负责人，负责主持项目的理论研究、工

8、艺开发、设备研制、工业化试验、产业化实施应用等全面工作，是项目核心技术的专利发明人，对创新点14做出了突出贡献。（2）陆志方，中国恩菲工程技术有限公司，项目总决策负责人，对于公司前期投入大量资金开展研发工作进行重大决策。对创新点14做出了重要贡献。（3）蒋继穆，中国恩菲工程技术有限公司，项目技术总监，提出技术开发的思路、目标和工作步骤，参与项目总体技术方案的制定，组织项目产业化工程设计工作，是项目核心技术的专利发明人，对创新点14做出了重大贡献。（4）伍绍辉，中国恩菲工程技术有限公司，项目决策与经营负责人，大力支持项目前期投入，协调各方面资源完成了研发工作，尤其对项目大范围产业化推广应用作出了

9、突出贡献。（5）曲胜利，山东恒邦冶炼股份有限公司，组织开发炼铅提金新工艺的开发与产业化应用，并负责提金尾渣项目的施工建设及生产，对创新点1、3、4有重要贡献。（6）黄祥华，中国恩菲工程技术有限公司，项目产业化负责人，指导开展了液态铅渣直接还原理论研究，作为中国恩菲氧气底吹熔炼技术研发与产业化主管副总经理，主持建成了我国第一条单系列产能20万吨/年液态铅渣直接还原产业化示范生产线并顺利投产，为项目的成功做出重要贡献。对创新点1有突出贡献。（7）王忠实，中国恩菲工程技术有限公司，液态铅渣侧吹还原专利提出人及技术总监，对侧吹还原炉的开发贡献突出，提出技术开发的思路与步骤，参与项目技术方案的制定，并参

10、与设计和试验全过程。对创新点1有突出贡献。（8）杨华锋，河南金利金铅有限公司，参与液态铅渣直接还原产业化示范生产线方案的讨论、工业化试验，组织实施项目建设及生产，对创新点1有重要贡献。（9）李小兵，济源市万洋冶炼（集团）有限公司，组织开发三连炉工艺及带炉缸的新型烟化炉，并组织实施项目建设及生产，对创新点13有贡献。（10）姜茂发，东北大学，指导炼铅提金新工艺的开发与产业化应用，针对关键技术的理论研究提出建设性建议，对创新点1、3、4有贡献。 （11）宾万达，中南大学，指导液态铅渣直接还原机理的研究及三连炉工艺的开发，对创新点13有贡献。 （12）何志军，安阳市岷山有色金属有限责任公司，底吹电热

11、熔融还原项目副总指挥、总工程师，负责领导、指挥项目的建设，参与工艺方案论证、方案优化，组织并参与高铅渣还原炉内气液两相流数值模拟与结构优化、喷枪寿命等研究,并参与原料多样化的工业试验。对创新点1、3、4有贡献。（13）张俊峰，山东恒邦冶炼股份有限公司，指导协调炼铅提金工艺的技术研发与产业化，主持工程建设与生产，对创新点1、3、4有贡献。（14）李元香，济源市万洋冶炼（集团）有限公司，三连炉直接炼铅技术及产业化应用项目总工程师，指导三连炉工艺的开发与产业化应用，对创新点13有贡献。（15）姚 霞，中国恩菲工程技术有限公司，负责组织工程项目的设计工作，参与主持各项技术研发与产业化应用，对创新点14

12、有贡献。完成单位及创新贡献：（1）中国恩菲工程技术有限公司，核心专利的发明单位，提供铅冶炼全流程清洁节能技术，并主持研发技术在国内外推广工作，对创新点14有贡献。负责工艺方案制定、工程设计、设备选型、制定操作规程、安全规程、设备维护规程，编写培训教材，培训员工、指导试车，直至项目投产。以建成项目为基础，“产学研”结合，不断实施技术升级，开发适合产业化的技术，以满足技术进步需求。各重大技术在河南金利、山东恒邦、济源万洋等工程中先后经过3年多的联合运行，工艺安全可靠、生产稳定、达产达标，分别通过了中国有色金属工业协会组织的科技成果鉴定。本技术为重有色行业的节能减排做出了开拓性贡献，为铅冶炼相关行业

13、培养了大批技术和管理人才，大力推动了我国铅冶炼产业技术进步，为中国及世界的铅冶炼发展做出了重大贡献，促进了当地经济发展和职工就业，经济、社会和环境效益显著。（2）山东恒邦冶炼股份有限公司，利用中国恩菲工程技术有限公司提供的铅冶炼全流程清洁节能技术，投资完成提金尾渣综合回收利用项目。组织项目实施，配套落实项目建设条件，生产运营管理，建立了铅冶炼全流程清洁节能产业化样板工程，使项目技术效益得到很好发挥，创造了良好的经济和社会效益。以恒邦股份建成的生产线为基础，在课题研发过程中，整合中国恩菲和东北大学的研发资源，勇于探索、敢于创新，改进煤粉喷吹系统、骤冷收砷装置、终渣水淬装置，成功开发出难处理多金属

14、混合铅物料低碳熔炼综合回收新技术，为我国各类含砷、含碳复杂金矿的处理提供了一条新的技术路线，使我国铅冶炼及综合回收产业化技术迈上新台阶。对创新点1、3、4有贡献。（3）济源市万洋冶炼（集团）有限公司，利用中国恩菲工程技术有限公司提供的铅冶炼全流程清洁节能技术，投资完成三连炉直接炼铅技术及产业化应用项目。负责项目全面工作，针对研发过程中出现的技术工艺问题，重点解决了烟化炉增加炉缸设计、三连炉指标控制、烟化提锌等技术难题，实现了产业化应用。主持完成三连炉直接炼铅技术及产业化应用项目鉴定工作，鉴定结论为总体技术达到国际领先水平。自投产以来，运行可靠、生产稳定、原料适应性强、生产成本低，节能减排效果显

15、著，为企业带来了很好的经济效益、环境效益和社会效益。对创新点13有贡献。（4）河南金利金铅有限公司，承担试验示范厂的建设，参与了设计方案的研讨，并对烟气处理系统进行了配套设计，主持了工业性试验，确定了有关技术参数，对试验中出现的问题提出修改意见，并进行了修改完善，建成了我国第一条液态铅渣直接还原产业化示范生产线，为后续技术的提升奠定了基础。对创新点1、4有贡献。（5）安阳市岷山有色金属有限责任公司，底吹电热熔融还原工艺的专利发明单位之一，承担项目建设，参与了设计方案的研讨，确定了有关技术参数，在实践中勇于探索，突破原料多样化，实现综合循环经济。对创新点1、3、4有贡献。（6）中南大学，在理论方

16、面给予本项目关键技术和装备研发指导和提升，针对侧吹还原炉炉型设计及还原过程机理进行了分析和研究，给开炉运行和生产实践提供了理论支持。对创新点13有贡献。（7）东北大学，在提金尾渣综合回收利用项目实施过程中，从理论上对本项目的关键技术和装备研发进行指导，并提出了有建设性的意见和建议。对创新点1、3、4有贡献。本项目曾获科技奖励情况：2012年，“液态铅渣侧吹炉直接还原技术开发”获得中国有色金属工业科学技术奖一等奖；2011年，“氧气底吹熔炼炉的研发与应用”获得中冶集团科学技术奖一等奖；2013年，“三连炉直接炼铅技术及产业化应用项目”获得中国有色金属工业科学技术奖一等奖；2013年，“难处理多金

17、属混合铅物料低碳熔炼综合回收新技术研发及产业化应用”获得中国有色金属工业科学技术奖一等奖。主要知识产权证明目录（不超过10件）：知识产权类别知识产权具体名称国家地区授权号权利人发明人发明专利熔融铅氧化渣冶炼方法及装置中国ZL200510200331.0中国恩菲工程技术有限公司王忠实，张兆祥，蒋继穆，黄祥华，李东波，王建铭，张振民，王林生发明专利铅渣还原炉工艺中国ZL200910178402.X中国恩菲工程技术有限公司，安阳市岷山有色金属有限责任公司陆志方,李东波,蒋继穆,张振民,尉克俭,何秋安,邓兆磊,索云峰,李栋,王忠实,桂江,王建铭,刘家楣,崔大韡,何志军,孙富有发明专利连续炼铅装置及连续

18、炼铅工艺中国ZL201010564943.9中国恩菲工程技术有限公司陆志方,王忠实,伍邵辉,李东波,黄祥华,朱让贤,姚霞,吴卫国,林屹发明专利铅渣还原炉中国ZL200910178403.4中国恩菲工程技术有限公司，安阳市岷山有色金属有限责任公司陆志方,李东波,蒋继穆,张振民,尉克俭,何秋安,邓兆磊,索云峰,李栋,王忠实,桂江,王建铭,刘家楣,崔大韡,何志军,孙富有发明专利一种炼铅法以及用于实现该炼铅法的装置中国ZL200610066648.4中国恩菲工程技术有限公司蒋继穆,王忠实,李东波,张振民,尉克俭发明专利直接炼铅综合冶金装置及冶炼工艺中国ZL201010564943.9济源市万洋冶炼（集团）有限公司,安阳市豫北金铅有限责任