SKS炼铅工艺降低鼓风炉渣含铅生产实践

1、SKS炼铅工艺降低鼓风炉熔渣含铅生产实践（*有色金属集团有限公司，湖南衡阳*8）摘要:本文介绍了SKS炼铅法鼓风炉还原段在水口山八厂的生产实践，并从渣型、鼓风炉还原能力及操作等方面探讨了降低鼓风炉渣含铅的途径和方法。关键词:SKS炼铅法；高铅渣；铅鼓风炉；渣含铅PlantPracticeonLoweringLeadContaininginBlastFurnaceSlaginSKSLeadSmeltingProcessYUANPei-xin,LIChu-liAbstract:ItpresentstheplantpracticeofblastfurnaceinSKSLeadSmeltingProc

2、essintheeighthsmelterinShuikoushan,andanalysestheeffectofslagtype,reducingability,operationonloweringleadcontaininginblastfurnaceslag.Keywords:SKSLeadSmeltingProcess;HighLeadSlag;LeadBlastFurnace;LeadContaininginSlag1、前言我厂采用的是底吹氧化一一鼓风炉还原炼铅工艺（SKS炼铅法），该工艺是我公司与中国有色工程设计研究总院共同研发的、具有自主知识产权的一种炼铅方法。该法具有环保好、

3、能耗低、对原料适应性强、自动化程度高、工艺可靠性强等特点。自2005年8月投产以来，生产正常，各项技术经济指标平稳上升。但是，由于底吹炉所产出的高铅渣具有与烧结块不同的特性，高铅渣进鼓风炉处理存在一定的难度，主要表现为易形成炉缸炉结，渣含铅高等。为此，我厂经过不断摸索，从合理选择渣型、强化炉内还原气余、优化工艺参数控制及加强操作入手，已将渣含铅降至4%以下。本文结合我厂的生产实践对如何降低鼓风炉渣含铅作一个初步探讨。2、高铅渣鼓风炉熔炼的特点由于高铅块渣和铅烧结块在物理结构与化学成份方面的差异，在熔炼上有一定区别。铅烧结块为多孔结构的块状物，孔隙率一般为5060%,堆比重1.82.2,块度一般

4、为50150mm。烧结块中以硅酸铅形态存在的铅约占总铅量的40%。在鼓风炉还原熔炼时，游离PbO在600C时已大量被还原，而未被还原的PbO及硅酸铅在700800C时开始熔化，在流向炉缸的过程中被加热并溶解其它金届氧化物。熔体中的铅化合物在熔化区被上升热气流中的CO所还原。在焦点区，C直接参与了从熔体中还原硅酸铅中的铅。由于铅烧结块的表面积大，CO的气固反应和碳的直接还原反应比较活跃，还原过程进行得很彻底，故渣含铅小于3%。高铅渣为致密的熔结物，堆比重约3.0。与多孔疏松的铅烧结块相比，比表面积大大降低。高铅渣中硅酸铅占总铅量的70%以上，游离的氧化铅和铁酸铅也完全溶解于炉渣中。在上部还原区中

5、，CO与高铅渣之间的气固反应机率较小，只有在进入下部还原区，高铅渣开始熔化，铅的还原反应将同时进行。高铅渣中的铅化合物的还原主要依靠焦点区的炭与熔渣的直接还原反应和造渣组分的置换反应。因此，降低物料的熔解速度，提高焦点区的还原强度，选择合理渣型和增加渣、铅分离的时间将是熔炼过和程顺利进行，且获得低的渣含铅的必要条件。3、降低渣含铅的主要途径和措施3.1渣型选择有色金届的冶炼过程实际是一个以炉渣作媒介提纯金届的过程,炉渣的组成及性质决定着熔炼过程的还原程度、燃料的消耗量、炉座的生产率及金届的回收率。所以渣型的选择对于降低渣含铅意义非常重大。3.1.1渣型的选择应满足如下要求：渣型应既能满足冶金过

6、程的要求，包括炉况顺行，渣铅分离好，渣含铅低，流动性合适，不浸蚀炉衬等，乂能节约造渣费用，得到良好的冶炼技术经济指标。充分考虑底吹炉、鼓风炉对渣型的不同要求，底吹炉高铅渣尽量向终渣所需成分靠拢，鼓风炉不加或少加熔剂为宜底吹炉渣熔点控制在9501000C，防止熔池温度超过1100C，减少金届铅、硫化铅、氧化铅挥发，降低烟尘率。而鼓风炉渣熔点应控制在11001150C,以保证较高的炉温，有利于还原反应的进行。方便生产管理，硅熔剂全部由底吹炉加入，铁、钙熔剂部分由底吹炉加入。鼓风炉只作铁、钙熔剂的适当补充。3.1.2炉渣的性质及成份选择炉渣的主要成份为FeO、SiO2、CaO、ZnO等，还含有少量的

7、MgO、AI2O3等。其中FeO、SiO2、CaO、ZnO的总和约占总渣量的8590%。CaO:由于Ca2+离子半径大，能降低金届与炉渣之间的表面张力，有利于金届铅与渣的分离；适当的提高渣中CaO的量，可获得较高的炉温，降低炉渣的比重；提高炉渣中的CaO能破坏熔渣中硅氧复合离子，降低炉渣粘度；CaO作为强碱性氧化物，可置换硅酸铅中的PbO,增大PbO的活度，有利于的PbO还原。因此选用高钙渣，能够很好降低鼓风炉渣铅金届损失。FeO:与CaO一样，可置换硅酸铅中的PbO,增大PbO的活度，有利于的PbO还原，因此选用含铁较高的渣型，也可降低渣含铅，同时增大炉渣对ZnO的溶解度，有利于炉况顺行。S

8、iO2：能减小炉渣的比重，但会增加渣的粘度和提高渣的熔点。含铁较高的情况下，为了尽量减少Fe3O4的生成，SiO2的含量必须保证能形成2FeOSiO2的量。ZnO:全是由原料中带入，当渣中ZnO含量过高时，炉渣的熔点急剧上升，所以鼓风炉渣中Zn含量以不超过15%为宜。综上所述，同时考虑到技术和经济两个方面，即既要尽量降低熔剂的消耗，从而减少产渣量和渣含金届的绝对损失，乂满足熔炼对炉渣成分的基本要求。故确定渣型为：FeO2832%SiO22226%CaO1719%Zn<15%实践证明：采用此种渣型，能保证鼓风炉炉况顺行，且渣含铅较低。3.2提高鼓风炉还原能力如前所述，高铅渣中硅酸铅占总铅量

9、的70%以上，其余游离的PbO和PbO-Fe2O3也完全溶解于炉渣中。因此，鼓风炉还原高铅渣时，铅几乎完全是从炉渣中被还原出来。与烧结块的还原过程相比较，高铅渣中的铅是可以较彻底地被还原出来，但高铅渣的还原需要更强的还原条件。为了确保炉内的还原气余，提高还原能力，我们采取如下措施：提高焦率（1315%）,降低风焦比，控制较高的CO/CO2比。操作时尽量使焦点区集中，保持较厚的焦炭层，使熔体渣与焦炭接触更充分。采取高料柱作业。控制料柱高度3.54.0米，鼓风强度2428Nm3/m2.min,风压1116Kpa,降低熔解速度，床能力控制在4555t/m2d,以便延长还原时问。3.3减缓和控制炉缸炉

10、结的形成生产实践中我们发现，鼓风炉炉缸很容易形成横隔膜，严重影响渣、铅分离,导致渣含铅急剧上升，如果不及时采取措施，炉缸炉结会越来越严重，最终不得不停炉来进行处理。通过对高铅渣、鼓风炉渣及炉缸炉结物的物相分析（见表1）,结果表明，鼓风炉炉缸炉结中的难熔物主要为Fe3O4。Fe3O4的主要来源丁高铅渣，高铅渣中的铁很大一部分以Fe3O4形态存在，这与底吹炉的强氧化气余有关。表1高铅渣、鼓风炉渣及炉缸炉结中铁物相分配比例（%）注：表中数据为各物相铁含量的质量白分比为了减轻、消除Fe3O4带来的危害，我们主要采取了以下措施：加入硫铁矿还原磁性铁。其主要反应方程式为：金届铁总铁高铅渣1.711.8151.2518.2516.99100鼓风炉渣9.2816.9440.5836.475.08100炉缸炉结9.6916.4051.6525.905.081003FesO4+FeS=10FeWSO2f G°=76