关于底吹炉一次沉铅和原料重要性的探讨

翟如茂

摘要：文章分析了一次沉铅率在氧气底吹熔炼-鼓风炉还原炼铅过程中的重要作用，讨论了提高一次沉铅率的方法，强调了原料的选择和配矿使用对冶炼的重要作用，对上下游配合控制提出了见解。

关键词：氧气底吹熔炼；鼓风炉还原；一次沉铅率；渣含铅；渣含银

中图分类号：TF812 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）29-0050-02

1 概述

氧气底吹熔炼-鼓风炉还原炼铅工艺是目前铅冶炼的常规工艺。但是随着铅冶炼技术的进一步发展，提高铅、金银的回收率，进一步地降低成本，提高物料处理能力和原料适应性，越来越多地提上日程。新工艺、新设备陆续产生上马，对鼓风炉还原炼铅工艺产生很大冲击。但是对于尚未进行设备改造的采用氧气底吹熔炼-鼓风炉还原炼铅工艺的冶炼企业来讲，还要从实际出发，如何在夹缝中求得生存，尽可能地降低成本、提高回收率、创造效益也是不得不面临和亟待解决的问题。在设备一定、操作熟练的情况下，原料的采购成为是否盈利和制约生存的先天条件和主要因素。无视原料的控制，必然不会产生理想的效果。

2 氧气底吹熔炼的基本原理

氧气底吹熔炼的基本原理是：铅精矿中的PbS被呈气泡状态高度分散于熔池（熔体）中的O2氧化产生金属Pb和PbO，后者又与被氧化的FeO及其他造渣组成造渣熔化，最终产生粗铅、含铅高的炉渣（俗称高铅渣）和含SO2的烟气。最主要的化学反应是：

氧化反应：2PbS+3O2=2PbO+2SO2↑

交互反应：PbS+2PbO=3Pb+SO2↑

3 一次沉铅率的重要作用

一次沉铅率的重要作用在于三个方面：（1）回收率。底吹炉一次沉铅率是铅冶炼综合回收率的有效保障。根据生产实际经验，当底吹炉所产高铅渣含铅高时，鼓风炉渣含铅也偏高，渣铅非常难以控制。当高铅渣含铅控制在38%～45%范围内时，鼓风炉渣含铅基本控制在3%以下，但当高铅渣含铅超过45%甚至50%时，鼓风炉渣铅将会达到3.5%，有时甚至更高，这样就造成了金属量的损失；同时，因为铅是金银的良好载体和捕集剂，金银的损失随着铅的损失而损失。铅含量在3%以下时，渣含银一般在

20g/t，渣含铅在3.5%以上时，渣含铅将达到45g/t，甚至更高。（2）产能不匹配，上下游不衔接。底吹炉的生产过程中，生产成本几乎没有任何变化，但是产量却产生明显的变化，当原料的渣型合理，原生矿占有相当比例时，底吹炉的沉铅率在40%以上，当主品位偏低、氧化矿偏多时，底吹炉变成了一个造渣和脱硫的反应器，底吹炉出铅量变少，造成整个工艺环节的搭配不连续、不匹配。首先是鼓风炉的生产压力骤然加大，产生的大量高铅渣无法及时处理，造成高铅渣的大量积压和资金的大量占用。另外，底吹炉不产粗铅，鼓风炉粗铅产量一定，粗铅产量难以满足下游电解精炼使用量的需求。（3）成本。底吹炉失去了出铅功能，底吹炉的实际成本没有丝毫的减少，整体拉高了粗铅成本。由于底吹炉的造渣，原来在底吹炉产出的粗铅要通过鼓风炉处理高铅渣进行出铅，鼓风炉耗用昂贵的冶金焦还原冶炼，成本非常之高，很大程度上提高了冶炼加工成本。

4 提高氧气底吹炉炼铅法一次沉铅率的方法

从操作和配料上控制，主要是以下六个方面：（1）控制渣温在1000℃～1100℃、烟气温度在850℃～900℃；（2）粒矿品位在50%以上；（3）高铅渣渣型选择为FeO/SiO2=1.8～2.0、CaO/SiO2=0.45～0.55；（4）根据放渣时高铅渣的流动性来确定合适的氧料比；（5）铅坝与渣坝的相对高度保持在合适的水平；（6）降低烟尘率、保持虹吸道通畅、加强与规范岗位操作、提高生产作业率以及控制合理的原料含Zn、Cu、S等。

从原料上进行控制。

5 原料在效益中的重要作用

5.1 尽可能采购原生硫化铅精矿

底吹炉的熔炼属于自热熔炼，不需要新增燃料作为发热剂，所以对硫的含量有要求；因为反应参与度的影响，原料是不是原生硫化矿对一次沉铅率起到了关键的作用，因此我们更倾向于使用原生硫化矿。不建议使用贸易商的物料，尤其是个人小厂翻兑的杂料。如果氧化矿偏高，造成底吹炉沉铅效果差，甚至不出铅，且烟尘率偏高。

5.2 原料中的造渣元素

在选择造渣元素时，铁、硅、钙、铝、镁往往是被人忽视的一块。采购只重视铅、金银，这种观点是片面的。因为冶炼的过程是一个渣铅分离的过程，把渣炼好了，冶炼的目的也将达到，在配料的过程中主要是配主品位和渣型。目前底吹炉冶炼过程中常规采用的是高铁渣型（也有一些厂家根据其原料的主要构成调整适合自己使用的渣型），结合以往的实践经验，渣型选择为FeO/SiO2=1.8～2.0、CaO/SiO2=0.45～0.55是比较合适的。因此就要考虑熔剂配入量。但是如果原料中造渣元素少或者不协调，在配料管理的过程中，就要配入相当的辅料来满足造渣的需要。如果按增加5%的辅料配入，一年8万吨的铅冶炼厂在辅料中增加投入的资金不低于500万。但是这不仅是辅料的投入因为辅料的投入会增加渣量，而带走有价元素，造成回收率的降低，这里就不再赘述。

5.3 关注原料冶炼过程中不计价小金属元素

在铅冶炼的过程中，铅、金、银的提取毋庸多论，那么如果一个企业在生产中获取利润，并保持一定的竞争力，就要向小金属的综合回收要利润。因此在采购过程中，我们要重视Cu、Zn、S、Sb、Bi、As的控制。在传统的对铅原料的分级和定价中，是按照铅的品位和杂质元素的含量进行分级的，铅品位越高、杂质元素品位越低，其品级越高，但是在目前的生产组织中这种观点正在转变。在铅精矿的采购过程中铜一般作为不计价元素，如果铅精矿中铜含量达到一定高度，将会在后续的生产过程中提取出来，作为附加价值和效益。原料中铜的含量低于1.5%不会对生产造成过大影响；锌在采购中也是不计价的元素，但是锌可以在烟化炉中提取出来，作为另一个经济增长点，铅精粉含锌不超过6%，不会对生产造成影响；硫被转化为硫酸；当然每一种元素的回收都有一个利益平衡点的问题，所产出的价值要低于其成本投入。另外还有就是AS、Sb的控制，Sb作为在铅冶炼过程中的必备元素，在电解精炼中防止铅阳极泥落槽，同时避免因锑偏低单独采购单质锑进行补充的损失。如果含量较高的话还可以在贵金属冶炼过程中将锑提取出来外销，也可以返回原料重新配矿；As元素也是我们不得不提到的一个重点，因为As是众所周知的有毒有害元素，在污水处理的最终结果含量中，环保部门都有相应的规定，因其危害较大，所以在原材料的采购阶段就要对其含量进行控制。

6 结语

如果想提高一次沉铅率，更大化地获取效益，至少要在以下八个方面做好工作：（1）加强操作管理制度要求，对工人的操作进行培训和规范，控制重点工艺指标，并严格执行和督促；（2）加强工艺配料管理，对配料进行监管和跟踪调整；（3）在采购的过程中，优先采购原生硫化矿，鼓励从矿山直接采购原料，控制从贸易商手中采购的原料量；（4）严把材料检测入厂关，要充分重视原料的外观质量是否均一，颜色是否纯正，有没有色差、夹杂；（5）另外也要重视原料元素的分析，有必要的话可进行物像分析，看铅精粉化学构成；（6）加强不计价元素，如Zn、Cu、S、Sb、Bi、As等元素的检测，对不计价元素含量高，带来经济效益的采购人员予以奖励，对含As高的铅精粉要进行降价采购，保证满足安全环保要求，保证工人的身体健康；（7）加强造渣元素的检测，从采购入手合理分配采购力量，尽可能减少辅料的配入，节省成本，提高回收率；（8）加强工艺的及时反馈，并及时上报采购计划，使采购部门可以及时了解料场库存，从铅精粉的原料的构成，从而调整采购策略和采购力量，使采购有重点和方向，避免了盲目采购和采购的物料不能使用而造成的物料积压及资金的占用。

参考文献

[1] 铅锌冶金学[M].北京：科学出版社，2003.

[2] 铅冶炼氧气底吹资料.百度文库.