铅冶炼技术发展的观察与思考

铅冶炼技术发展的观察与思考

李贵｜文

回顾铅技术的发展，不难发现，节能、环保和资源利用一直是其发展的主题；展望未来，铅工业的发展仍然在这些方面面临着诸多挑战。

铅是一种重要的有色金属，主要用途是制作铅蓄电池，用于汽车、通信等行业，是国民经济建设和国防建设事业中不可缺少的金属材料之一。据智研咨询报道，2015年，世界铅产量1034万吨，其中再生铅617万吨，再生铅占世界铅产量的58%；而同期，中国铅产量470万吨，占世界铅产量约45%，其中矿产铅245万吨，推算再生铅产量225吨，占国内产量的48%。从中看到，中国是名副其实的铅生产大国，在世界市场占据绝对重要地位；而铅的生产，目前再生铅和原生铅的发展同等重要。

原生铅的冶炼技术大体可分为四个阶段：土法冶炼、烧结焙烧熔炼、富氧强化氧化炼铅技术和直接炼铅技术。在我国，土法炼铅主要是坩埚炼铅和小型反射炉熔炼，存在时间较长，由于环保差、机械化程度低等原因，无法实现规模化生产。烧结焙烧熔炼技术从烧结锅、烧结盘发展到烧结机-鼓风炉炼铅技术，初步实现了机械化、大型化，该技术到20世纪八九十年代，达到了鼎盛时期，世界95%的铅冶炼生产都采用了该技术，是铅生产史上重要的传统冶炼技术。该技术的发展中有重要的几点：一是韶关冶炼厂针对铅锌混合精矿专门引进开发了铅锌密闭混合熔炼技术，至今仍有应用；二是烧结机-鼓风炉的大型化、自动化，使铅的生产能力达到约7万吨；三是豫光采用非稳态技术、株冶采用托普索技术在行业内开展了低浓度二氧化硫的治理和利用。

但随着经济的发展，该工艺硫利用率不高、热利用率不高的环保和能耗的问题越来越突出。这时，以豫光金铅2002年富氧底吹-鼓风炉还原工艺的成功工业化应用为标志，富氧强化氧化炼铅技术工艺应运而生。该技术用底吹炉取代烧结机，在转炉熔池熔炼技术、富氧技术、底吹射流技术与自动化技术集成融合，实现了铅的直接熔炼，在彻底解决铅冶炼硫的治理和利用的基础上，整体提高了铅的技术装备水平。更重要的是，该技术的成功开发，进一步解放了思想，使铅的生产技术迎来了一轮又一轮的的技术变革浪潮，各种新的熔炼技术在此后不断推陈出新，进入铅生产百花齐放、百家争鸣的时代。

在这期间，除底吹熔炼技术外，还出现了卡尔多炼铅、闪速炼铅、瓦纽克夫侧吹熔炼、艾萨顶吹炼铅等多种炼铅技术。最终，底吹氧化-鼓风炉熔炼技术成为国内推广应用范围最广的技术，短短两三年内推广了20多条生产线，加上同时期艾萨顶吹-鼓风炉工艺的推广，富氧熔池熔炼氧化-鼓风炉还原技术取代烧结-鼓风炉工艺成为炼铅的主流工艺。

在此基础上，针对鼓风炉还原替代技术的开发也迅速取得突破。2008年豫光液态渣还原熔炼技术的开发成功，又一次引发了铅还原技术的开发热潮，侧吹熔炼技术、三联炉熔炼技术、底吹喷煤技术等也相继开发成功，加上同时期引进的基夫赛特技术，铅的熔炼进入了真正的直接炼铅技术大发展时期。这期间，技术的发展趋势主要是围绕底吹、侧吹、顶吹熔炼技术在铅氧化段和铅还原段的应用开发和各种组合工艺的应用开发。

目前，有双底工艺、底吹-侧吹联合工艺、双侧吹工艺、顶吹-侧吹等多种工艺组合；底吹有底吹氧气、底吹天然气技术和底吹粉煤技术，侧吹有侧吹煤气、侧吹天然气、侧吹富氧空气等技术，顶吹也有艾萨和澳斯麦特等技术；另一方面，技术的发展主要围绕原料的特点开发各种特色工艺，如再生铅的混合熔炼技术，以及高铋、高锑、高锌、高铜、高金银铅物料的熔炼工艺的开发，进一步拓展了工艺的适应性；直接炼铅技术由于其流程短、熔炼强度高、原料适应性广，技术指标先进，在行业内迅速得到推广。目前，国内采用直接炼铅技术要占到整个工业的90%以上，有力促进了我国铅行业的技术升级和节能减排工作。

回顾铅技术的发展，不难发现，节能、环保和资源利用一直是其发展的主题；展望未来，铅工业的发展仍然在这些方面面临着诸多挑战。从资源方面分析，铅的再生循环利用是铅工业发展的重要趋势。目前，我国再生铅的产量占国内铅产量的50%，与发达国家还有一定差距，虽然原生铅冶炼还将在一段时间内长期存在，但我国再生铅产业会有很大的发展空间，当前迫切需要再生铅单独熔炼的清洁生产技术的突破和推广。

同时，铅生产中各种有价金属的高效清洁生产技术，也面临着升级改造的考验，各种专业化的生产技术也将是发展的一大趋势。从节能减排方面分析，铅行业的集约化发展需要铅生产的大型化发展，我国铅冶炼总产量600多万吨，但我国目前铅冶炼单系统产量大部分在8万～10万吨/年左右，单系统最大产量为16万吨/年，而且只有一条，我国铅冶炼企业规模小，分布范围广的特点，造成了环保管理难度大的问题，铅冶炼的大型化有利于提高行业集中度，有利于行业的节能减排。此外，除了主工艺装备的清洁生产水平提升外，铅生产过程中污酸、废水、固废的处置和利用以及铅烟气（尘）的深度治理等环保技术将是今后冶炼技术发展的重点和难点。

令人欣喜的是，铅工业发展当前面临着良好的发展机遇。一是新时期的产业结构调整和一带一路的发展战略，为铅工业的发展提供了广阔的市场空间；二是自动化、信息化、智能化新技术为铅传统制造技术的升级提供了无限可能；三是关乎铅未来前景的新材料、铅蓄电池新技术等铅产业链有关环境友好的技术开发带来了新的希望；更为重要的是，铅生产技术本身多样化快速发展，为未来冶炼新技术的发展奠定了良好的基础，新的突破性的技术正在孕育发展。

总之，铅的生产技术发展是随着时代的发展而发展的，新形势下，铅工业的产业结构调整任务艰巨，需要把握铅生产的发展趋势，加快技术开发力度，以适应时代的发展。同时，历史的经验和技术发展的规律也告诉我们，我们有能力，更有信心，取得更大的技术进步，推动铅行业的科学可持续发展。

（本文作者系豫光金铅股份公司副总工程师、科技发展部部长）