铅冶炼技术现状及我国第一台铅闪速熔炼炉试产情况

由北京矿冶研究总院提供主体工艺设备与设计、与灵宝市华宝产业有限责任公司合作开发的我国第一台具有完全自主知识产权的10万t／a炼铅闪速工程于2009年9月24日在河南省灵宝市投料试产。试产期间，弃渣含铅约2％、含锌小于3％、含银4～6g／t、含金0．1g／t、含铜约0．1％，粗铅品位大于98％，闪速熔炼烟尘含铅大于65％、含锌小于3％，烟尘率小于6％且全部闭路返回熔炼，铅回收率大于97％、金银回收率大于99．5％、铜锌回收率大于85％，总硫利用率大于98％，粗铅综合能耗小于300kg标煤／t。

国内外铅冶炼技术现状及发展趋势

综述了国内外铅冶炼技术的发展现状及趋势,并从工艺和经济方面对熔池炼铅和闪速炼铅进行了比对。指出铅冶炼技术的发展必将遵从对环境污染最低、高的金属综合回收利用率、适应于低品位复杂铅矿资源的处理、能耗低、自动化程度高等原则。具有我国完全自主知识产权、居于世界领先水平的铅富氧闪速熔炼新技术的成功运行,可以提高我国铅冶炼的整体技术水平和企业竞争力。

铅富氧闪速熔炼新技术

由北京矿冶研究总院提供主体工艺设备与设计、与灵宝市华宝产业有限责任公司合作开发的我国第一座具有完全自主知识产权的10万t/a铅富氧闪速熔炼厂于2011年5月10日在河南省灵宝市正式投料生产。入炉物料含铅约30%,闪速熔炼渣含铅8%～12%。经电炉贫化还原,电炉弃渣含铅小于2%、含锌小于2%、平均含银小于6g/t、含金小于0.1g/t、含铜小于0.1%。粗铅品位大于98%。闪速熔炼烟尘含铅大于65%、含锌小于3%,烟尘率8%～12%且全部闭路返回熔炼。铅回收率大于98%、金银回收率大于99.5%、总硫利用率大于98%。包括还原贫化电炉挥发锌的能耗在内,粗铅综合能耗213kgce/t。

铅冶炼技术的发展现状及旋涡闪速炼铅工艺

铅是发展国民经济的重要基础原材料,然而,传统的烧结-鼓风炉熔炼工艺具有能耗大和污染重等缺陷,因此,加快铅冶炼技术的科技进步对整个国民经济的可持续发展具有重要意义.文中综述了Kivcet法、QSL法、Kaldo法、Ausmelt/Isasmelt法、SKS法等国内外直接炼铅新工艺,重点介绍了具有我国自主知识产权的旋涡闪速炼铅工艺过程、主要设备及技术特点.

铅富氧闪速熔炼的生产实践和指标

详细介绍了北京矿冶研究总院负责设计的我国第一座年产10万t粗铅的铅富氧闪速熔炼厂的试生产和技术指标。工业生产表明:该项目技术先进,投资省、流程短、工艺稳定,铅冶炼系统综合能耗低,整体工艺技术处于世界领先水平。

硫化铅矿闪速熔炼过程的热力学分析

基于最小吉布斯自由能原理,建立硫化铅矿闪速熔炼过程多相平衡热力学模型,考察熔炼温度(T)、吨矿氧量(VOVPTO)对粗铅含硫量、炉渣含铅量、烟气含铅量及铅在各平衡相中分配比的影响。结果表明:对一定用量和一定成分的硫化铅矿,随着T和VOVPTO的增大,粗铅含硫量可降至0.1%(质量分数)以下,但过高的VOVPTO会使渣含铅量升至60%(质量分数)以上,铅在粗铅中的分配比低于30%(质量分数);烟气中的铅主要以PbS形式存在,其含量随着T的升高及VOVPTO降低而增高。综合考虑铅的直收率及产物处理的难易程度,闪速炉直接炼铅应采取分区分步熔炼方式,先在氧化区制"低硫铅",然后在还原区造"低铅渣",且氧化区熔炼温度宜较低。

铅富氧闪速熔炼法节能减排效果与分析

详细分析了铅富氧闪速熔炼工艺的技术参数、能耗、烟尘和SO2排放量等,阐述了铅富氧熔炼工艺在节能和环境保护上的优越性。

废弃电子玻璃的利用和处理

随着各类以阴极射线管为显示器的计算机和电视机的淘汰,废弃电子玻璃的数量日益增加。废弃CRT电子玻璃是一种危险废物,除了再利用外,其它的无害化处理方法较少。本文介绍了目前一些废弃电子玻璃的利用和处理方法,并指出铅富氧闪速熔炼法可作为处理废弃CRT电子玻璃的一个较好平台。

铅富氧闪速熔炼的整体运行效果及评价

2011年5月10日,年产10万t粗铅的铅富氧闪速熔炼工程正式投料生产。在入炉料含铅25%～30%的情况下,取得了一次铅还原率大于85%、铅总回收率98.5%、金银回收率大于99.5%、铜回收率大于85%、锌回收率大于90%、脱硫率大于98%的指标;取消烟化炉,真正实现了铅、锌的一次回收;包括还原贫化电炉挥发锌的能耗在内,吨粗铅综合能耗约为213kgce;弃渣含铅、锌小于2%(最低小于1%)、平均含银小于6g/t、含金小于0.1g/t、含铜小于0.1%;产出的氧化锌灰不含氟、氯,可以不经多膛炉脱氟氯而直接送锌冶炼厂回收锌。工业生产中取得的多项技术经济指标表明,铅富氧闪速熔炼新技术已经达到世界领先水平。

铅富氧闪速熔炼技术基础研究

结合铅富氧闪速熔炼的特点,对相关渣型进行了研究。结果表明,适当提高炉渣的CaO含量,可有效降低渣含铅。适宜的渣型为FeO/SiO2=1.15、CaO/SiO2=0.6,炉渣的熔点和黏度完全可以满足熔炼要求。

铅富氧闪速熔炼炉烘炉实践

严格的烘炉制度对提高炉寿、保证正常生产具有特殊意义。烘炉既要满足耐火砖升温要求,也要兼顾余热锅炉升温规定和硫酸系统。详细介绍了我国第一座铅富氧闪速熔炼炉烘炉准备、升温操作和管理方面的经验。

铅富氧闪速熔炼炉炉体冷却装置的设计

我国第一座铅富氧闪速熔炼炉采用了独创的"大三明治"和"立体水冷"新结构,铜水套用量不到200t,全部国产化制造。生产实践证明,设计出的冷却原件和冷却装置系统安全可靠,耐火材料得到了有效保护。

闪速炼铅炉多物理场耦合模拟及可视化分析

采用计算机模拟的方法,对闪速炼铅炉进行了气粒两相流场、温度场、浓度场等多个物理场耦合模拟,着重研究炉内速度场的特性。采用传统的二维截面速度矢量图分析了两组截面的速度场,发现其对速度场信息描述不完整,而且难以对不同截面上速度矢量分布之间相互联系进行分析。借助可视化软件ParaView,提出了将立体流线、方向标识体和动画结合起来制作流线动画,对整个速度场进行分析,使问题得到有效改善。分析发现右侧喷嘴主流触底后斜向上喷射是影响速度场分布的重要原因。

旋涡柱铅闪速熔炼工艺研究进展

论述了现代粗铅冶炼技术的发展现状及进一步研究开发粗铅冶炼新工艺的必要性。讨论了直接炼铅工艺过程的理论依据和旋涡柱铅闪速熔炼新工艺的工艺技术路线,技术特点及创新点。介绍了研究开发的主要任务和进展情况。

闪速铅冶炼计算机在线优化控制系统研究

以一类闪速铅冶炼计算机在线优化控制系统为研究对象,在分析、对比现存各类铅冶炼方法的基础上,以炉渣Fe/SiO2及CaO含量、PbS氧化率、炉渣温度为控制变量,石英及钙熔剂比率、反应塔工艺氧量、反应塔燃料量为操作变量,建立铅冶金过程控制数学模型。基于此模型,以某实际项目为背景,设计了闪速冶炼计算机在线优化控制系统。

旋涡柱连续炼铅工艺原理及设计探讨

从直接炼铅的原理出发,分析了旋涡柱连续炼铅工艺原型的设计思路,并探讨了旋涡柱炼铅工艺在炉型结构和过程控制等方面应关注的主要问题,同时对该项新技术的可行性和可靠性进行了初步评估。

铅冶炼技术及进步展望

介绍了目前国内主要的铅冶炼技术,论述了闪速炼铅的优点及其发展趋势。

基夫赛特式炉闪速炉功能区冶炼过程的同时平衡

基于硫化铅矿在闪速炉功能区冶炼过程的多相同时平衡原理,利用平衡摩尔量法分析和讨论熔炼温度、初始氧量和初始硫化铅量对平衡后各凝聚态产出量的影响。结果表明:在较高温度下,初始氧量的增加会使硫酸铅的产量增加,而硫化铅的产量降低;低氧量条件下不生成硫酸铅而生成硫化铅。考虑产物的后续碳还原处理,在冶炼过程中应选择高氧气输入量以生成容易处理的硫酸铅,而不是较难处理的硫化铅。

DCS系统在铅富氧闪速熔炼中的应用

铅富氧闪速熔炼工程自动控制系统采用和利时公司推出的第四代DCS系统HOLLIAS-MACS-V系统。投产以来的使用效果表明,控制系统运行稳定。

硫酸铅分离-EDTA滴定法测定铜闪速冶炼烟尘中的铅

建立了用硫酸形成硫酸铅沉淀加以分离,再用EDTA络合滴定法测定铜闪速冶炼烟尘中铅量的方法。试样用盐酸、硝酸、硫酸、氟化氢铵和高氯酸溶解,用硫酸沉淀铅与其它干扰元素分离,沉淀溶解于乙酸-乙酸钠缓冲溶液中,以巯基乙酸掩蔽铋,抗坏血酸掩蔽铁,二甲酚橙作指示剂,用Na2EDTA标准滴定溶液滴定溶液中铅含量,采用火焰原子吸收光谱法测定滤液中铅含量加以补正。实验结果表明,沉淀时硫酸(1+24)加入量为50 mL,无水乙醇加入量为10 mL,乙酸-乙酸钠缓冲溶液加入量为30 mL。方法相对标准偏差(RSD)在0.35%~1.5%,加标回收率为在99.0%~101%。完全满足生产控制分析的要求,同时也可以作为类似物料中铅分析的参考方法。