基夫赛特炼铅法.pdf

基夫赛特炼铅法 叶国萍 ≤托寨矿冶辑究慧燕，藕黎1 0 0 0 4 4 摘要术文舟绍了基夫赛特艨铅倍的特点和发聪过程，讨论了目前世辫上现有时6 家撼戋 赛特厂的生产情况，并对这项技术的推广应用前景蜮了静竹． 关键漏藏轰赛特挂；练铅 中鎏势娄弩T F S l 0变蘩赣谖鹞A 熬失赛特炼铅法魁采用纯氧吹炼和电炉 热热翦赣型壹搂燕锻羔艺，炉巾发璧羰热还 原反照形成硫仡镑锌躺自热闲速熔炼过程。 基夫释特炼铅法是原苏联有色金属矿冶科学 研究所开发的新技术，应用于工业后，叉进 行了谗多改进和发殛。基成为各种蠢接炼铅 法孛簸裁熬酶一静方法。 I蕊夫赛特炼铅法的应用背景 传统的薅铅工艺国焙烧、熔炼、精练和副 产鑫嗣毂帮努糖痰 锤矿石经遘蕊巯鞫熔炼 产如搬铅，再经过耩燎和副产品回收装置， 根据矿石成分不同，可生产出铅、铜，银、 金，铋和硬铅合金等。送一传统烁铅工艺问 超辍采，冶蠊过程参数撵裹覆步，在妒型，生 产过稔优亿、特剐疑环境污染方西，存在缺 陷，硫的燃烧热利用率低，烟气S O ，含量 低 一般约为5 ％ ，制酸困难，鼓风炉的还原 和熔炼焦炭溃耗赢，譬蒙生产或率增翅，另 姊，传统炼铬法币惩阏对回收锌，嚣簧处理 大量的固体废弃物，嫩产厂有害污染物难以 达标排放。这些缺瞒可能导致一些工厂在近 年内就会关翅。困拢，为城少环境污染、优 纯玲熬过程、降诋拖糍，A { 蠡一蠢程致力子 开发点接炼铅技术，即在一自装鬣中，将硫 化铅转变为氧化铅，再将氧化铅避骤成金属 镪，扶嚣避受霸搏物辩秘氧氆镑烟尘污染等 问越，并且提高濂的程用率。 2 基夫赛特法描述 2 ．1 基夫赛特舻基夫赛特炉题该法的棱 ，玉，意夫稠K S S 炼镑厂的炉俸缝褥如图l 嚣 示。该炉由带氧气喷嘴的熔化鼗炉，熔池、 竖烟道 包括余热锅炉 和电热隧四部分组 成。熔化竖炉璜部没有糖矿一戴气喷嚏，炉 褒终5 m ，炉薅囊零冷铜拳套纛瓣炎砖组 成，使用寿命可这3 年。熔池蕊积9 0 m 2 ，由 熔炼区和电热区构成，两区中间有一浸入渣 屡深约2 0 0 m m 的饲水套隔墙。蠛烟道由膜 式瘩玲壁搀成，麓容熬锯炉联接，霹将耀气 溢发扶1 2 5 0 ℃降拦8 0 0 ℃以下，还可l 噩榷 黛烟尘。电热区设置了3 根毋8 0 0 m m 的石 墨电极。 2 。2 基夫赛特生声工艺该工艺的特点是 含话炉辩与工建筑氧一莛囔入炉蠢，霹对翔 人i 薹原用焦炭，在炉内一次冶炼成粗铅并排 出彝渣。经净化尉的烟气用于制酸。 生产过程是谯单体设备中避续进行，不 嚣烧维给辩，不襞蹭鸯蠢设备载胃疆部努遗鋈 收炼铅原料中的择，能够处理低晶位物料， 万方数据 闰1意天利K S S 厂基夫辩特炉本绐梅 投资小，共篙少量操季 A 员，生产舞台环保 饕求，煅气蟹小．烟气S O 浓度高。 意大利l S S 厂原则流程如图2 所示。 鞍痊 2 r o ．r a ，末分 1 ％静勃辩与搭热溃台 平燥后，从喷嘴喷 熔化竖炉，脱硫后进入 辚精矿， 溶剂 图 络琼区 烟气处理 粥尘 返回熔炼 遍 ． 塑_ l 基麦赛特妒 炉渣粗铅 圃 簌 古s o 婀气 f 避制照厂 到一堕 玉一黔艇弛耪 f 综裔黼g e 匿2 K S SF 蒸夹赛特工芝菲潮流程 电热医，加入焦擞，使氧化铅锌在电热区部 分还琢产出褪锻穗渣 可能包括锻盼中超产 品 。散热区烟气含铅锌蒸汽和C O ，进入黧 燃室燃烧回收氧化锌，熔炼区烟气可用于擞 产蒸汽鞠虢酸。 生产过程中固体物料处理系统是全封闭 的，且处于负压王作状态，避免了铅尘等污 染。物料通过篱道运输 炉，在出镱日等可 能有烟气和蒸汽排出的位置，都安装有吸烟 罩戳避免霹工佟嚣静秀染。于式豫尘系凌， 包括脉冲式布袋收尘，采用自动聪缩空气循 环净化烟气，具瀚较高的收尘效枣。布袋收 尘系统癌可辑齐的若干较构成，使子在生产 时维骼，不仅确保了较高的生产效率，而且 蘸少了操捧工人接魁耪艇秘有害耪质的税 会。 3 基夫赛特技术的发展过程 3 ．1用混合入炉物料代替铅精矿最初的 基夫赛特工艺是将硫化锻锌耱矿混合干燥， 再进行熔炼，熔橡过程所糯的热髓来自硫的 燃烧，幂需补充热能。遣样，对人炉精矿的 窘臻鬣就毒一个簸撩要求，薅一毅壤矿难以 满足遮一要求。很难找到价格上有竞争力的 优质精矿，基夫崧特工厂维持连续生产和擞 产成本垮成闻蘧，困鳆限铺了基失赛特技零 在工业上推广应用。为此，有必要寻找其谨 混台携辩代替铤穰矿，这耪营代掳辩癌该麓 铅精矿有一定的相似性而适于用熬夫赛特法 处理。电解锌或废电池处理厂的铅锌副产品 憝囊戎本离，叉笨薤耀获存藏，霹疆考鑫弼 基夫赛特法处理。还有一些含P b 、Z n 、F e ，C u 和其它露j 霉的露害副产品经配料磁可以进入 基夫赛待炉处穗。但是，姓理漏奄锈辩需繇 给熔炼反应补充必要的热量．在嗡萨克斯熄 u s t K a m e n o g o r s k 基夫赛特厂遴簿豹工照 试验袭明，用于朴充上述反应热最好的燃料魁 焦炭，焦炭与精矿和渣混合燃烧的同时进符 直接熬交换，丽且氧气耗蟹小，潮气量，j 、． 习皇塑。冒 万方数据 对于各种精矿一渣混合物料，需要根据矿物 组成和特牲确定设备规格和生产操作荣{ 聿。 对予化学成分未知静物辩弼需鼷通过半正业 试黢研究物料反应行为。可见．基夫赛特工 艺毪麸最初仪瑶寒姓壤镪锌耩妒，发展澍胃 以处理混合原料，将来还可能实现处理混台 渣的目标，邀就太大撮商了这瑚i 技术的练合 嗣粥水平。 3 ．2 建立焦滤层在早期的慕夫赛特正艺 孛，熔炼区秘鬼热区的生产嚣力羞剥壤丈， 分别为4 0 ～5 0 t ／m 2 d 和5 ～7 t 肺“d 。 为了使这两个区的能力配套，髓要加太电热 区妒宋瑟获鑫l 宅较窖豢，这群甄翱太建设投 资，又使电耗增加。对此，通过不断地探 索，举用向熔炼区加人占妒辩蕊3 。5 ％嶷右 的圈体还原帮j 焦粉，使其在竖炉内被加热后 降擞熔体表面形成1 5 0 ～2 0 0 r r I m 的焦滤 屡。络磁耱辩液灌逶避焦滤基l l 重毅选择拣遂 原，使原料中8 0 ％～8 5 ％的铅在熔炼区直 接逐原获得众羁铅，从丽减轻了电炉区还原 铅盼负担，掰补了电炉区还原能力的不足。 基失赛特炉仪处理铅糟矿时，焦滤层主撩用 于遥甄蓑他镣，覆魅瑷壤矿一浚熬嚣会糖辩 时，焦滤层主要是用于还原F e 舳“焦滤层 中发生的P b O 和F e 如，还原戚盅都是暇热 反藏，其厦斑方翟式兔 1 P b O C P b C O 一2 5 3 0 0 蛰F e D 3 C 2 } 0 e O C O 一1 1 1 2 4 4 由方程式可见，蛱所需要的还原热蓬铅 的8 倍。因此，处理槠矿一渣的混合物料比 莰煞理穰矿簧求较蠢静焦滤麓溢凄，嚣饕在 焦滤层上安靛吹氧风口，使焦滤层保持一定 的灏度，确操较高的还愿速度。另外在熔炼 区搬A 的煮旋粒度有一定的要求，一般斑为 3 ～1 0 m m ，焦粒小利于气相输送，但过小的 焦敉会在炉泡燃零嚣笼法影戚燕滤屡。瓣焦 粒谴大，刚因焦炭表骊的还原吸热反应，致 使大粒焦炭内部温度下降而降低焦炭还艚i 活 性。 3 ．3 基炎赛特技术的工北应用情况目 靛，世界上有六家藏用基失赛特技术妁工 厂，工厂的概况觅裘l 。 意大利K S S 厂投产后，在炉体、混合干 煤羧霸奄狳望器土避每了改进。先嚣壤夫了 熔化竖炉的尺寸，柱电炉烟气管道上安装了 媵热锅炉、增加了炉体冷却卿路和混合燃烧 箍尺寸等，跌丽使糍铅产量融8 万t ，a 增至1 0 万t ／a ，氧耗1 7 0 ～2 0 0 m 3 ／t 炉料，电耗 1 2 0 ～1 5 0 k W 角盎，粗铅焱收率8 9 ％～ 9 1 ％。烟气s O ，浓度3 6 ％～4 9 ％．另外， 为了提高炉体部件的使用寿命，K s s 厂还改 避了炉疆和炉疆的辩夹瑟缝掬，避鞠了铜拳 冷套管。这些改谶措施使基失赛特法生产达 剥可靠，稳定、连续。自动控制，产品震量和 难产环境均符合要求。由予精矿来源困难， K s s 厂一首处理精矿和渣 5 0 ％ 的混合物 辫，生产糖标攫好，渣静毙壤遥霹以避一步 提高。 加拿大C O M I N C 0 公弼为应用基夫赛 特拄术妊建锌浸i l l 渣等二次褥料，曾在暗萨 克斯坦u s tK a m e n o g o r s k 做了两次试验． 繁一次予1 9 9 1 年擞了2 4 t J d 蠡孽半工照试验， 第二次于1 9 9 2 年1 1 月傲了3 0 0 t ／d 的工业试 矬，结果液明基夫赛特技术可以用于处理精 妒一锌渣混合豹瓣。1 9 9 4 年C o m i n c o 公司 决定与意火利S n a m p r o g e t t i 公司合作，采用 段进的綦夫赛特技零建C o m i a c o T r a i l 炼 铅厂，解决锌生产的含铁有害街耨的堆积同 题。C o m i n c o T r a i l 炼锻厂，粗铅产率 3 9 。1 ％，穰耱串含镄l ，2 ％，产渣率魏3 9 ，1 ％， 渣的湿成分为P b 3 ％，Z n l 7 ％，C u 0 ．5 ％。烟尘 率为6 ％。电援功率为9 0 0 0 k V A ，C o m i n c o 一 骶a i l 炼锩厂的基失赛特炉络池竟5 m ，面积 1 2 0 m 2 , 熔炼区高 从炉膛算起 7 m ，熔炼区面 羧3 0 m2 ，有4 个燃烧嚣 1 5 - - 1 8 t ／h 。 C o m i n c o T r a i l 烁铅厂生产性能指标和处理 能力与l i s t - K a m e n o g o r s k 厂和K S S 厂均 不相霹，沪型结褐墩有鞋下缄舅l 万方数据 ，2 3 ， 裘1世弊上应用篱夹赛特技术的生产广 C o m i r ∞一捌} B C 篷燃f 主要为壤 池浆辩和锌厂渣辩 原料碗箭 ％， t 珞3 0 , 9 ．Z 珏83 、C 吐5 、F e l 0 ．9 、S 文区 爆8 ．{ ％ 兰个电投 1 出错K S S 采用炉底虹吸出旗，丽 C o m i n ∞一T r a i l 和U s t K a m e n o g o r s k 出铅 甜设柱炉僦。 2 出渣K s s 稻U s t - K a m e n o g o r s k 扶炉翻氆渣，瘩碎詹捺敷．C o m l n e on a i | 炉渣剩遗避奄炉热区闽辑撵放进入烟姥炉 复燃童 ，放淡时问约2 0 r a i n ，炉渣放出前蓄 热约3 h ． 3 炉缸和烟遭U s t - K a m e n o g o r s k 采 丽膜式求冷炉艟，K S S 炉墒整“夹鼷”结构， 每一“必璐。鸯嚣缀耐麦层霸一个钢零玲囊 管梅或，掰C o m i n c o - T r a i l 妒墙蒂意内挂耐 火材斟的钢水冷囊营。 4 复燃蘩K S S 皋甩鳖式内辩耐火材 辩的蔑燃室，经过复燃烹的电热区炳气缝壤 热锅炉冷却后，再在空气热交换器中进一步 冷却谶A 帝袋藩尘墼．C o m i n c o 一钕{ l 辩废 燕嘏妒安装在魏燕嚣内。潮气在锅炉内燃烧 后部分冷却，避人枣袋滁生器翦，热烟气与 自然空气瀑合选到最终玲却， 5 燃烧器混给料K S S 厂的每个燃 烧器都配有进料管路；C o m i n c o 一1 ．r a i l 厂共 有4 个燃烧器，每2 个燃烧器配霄1 个避辫 管路。C o m i n c o T r a i l 生产原辩中F e o ，含 量态，在爱应妒底设寿欢鬣弱，搦予维撼焦 滤璎澈发。 万方数据 4 结语 基夫赛特技术的强特之处在予生产在一 台设备内进扦，炉料不需烧结，焦炭消耗 少，能耗低，生产成本低，烟尘率低 约5 ％ ， 炉龄长 3 年擐糟 ，铅直收率可达9 7 ％～ 9 8 ．8 ％，银入掇锻率9 9 。5 ％。该工艺资澡综 宫程用拳乎蒜，簌辩逶应性强，可瘸来处理 锯耩矿翻耩矿一渣撬舍耪辩，毽耩窘 P b 2 0 ％～7 0 ％．S 1 3 ．5 ％～2 8 ％．A g l 0 0 ～ 8 0 0 0 9 ／t 的原料．适用于我国低铅高锨糟矿， 但该项技术程我国没有得到推广应用。当 前，能源、环境和可持续发展已越米越为世 器各萤联美淀，萋夫赛特工艺耱台缀台囊爱 资源，节约糍源和有色金属清潦擞产的目 标，该方法将成为2 l 世纪可以推广应用的新 型熔炼工艺。 参考文献 1 无茸染露黾袅震提取爰节翡技术蠢察王程磅宠 串心靛德黼、意走弱考察嚣，拄零考褰攫告 2 0 0 0 年． 2 陈邦俊等．有色金属 冶炼部分 ，1 9 9 3 ， 4 ． 3 孙月强．有色金属 冶炼部分 ，1 9 帆 2 J ． 万方数据