硫化铅精矿熔炼的方法和原理.docx

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硫化铅精矿熔炼的方法和原理

硫化铅精矿熔炼的方法和原理

铅冶炼就是将铅金属从矿石、 精矿或二次铅料中提炼出来, 生产铅的方法可以分为火法冶炼和湿法冶炼。

目前, 炼铅几乎采用的全是火法, 湿法炼铅虽已进行长期试验研究, 有的已进行了半工业试验规模, 但仍未工业应用。

火法炼铅普遍采用传统的烧结焙烧-鼓风炉熔炼流程, 该工艺占世界产铅量65%左右, 铅锌密闭鼓风炉生产的铅约为5%, 其余约30%是从精矿直接熔炼得到。

直接熔炼的老方法有沉淀熔炼和反应熔炼。

沉淀熔炼是用铁作还原剂, 在一定温度下使硫化铅发生沉淀反应, 即PbS+FePb+FeS, 从而得到金属铅。

反应熔炼是将一部分PbS氧化成PbO或PbSO4, 然后使之与未反应的PbS发生相互作用而生成金属铅, 主要反应为PbS+2PbO3Pb+SO2或PbSO4+PbS2Pb+2SO2。

这两种炼铅方法金属回收率低、 产量小、 劳动条件恶劣, 现在大型炼铅厂已不采用。

20世纪80年代以来开始工业应用的直接炼铅方法主要是氧气闪速电热熔炼基夫塞特法和氧气底吹熔池熔炼QSL法, 它们将传统的烧结焙烧-还原熔炼的两个火法过程合并在一个装置内完成, 提高了硫化矿原料中硫和热的利用率, 简化了工艺流程, 同时改善了环境。

其他的熔炼方法如富氧顶吹、 富氧底吹熔炼法均可以达到简化流程、 改善环境的目的。

2.1 熔炼的传统方法

2.1.1 烧结焙烧-鼓风炉熔炼法

烧结焙烧-鼓风炉熔炼法属传统炼铅工艺, 铅冶炼厂大部分都采用这一传统工艺流程, 此法即硫化铅经烧结焙烧后得到烧结块, 然后在鼓风炉中进行还原熔炼产出粗铅。

图2-1为该方法的工艺流程图。

图2-1 烧结焙烧-鼓风炉熔炼工艺流程图

2.1.1.1 硫化铅精矿焙烧-鼓风炉熔炼法概述

最早的硫化铅矿焙烧方法是将块矿堆积起来进行氧化焙烧, 称为堆烧法, 而对碎的富铅矿则采用灶或窑来焙烧。

到19世纪末, 随着浮选技术的发展及普及, 才开始将富集的粉状铅精矿加入反射炉内进行粉末焙烧或烧结焙烧。

但该法存在产量低、 燃料消耗大、 劳动条件差等一系列缺点。

直至20世纪初, 又出现了在烧结锅内进行鼓风烧结焙烧的方法, 它克服了以前各种烧结法的缺点, 产出坚硬多孔的烧结块, 适于鼓风炉熔炼, 但因生产过程是间断性的, 机械化程度低, 劳动条件恶劣等严重缺陷而发展到采用烧结盘进行烧结焙烧。

而烧结盘存在占地面积大、 产量低的缺点, 不久便被直线型（又名带式）吸风烧结机所代替。

带式吸风烧结克服了烧结锅鼓风烧结的一些缺点, 使烧结过程连续化, 操作机械化, 大大提高了处理能力。

但吸风烧结存在着吸风箱经常堵塞, 低浓度SO2烟气难以利用, 烧结炉料品位无法提高以及机件容易损坏等缺陷, 至20世纪50年代后期, 鼓风烧结技术的试验成功和应用, 弥补了吸风烧结的不足, 再加上鼓风返烟烧结技术的发展, 得到了世界各国的普遍采用。

烧结焙烧-鼓风炉熔炼法虽然工艺稳定、 可靠, 对原料适应性强, 经济效益尚好, 但该工艺致命的缺点是烧结烟气SO2浓度低, 采用常规制酸工艺难以实现SO2的清洁利用, 严重污染环境。

此外, 烧结过程中产生的热能量不能得到充分利用, 烧结块破碎、 筛分时工艺流程长, 物料量大, 扬尘点分散, 造成劳动作业条件恶劣。

为克服此法的缺点, 一是采用了非稳态制酸法解决SO2的制酸和污染环境问题; 二是采用新的炼铅生产工艺。

20世纪80年代以来, 新的直接炼铅工艺引起了广泛兴趣, 近年已在工业上得到完善和发展。

随着国家政策的改变, 此法有被硫化铅精矿直接炼铅法取代的趋势。

2.1.1.2 基本原理

（1） 硫化铅精矿烧结焙烧的目的

硫化铅精矿的烧结焙烧, 是在大量空气参与下的强氧化过程。

其目的:

 一是氧化脱硫, 使金属硫化物变成氧化物以适应于还原熔炼; 二是将粉状物料烧结成块; 三是使精矿中的硫呈SO2以便制取硫酸; 四是脱除部分砷、 锑, 避免熔炼时产生大量砷铜锍, 而增加铅及贵金属的损失; 五是使易挥发的伴生稀散金属如铊集中于烟尘中, 以利于综合回收。

（2） 烧结焙烧-鼓风炉熔炼法的基本原理

铅精矿烧结焙烧的基本原理是:

 将制备好的炉料（即混合料）装入烧结设备中, 鼓入或吸入大量空气的条件下, 点火加热到800~950℃, 则炉料中的硫化物发生氧化, 生成金属氧化物和二氧化硫, 各种金属氧化物相互反应, 形成各种盐类。

其中铅的硅酸盐和亚铁酸盐熔点较低, 在烧结过程中起黏结剂作用, 将粉状炉料黏结成坚实的大块, 即烧结块。

过程中主要氧化反应可用下式表示:

一般过程中氧化反应释放的热量足够使焙烧过程的一切反应继续进行, 不需加其他燃料。

（3） 影响烧结的几个因素

在烧结焙烧-鼓风炉熔炼法生产过程中, 主要有以下几个方面的因素对烧结焙烧有较大影响。

1）金属硫化物的着火温度。

在某一温度下, 硫化物氧化放出的热能使氧化过程自发地扩展到全部物料, 并使反应加速进行, 此温度叫着火温度。

几种硫化物的着火温度如表2-1所示。

表2-1 几种硫化物的着火温度

2）金属硫化物的氧化过程。

金属硫化物的烧结焙烧是典型的气-固相反应, 气相（空气中的氧）向固相（硫化物）表面不断扩散, 而反应后的气体产物二氧化硫和微量三氧化硫迅速从固相金属氧化物表面逸出, 所以炉料的透气性和物理化学性质以及着火温度等, 对烧结焙烧过程进行的好坏具有决定性意义。

（4） 铅烧结块鼓风炉还原目的及原理

铅鼓风炉还原熔炼的主要目的是将烧结块中的铅尽可能还原出来, 使炉料中的贵金属尽量富集于粗铅中, 造渣成分形成适当的炉渣, 杂质尽量富集于渣中。

烧结块鼓风炉还原的基本原理是:

 将烧结块、 焦炭和辅料加入到鼓风炉中, 鼓入大量空气形成一定的温度和还原性气氛, 将熔体中的铅氧化物还原, 形成粗铅。

未被还原的杂质与脉石进行造渣与粗铅分离。

过程中主要还原反应可用下式表示:

2.1.2 铅锌密闭鼓风炉熔炼法

2.1.2.1 铅锌密闭鼓风炉熔炼法概述

铅锌密闭鼓风炉熔炼法是火法炼铅锌的一项重大技术成就。

最初, 人们认为从含锌十分低的炉气中冷凝锌是不可能的, 因而曾试图从炉底产出液体锌。

在大的压力下使氧化锌直接还原成液体锌在热力学理论上是可行的, 但同时精矿中所有的铁也会被还原, 得到的是一种锌铁合金而不是单纯的金属锌, 实际的结果是炉子会在短时间内因炉缸积铁而导致停炉。

炼锌鼓风炉在大的压力下进行操作以防止锌挥发的各种努力都没有成功。

直到1939年, 在英国阿旺茅斯建立了一座0.72 m2的试验炉, 用铅雨冷凝器从低锌蒸气浓度和高CO2含量的炉气中获得液体金属锌, 从而为密闭鼓风炉炼铅锌奠定了生产基础。

密闭鼓风炉炼铅锌有许多优点:

 一是对原料的适应性强, 适合处理难选的铅锌混合矿, 简化了选冶工艺流程, 从而得到较高的金属回收率; 二是该法以一个系统代替了一般炼铅、 锌的两种独立系统, 简化了冶金工艺流程, 建厂占地面积小, 设备台数减少, 投资相对较小; 三是铅在并不额外消耗焦炭的条件下得到, 因此生产每一吨金属消耗的燃料和生产成本比其他的冶炼方法相对要低; 四是密闭鼓风炉炼铅锌为直接加热, 因此冶炼设备能力不受限制, 可在生产能力较大的设备内进行规模生产, 有利于实现机械化和自动化, 提高劳动生产率; 五是废热利用好, 鼓风炉煤气经洗涤升压后, 热风炉预热空气、 用于焦炭预热器预热冶金焦, 还可用于发电。

密闭鼓风炉炼铅锌也有不足之处:

 一是需要消耗数量多、 质量好的冶金焦; 二是该法对技术条件的要求比较高, 需要热焦、 热风, 对烧结块物理、 化学规格要求很严格, 尤其是对烧结块的残硫要求低于1%, 致使烧结过程控制复杂。

目前, 世界上有10多个国家采用密闭鼓风炉炼铅锌技术。

我国从20世纪70年代中期第一座铅锌密闭鼓风炉投产以来, 至今投产的铅锌密闭鼓风炉已有5座, 鼓风炉炉身面积也由17.2 m2（年产5万t粗铅锌）发展到约20 m2（年产10万t粗铅锌）。

密闭鼓风炉炼铅锌技术在我国得到长足发展, 尤其是作为密闭鼓风炉炼铅锌技术的核心——铅锌密闭鼓风炉, 在结构合理性、 技术参数优化等方面都有不断地改进和完善。

2.1.2.2 密闭鼓风炉的熔炼原理

烧结块中的锌, 绝大部分以是氧化锌ZnO、 硅酸锌（ZnO·SiO2）、 铁酸锌（ZnO·Fe2O3）的形态存在。

烧结块中的铅, 绝大部分成氧化铅（PbO）、 硅酸铅（PbO·SiO2）、 铁酸铅（PbO·Fe2O3）, 还有少量金属铅、 硫酸铅。

根据烧结块在炉内的反应, 可以将炉子大致分为下面几个区域。

（1）预热带

烧结块从炉顶加入密闭鼓风炉内, 烧结块的温度约400℃, 首先进入炉料预热带, 在此区域烧结块从炉气中吸收热量而被迅速加热到1000℃, 从料面逸出的炉气温度被降低到800~900℃。

在这种温度变化范围内, 炉气中的锌部分被再氧化放出热量, 烧结块中的PbO开始被还原。

预热炉料的热主要来自炉子的显热和锌蒸气再氧化时放出的热及PbO还原放出的热。

（2）再氧化带

烧结块继续往下进入再氧化带, 在此带炉气与炉料的温度处于相等的状态。

这一区域发生的反应有:

 一是碳的气化反应即C+CO22CO, 反应时从炉气中吸收热量; 二是炉气中锌蒸气的逆向进行而被氧化放出热量, 生成的氧化锌随固体炉料下降至高温区时, 需要消耗焦炭的燃烧热来还原挥发（ZnO+COZn+CO2）, 所以这部分锌的氧化与还原只起着热量的传递作用。

因此这一带的炉气与炉料的温度几乎保持不变, 维持在1000℃左右。

在此带PbO大量被还原, PbS与锌蒸气发生反应生成ZnS（PbS+ZnPb+ZnS）, ZnS在这段温度下是最稳定的。

产生的ZnS固体, 部分沉积在炉壁上助长炉身炉结的形成, 部分随固体炉料下降至高温带。

（3）还原带

还原带的温度在1000~1250℃, ZnO大量在这一区域与CO反应被还原, 与炉气中的CO、 CO2保持平衡, 炉气中的锌浓度达到最大值; 另外随炉气上升的CO2少部分被固体碳还原。

这两个反应均为吸热反应, 主要靠炉气的显热来供给。

ZnO在这一区域以固体状态还原的越多越好, 因为通过此区域的炉料将熔化造渣, ZnO会溶于渣中, 而渣中的ZnO活度数值小, 还原变得更加困难, 致使渣含锌增加。

为了使ZnO在这一区域尽量以固体状态被还原, 要求渣的熔点高, 易熔炉渣会很快地熔化通过高温带, 致使ZnO不能完全从渣中还原出来。

这就是密闭鼓风炉造高熔点渣的原因。

（4）炉渣熔化带

这一区域温度在1250℃以上, 进行着溶于渣中的ZnO的还原、 炉渣的熔化和焦炭的燃烧。

约60%的ZnO在这一区域还原蒸发。

ZnO的还原和炉渣的熔化均需消耗大量的热量, 这些热量靠焦炭燃烧和热空气来供给。

焦炭在风口区的大量燃烧可在此熔化带造成1400℃以上的温度来保证炉渣的熔化与过热。

密闭鼓风炉炼锌理论上来说应尽可能使焦炭完全燃烧, 这样可以降低焦炭的消耗, 但从炉渣中还原ZnO又需要炉子中有很高的CO浓度。

这就需要一方面在生产实践中不断总结经验, 确定适当的碳锌比和风焦比, 另一方面可以采用热风熔炼来解决这一问题。

2.2 直接炼铅技术

硫化铅精矿不经焙烧或烧结焙烧直接生产出金属铅的熔炼方法称为直接熔炼炼铅法。

对硫化铅精矿来说, 这种粒度仅为几十微米的浮选精矿因其比表面积大, 化学反应和熔化过程都有可能很快进行, 充分利用硫化铅精矿粒子的化学活性和氧化热, 采用高效、 节能、 少污染的直接熔炼流程处理是最合理的。

传统的烧结-鼓风炉流程将氧化-还原两过程分别在两台设备中进行, 各自反应体系中的化学势随料层移动的距离发生很大的改变, 且均系远离平衡状态的非均质多相体系。

从冶金动力学得知, 要使冶金过程实现快速高效, 在接近平衡状态下的均质反应体系中连续操作是最理想的, 因此传统炼铅流程存在许多难以克服的弊端, 随着能源、 环境污染控制以及生产效率和生产成本对冶金过程的要求越来越高, 传统炼铅法受到多方面的严峻挑战。

具体来说, 传统的硫化铅精矿熔炼法有如下主要缺点:

（1）随着选矿技术的进步, 铅精矿品位一般可达到60%以上, 但是这种高品位精矿给正常烧结带来许多困难, 导致大量的溶剂、 返粉或炉渣的加入, 将烧结炉料的含铅量降至40%~50%。

送往熔炼的是低品位的烧结块, 致使每生产1 t金属就要产生1 t多炉渣, 设备生产能力大大降低。

（2）1 t硫化铅精矿氧化并造渣可放出2×106 kJ以上的热量, 这种能量在烧结作业中几乎完全损失掉, 而在鼓风炉熔炼过程中又要另外消耗大量的焦炭。

（3）铅精矿一般含硫15%~20%, 处理1 t精矿可生产0.5 t硫酸, 但烧结焙烧脱硫率只有70%左右, 故硫的回收率较低, 还有约30%左右的硫进入鼓风炉烟气, 回收困难, 容易给环境造成污染。

（4） 传统的烧结-鼓风炉流程长, 含铅物料运转量大, 粉尘多, 大量散发的铅蒸气、 铅粉尘严重恶化车间环境, 容易造成作业人员铅中毒。

近30年来, 冶金工作者力图通过硫化铅受控氧化, 即PbS+O2Pb+SO2途径来实现硫化铅精矿的直接熔炼, 以简化生产流程, 降低生产成本, 利用氧化反应放出的热能降低能耗, 产出高浓度的SO2烟气用于制酸, 减少对环境的污染。

但由于直接熔炼产生大量铅蒸气、 铅粉尘, 且熔炼产物不是粗铅含硫高就是炉渣含铅高, 致使许多直接熔炼方法都不成功。

冶炼工作者通过Pb-S-O系化学位图的研究, 找到了获得成分稳定的金属铅的操作条件, 但也明确指出, 直接熔炼要么产出高硫铅, 要么形成高铅渣, 从热力学上分析这是必然的。

根据金属硫化物直接熔炼的热力学原理, 运用现代冶金强化熔炼的新技术, 探索结构合理的冶金反应器, 对直接炼铅进行了多种方法的研究, 其中有些已经成功应用于大规模生产, 有的结合原有的传统工艺, 研发出新的冶炼工艺, 显示了直接熔炼的强大生命力。

从目前铅冶炼企业的发展形势看, 直接炼铅将逐渐取代传统的生产工艺。

下面就目前国内外采用较多的硫化铅精矿直接熔炼工艺进行介绍。

2.2.1 富氧底吹熔炼-鼓风炉还原技术

富氧底吹熔炼-鼓风炉还原炼铅工艺是由北京有色冶金设计研究院、 河南豫光金铅集团公司和水口山矿务局等单位合作开发的一种炼铅技术, 该技术采用QSL炉的氧化段代替传统方法的烧结段。

富氧底吹熔炼-鼓风炉还原炼铅工艺于2002年在河南豫光金铅集团公司首次成功应用, 现该技术已在我国规模化推应用。

该工艺主要由富氧底吹熔炼和鼓风炉还原熔炼两部分组成, 其核心是富氧底吹熔炼。

富氧底吹熔炼-鼓风炉还原炼铅工艺是目前国内应用最多的直接炼铅法之一。

它与传统炼铅工艺相比, 省去了烧结工序, 具有流程短、 热利用率高、 烟气中SO2浓度高、 硫利用率高等特点, 较好地解决了环保问题。

氧气底吹熔炼-鼓风炉还原炼铅工艺就是利用富氧底吹炉和鼓风炉分别完成了这样的两个工艺过程, 其工艺流程见图2-2。

图2-2 富氧底吹熔炼-鼓风炉还原熔炼工艺流程

富氧底吹熔炼-鼓风炉还原工艺的富氧底吹熔炼反应器是其核心设备（图2-3）。

反应器炉型为卧式、 圆形, 断面延长轴线是等径的, 反应器设有驱动装置S, 沿长轴线可旋转近90°, 以便于停止吹炼操作时能将喷枪转至水平位置处理事故或更换喷枪。

图2-3 富氧底吹熔炼反应器简图

原料如硫化铅精矿、 二次物料、 溶剂、 烟尘和必要的固体燃料均匀混合后从氧化区顶部的加料口直接加人, 混合炉料落入由炉渣和液铅组成的熔池内, 氧气通过用保护性气体冷却的喷枪喷入, 熔体在1050~1100℃下进行脱硫和熔炼反应, 此时的氧势较高, 在这一区域形成含硫较低的一次粗铅, 形成的炉渣含铅较高, 为30%~50%, 称为高铅渣; 产出的烟气含SO2浓度为10%~15%。

高铅渣由渣口排出, 经铸渣机铸块后, 送鼓风炉进行还原熔炼, 产生二次粗铅。

鼓风炉还原熔炼是一种传统的冶炼工艺。

在鼓风炉的作业过程中, 燃料和炉料从炉顶分批加入, 而空气经过炉腹下部的风口鼓入, 形成逆流运动。

由风口送进的空气到达炉内后使焦炭燃烧, 加热炉料并使其发生物理化学变化。

反应后的二次粗铅、 炉渣等熔融液体经焦炭层充分过热而进入炉缸按密度分层, 分别由虹吸口、 咽喉口排出。

而含有烟尘的炉气则由炉顶排出, 经收尘净化后排入大气。

该工艺的主要特点为:

（1）投资性价比好 

采用富氧底吹熔炼-鼓风炉还原工艺, 生产效率高, 设计5万t规模, 实际产能达到10万t, 并有进一步挖掘的空间。

（2）环保效益好

传统的烧结-鼓风炉炼铅方法, 由于烧结使用空气进行助燃, 产生的烟气含SO2浓度只有2%~4%, 不利于SO2的回收。

该工艺采用富氧熔炼, 烟气量大大减少, 不仅节约硫酸系统投资, 而且产生的SO2浓度达到8%~12%, 可用目前成熟的两转两吸制酸工艺进行制酸, SO2的转化率≥98%, 尾气可以达到国家排放标准。

与传统烧结烟气产出的黑色酸相比, 该成品硫酸清澈透明、 质量好, 是该工艺环保增效的突出特点。

（3）现场作业环境好

该工艺配置紧凑, 无返粉处理系统, 采用埋刮板、 真空密闭输灰系统和适当的卫生收尘系统,无组织排放大大减少, 解决了传统工艺车间粉尘污染老大难问题, 生产作业环境大为改善, 真正实现了绿色冶炼。

（4）能耗低

与传统流程相比, 氧气底吹实现了自热熔炼并回收利用了高温烟气中的余热; 同时底吹炉一次沉铅率可达60%, 相对鼓风炉系统生产负荷小, 产渣量小, 焦炭消耗节省了30%~40%。

且产量大, 综合能耗较传统工艺大大降低。

（5）对原料适应性强

氧气底吹炉既可直接处理各种品位的铅精矿, 又可处理再生铅泥等各种二次铅原料, 原料适应性强, 在当今原生铅矿资源紧张的市场环境下, 可以起到很好的调剂作用, 同时也解决了目前再生铅生产集约化程度低, 环境污染严重, 回收率差的问题, 取得了双赢的效益。

（6）自动化水平高

采用DCS控制系统, 实现了配料、 制粒、 供氧、 熔炼、 余热锅炉、 锅炉循环水、 电收尘、 高温风机等全流程、 全部设备的集中控制, 检测系统完善, 不仅减少了劳动用工, 而且能有效控制生产, 从而获得稳定优良的指标。

（7）生产效率高, 成本低 

富氧熔池熔炼强化了生产过程, 生产效率高、 产量大, 同时能耗和综合成本大大降低, 优于传统工艺。

（8）特别适用于传统工艺改造

实践证明, 高铅渣混用烧结块能够进一步降低渣铅指标并提升床能率。

工艺配套的过剩氧气可以用于实现烧结机、 鼓风炉的富氧熔炼, 富余氮气可取代部分空压气体用于输灰等方面。

用底吹炉系统及配套氧气站取代原有烧结和返料系统, 具有投资省, 见效快的特点, 特别适合于我国传统炼铅工艺的改造和升级换代。

2.2.2 富氧顶吹熔炼-鼓风炉还原炼铅（ISA-YMG）技术

20世纪70年代初, 氧气顶吹浸没喷枪技术的发明人组建澳大利亚熔炼公司, 顶吹浸没熔炼技术被正式命名为:

 奥斯麦特法, 并在顶插浸没套筒喷枪技术和熔池上空设炉气后燃烧装置等方面有了新的发展, 也对许多新的应用领域进行了开发和完善。

I-Y炼铅法是云南冶金集团总公司引进国外顶吹浸没熔炼技术来改造传统烧结-鼓风炉还原熔炼技术而开发出的一种粗铅冶炼新工艺, 该工艺引进ISA炼铅法中的氧化熔炼部分并结合本公司比较成熟的鼓风炉还原熔炼技术, 在此基础上进行组合开发而形成的一种节能、 环保、 高效的绿色炼铅新工艺。

该项目于2005年3月在曲靖有色基地建设完工, 6月ISA炉点火投产一次成功。

它是目前为止世界上用铅精矿直接熔炼生产粗铅的第一座ISA炉。

该法属于顶吹熔池熔炼技术, 其炉体为圆筒形, 内衬耐火材料, 喷枪由顶部插入。

精矿、 熔剂、 粉煤等物料, 通常经混合制粒后, 由加料口加入炉内（细料也可由喷枪直接加入炉内）, 炉料被喷入的空气或富氧空气所氧化, 熔炼产出的高铅渣进入第二段熔炉中, 在有还原剂的条件下, 由喷枪喷入空气（或富氧空气）及燃料燃烧供热, 使高铅渣还原, 产出粗铅。

该法的核心技术是顶吹喷枪系统。

该喷枪在作业时通常置于渣层下面, 但却能受冷渣层的保护而不损坏。

作业时, 喷入的气体和反应产生的气体的作用使熔池中的熔体产生剧烈运动, 从而加速反应进行。

铅精矿、 熔剂、 烟尘和含铅渣料等按配料比例充分混合并经制粒后由皮带运输机从炉顶加料口送入炉子, PbS氧化反应所需的氧气和空气及燃油通过喷枪直接以旋涡状喷射到熔池渣层中, 并使熔池剧烈搅动。

由于喷枪以漩涡状高速喷出气体, 使炉料在高氧位的条件下和有限的空间内, 进行气-固-液三相的充分接触和迅速反应, 加速了冶炼过程的传热和传质速度, 大大强化了炉内熔炼的氧化过程。

氧气由氧气站供给, 纯度为90%~93%。

操作温度一般控制在1050℃左右。

熔炼过程中硫化铅和氧气反应生成氧化铅, 硫化铅和氧化铅反应生成粗铅、 富铅渣和高浓度SO2烟气。

ISA熔炼炉产出的高浓度SO2烟气通过余热锅炉回收余热、 收尘系统收尘后, 送往硫酸车间制酸。

整个反应释放出大量的热, 加入的炉料被迅速加热熔化并完成冶金过程的反应, 所生成粗铅从排铅口排出, 采用圆盘铸锭机浇铸后送电解精炼。

富铅渣由铸渣机铸成渣块, 冷却后经重型槽式输送机送至鼓风炉车间进行还原熔炼。

 工艺流程如图2-4所示。

图2-4 富氧顶吹熔炼-鼓风炉还原熔炼工艺流程

富氧顶吹熔炼-鼓风炉还原炼铅工艺具有如下优点:

（1）处理能力大, 生产效率高。

在生产过程中, 经摸索改进, ISA炉日处理量可提高到设计值的170%左右, 同时如果要继续提高处理能力, 直接将富氧浓度适当提高就可以, 不需要增加大的硬件投入。

（2）原料适应性强。

在富氧顶吹熔炼-鼓风炉还原炼铅工艺生产实践中, 可处理优质铅精矿、 含Cu、 Zn严重超标的杂矿、 电铅铜浮渣等多种杂料。

（3）设备配套灵活。

ISA炉与鼓风炉（YGM炉）之间用铸渣机连接, 可以连续生产, 可以断开生产, 互相制约度小。

（4）环保效果优越。

ISA炉的密闭性比较好, 冶炼过程中烟气泄漏点少, 作业环境好; 同时产生高SO2浓度烟气, 完全满足制酸要求, S回收利用率高。

（5）生产效率高。

整个工艺采用DCS控制系统生产, 自动化程度高, 生产效率高。