荊旭冬，歐陽成

(江西銅業(yè)鉛鋅金屬有限公司，江西 九江 332500)

1 引言

鉛作為一種基礎的原材料在人類文明的進程中發(fā)揮著十分重要的作用。鉛的傳統(tǒng)冶煉方法是先焙燒成燒結(jié)塊再進入鼓風爐熔煉，此方法的缺點有能源消耗大、物料量偏多、生產(chǎn)流程長、產(chǎn)出的煙氣不適宜用常規(guī)工藝制酸、現(xiàn)場操作環(huán)境差，所以被直鉛冶煉的新方法替代。KIVCET工藝是一種具有先進技經(jīng)指標、高自動化裝備的直接煉鉛新技術，由東方院研發(fā)，已在烏卡廠、維斯麥港廠、特雷爾廠使用。

江西銅業(yè)鉛鋅金屬有限公司引進KIVCET工藝，建設四十萬噸產(chǎn)能的鉛鋅聯(lián)合項目（分兩期建設，2011年一期二十萬噸鉛鋅產(chǎn)能投入生產(chǎn)），實現(xiàn)鉛、鋅、銅、金以及銀等金屬的高效回收。系統(tǒng)利用KIVCET工藝生產(chǎn)粗鉛，粗鉛由連續(xù)脫銅爐精煉后制作成陽極板，電解鉛采用大極板技術配套自動化程度高的機組實現(xiàn)極板制作、排距、清洗、運輸?shù)臒o人化操作。鋅的生產(chǎn)采用常規(guī)工藝，精礦在沸騰爐完成焙燒后進行酸浸，浸出液凈化后選用大極板電積技術。本項目實現(xiàn)工廠內(nèi)部的物料循環(huán)，鋅冶煉產(chǎn)出的各種渣作為基夫賽特爐的原料，基夫賽特爐渣中的鋅經(jīng)煙化后產(chǎn)出氧化鋅作為鋅系統(tǒng)的原料，極大的提高金屬回收率，使廢水、廢氣及固體廢物的排放量最低，實現(xiàn)原料中的金屬得到最大效率的利用，建立一種“綠色、循環(huán)”的鉛鋅聯(lián)合冶煉發(fā)展模式。

2 基夫賽特直接煉鉛的反應機理及工藝特點

2.1 反應機理

圖1 基夫賽特爐工藝流程圖

表1 基夫賽特工藝特點[1]

基夫賽特工藝是一種閃速熔煉的直接煉鉛方法，為增強冶煉反應過程利用氧氣使精礦充分反應放熱，干燥、球磨后的物料通過精礦噴嘴與氧氣一起進入反應區(qū)內(nèi)，物料在反應區(qū)內(nèi)呈懸浮態(tài)，經(jīng)過傳熱傳質(zhì)的復雜過程完成硫化礦物的氧化，氧化產(chǎn)物的熔解造渣，氧化渣熔體中大部分的氧化鉛在與爐內(nèi)的焦炭過濾層發(fā)生還原反應得到金屬鉛，剩余未還原的部分流入電爐后繼續(xù)還原，在一座熔爐里完成整個氧化、還原的冶金工程。

2.2 工藝特點

基夫賽特工藝的特點見表1：

3 江銅集團基夫賽特爐工藝過程

基夫賽特直接煉鉛的工藝過程主要包含原料配備與爐料干燥球磨、基夫賽特爐熔煉和煙氣余熱回收及收塵工序，工藝流程圖見圖1。

3.1 原料配備

將基夫賽特爐所需的各種物料按照一定要求連續(xù)稱量配料，配置好的爐料經(jīng)過振動篩去除雜物，通過皮帶機輸送到干燥球磨工序。焦炭通過干燥后經(jīng)皮帶機輸送到料倉經(jīng)計量后一部分進入基夫賽特爐反應區(qū)內(nèi)參與反應，一部分加入電熱區(qū)。

3.2 爐料干燥球磨

為將配置篩分后的物料水分干燥至1%以下，采用一種以蒸汽為熱源介質(zhì)的回轉(zhuǎn)干燥設備。經(jīng)過干燥的爐料進入球磨機研磨，再使用篩分設備以保證爐料研磨效果。合格的爐料采用壓縮風運輸至儲倉待用。

3.3 基夫賽特爐閃速冶煉

設置在同一爐膛上的反應區(qū)、直升煙道以及電爐區(qū)是基夫賽特爐的重要構(gòu)成部分，其中反應區(qū)通過隔離水套與電爐區(qū)分隔開，基夫賽特爐構(gòu)成圖見圖2。

圖2 基夫賽特爐構(gòu)成圖[3]

表2 基夫賽特法煉鉛主要生產(chǎn)技術指標

利用一種特殊的精礦噴嘴將爐料與氧氣混合后噴射入反應區(qū)，物料在反應區(qū)內(nèi)呈懸浮態(tài)，經(jīng)過傳熱傳質(zhì)的復雜過程完成硫化礦物的氧化、氧化產(chǎn)物的熔解造渣，氧化渣熔體中大部分的氧化鉛在與爐內(nèi)的焦炭過濾層發(fā)生還原反應得到金屬鉛，剩余未還原的部分再通過隔墻下方的通道流入電熱區(qū)。

在電熱區(qū)通過石墨電極提供熱源，保持爐內(nèi)的熔體溫度使鉛、渣分離。爐渣中的氧化鋅與加入的焦炭發(fā)生還原反應進入煙氣系統(tǒng)。粗鉛采用打孔方式從鉛口排放至CDF爐。爐渣通過渣口排放至煙化爐。

3.4 煙氣余熱回收及收塵

爐料與氧氣反應后生成高濃度SO2煙氣，進入余熱鍋爐既實現(xiàn)降溫除塵又達到余熱回收利用的目的。降溫后的煙氣以靜電除塵的方式進一步捕集煙塵后由風機送往制酸系統(tǒng)。使用刮板機將來自鍋爐、靜電除塵器的煙塵返回至料倉，以計量方式加入反應區(qū)。

電熱區(qū)產(chǎn)出的含鋅煙氣在直升煙道內(nèi)與鼓入的空氣反應生成氧化鋅煙塵，在電熱區(qū)余熱鍋爐內(nèi)實現(xiàn)冷卻降溫，冷卻后的煙氣進入濕法除塵系統(tǒng)凈化后由煙囪排空。

4 基夫賽特爐生產(chǎn)實踐情況

基夫賽特爐在2012年2月開始點火升溫，在3月開始投料生產(chǎn)，經(jīng)過半年的試運行轉(zhuǎn)換為正式生產(chǎn)模式。基夫賽特工藝八年的應用有效驗證其在鉛鋅聯(lián)合冶煉中的特殊優(yōu)勢，實現(xiàn)廠內(nèi)中間物料的循環(huán)流轉(zhuǎn)，解決了鉛鋅冶煉廢渣堆存的難題，達到鉛鋅冶煉渣的資源化處理?；蛸愄貭t處理了鋅系統(tǒng)產(chǎn)出的全部鋅浸出渣、鉛渣及中和廢水時產(chǎn)出的渣料；基夫賽特爐渣中的鋅經(jīng)煙化爐吹煉轉(zhuǎn)化為氧化鋅全部進入濕法煉鋅工藝系統(tǒng)處理，由此發(fā)揮鉛鋅聯(lián)合企業(yè)的優(yōu)勢，最大限度地提高有價金屬的回收率，最大限度地降低冶煉工程的能耗，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益，減少了因渣料堆存帶來的環(huán)保壓力。基夫賽特法煉鉛主要生產(chǎn)技術指標如下表。

基夫賽特爐在2014年進行首次檢修，通過檢查爐體銅水套和耐火材料發(fā)現(xiàn)：

（1） 爐膛底部的耐火磚基本沒有損傷。

（2） 少部分電爐東側(cè)的耐火磚損壞，與生產(chǎn)中電熱區(qū)溫度控制過高有關。

（3） 電熱區(qū)爐頂耐火磚沒有沖刷腐蝕跡象。

（4） 反應區(qū)及隔墻水套完好。

（5） 鉛口水套因為作業(yè)中使用氧氣燒口對銅水套造成損傷，在檢修的過程中將受損的水套進行維修更換。

基夫賽特爐在同年5月生產(chǎn)恢復，運行至今爐體情況良好。

5 結(jié)語

江銅鉛鋅公司在中國最先引進并成功應用KIVCET工藝，在鉛鋅冶煉業(yè)的發(fā)展模式中探索和嘗試了一條在資源、資本、技術等方面都具有全面競爭力的新路徑，有效提升鉛鋅行業(yè)的技術裝備水平、實現(xiàn)冶煉資源的高效利用、改善生產(chǎn)場所的衛(wèi)生環(huán)境，隨著時間的推移會在國內(nèi)鉛鋅行業(yè)中發(fā)揮更多積極的借鑒和示范作用。