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1、水口山铅业发展公司于2005 年 8 月份开始投料生产，采用具有自主知识产权的SKS炼铅法（氧气底吹熔炼鼓风炉还原炼铅法），成功地解决了铅冶炼烟气对环境的污染问题。开炉初期，由于多方面的原因，一次沉铅率相当低。经过 1 年多的生产实践，一次沉铅率可达到或超过了设计水平。2 氧气底吹熔炼的基本原理氧气底吹熔炼的基本原理是：铅精矿中的PbS被呈气泡状态高度分散于熔池（熔体）中的O2氧化产生金属Pb和 PbO ，后者又与被氧化的FeO及其它造渣组成造渣熔化，最终产生粗铅、含铅高的炉渣（俗称高铅渣）和含SO2的烟气。最主要的化学反应是：PbS 2PbO=3PbSO2 Schuhmann等人绘制了pso
2、2=105Pa 的 Pb SO系平衡状态图（图1）。图 1 中 y 点的温度就是 PbS转变为液体铅的最低平衡温度。当pso2 发生变化， y 点所示的平衡温度和平衡氧位也发生相应的变化，例如：pso2 = 1 105Pa t = 960po2 = 4.5Pa pso2 = 0.1105Pa t = 860po2 = 5.7Pa pso2 = 0.01105Pa t =830 po2 = 6.3Pa 在生产过程中，烟气中的so2 浓度为 1015% 之间， pso2 则为 0.10.15 105Pa之间，所以液体铅形成的平衡温度大约为900。图 1 pso2=105Pa 时 PbSO系平衡状态
3、图在炉内， PbS主要按下式进行反应：PbS(l) 2PbO (l) = 3Pb(l) SO2 K = aPb3pso2 aPbSaPbO2 视粗铅为稀溶液，aPb = 1，用铅液中含硫量的白分量表示aPbS，上式的平衡常数K可写成：K1 = pso2 S(wt%)aPbO2 这表明在一定温度和pso2 的条件下，铅液中的含硫量与炉渣中的aPbO的平方成反比。所以炉渣中的aPbO低会导致粗铅含硫升高和PbS的大量挥发， 这时 PbS转化成金属Pb是不完全的。所以高铅渣的铅含量不能降低到非常低的水平，一般情况不会低于35% 。3 影响一次沉铅率的因素的分析3.1 炉温在正常生产过程中，渣温为 1
4、0001100，有时甚至达到1150，远大于液体铅形成的平衡温度。从热力学的角度来看，这样的温度能满足液体铅的生成条件；从动力学的角度来看，炉内主要的反应属于液固反应，影响其反应速度的两个因素是温度和物质的扩散速度，在炉内高温度和强搅拌状态下，反应能迅速地进行，液体铅能迅速地形成。而且， 炉内的高温状态能有效地降低高铅渣的粘度，增大渣的流动性，有利于渣铅的沉降分离，有效地减少金属铅在高铅渣中的夹杂损失，从而有利于提高一次沉铅率。相反，过低的渣温会导致一次沉铅率的降低。但是， 过高的温度会导致烟尘率的大幅度上升，从而会导致一次沉铅率的下降。所以过高和过低的炉温都会导致一次沉铅率的降低。因而在生产
5、过程中需要选择合适的炉温。根据近两年的生产实践经验，渣温选择在10001100、烟气温度选择在850900是比较适宜的。3.2 粒矿铅品位从生产实践的情况来看，影响一次沉铅率最主要的因素是粒矿品位。一次沉铅率的计算方法如下：一次沉铅率 = 一次粗铅的铅含量/ 投入铅砂的铅含量100% 而在烟灰进行闭路循环的情况下，一次粗铅的铅含量 = 投入铅砂的铅含量 高铅渣的铅含量 铅的无名损失。 所以在生产中为了提高一次沉铅率，需要降低高铅渣的铅含量，提高一次粗铅的铅含量和产量。根据上面的分析，高铅渣含PbO不能降低到非常低的水平，在粒矿铅品位低的情况下，会导致高铅渣单位渣量的增大，必然会导致高铅渣带走的
6、铅量增大，从而降低一次沉铅率。根据近两年的生产经验，当粒矿含铅低于45% 时就基本上不能产出一次粗铅；但粒矿含铅低于 48% 时，一次粗铅的产量就会受到很大的影响，一次沉铅率就会大幅度的下降。所以应保证粒矿含铅在48% 以上，最好能达到52% 以上。3.3 高铅渣渣型在生产过程中，应选择熔点低、粘度小的渣型，使渣铅得到更好的分离。根据FeO SiO2CaO系液相状态图，2FeO SiO2 即铁橄榄石附近的熔点比较低，约1200，加入FeO后，熔点有所下降，可降至1100。结合炉渣的熔点和粘度来分析，FeO SiO22FeO SiO2组成附近的炉渣具有较低的熔点和较小的粘度。在此基础上增加过多的
7、FeO ，虽然还可降低粘度，但熔点也会升高，再提高SiO2 的量更不利，不仅熔点升高了，粘度也会增大。所以结合以往的实践经验，渣型选择为FeO/ SiO2=1.82.0、CaO/ SiO2=0.450.55是比较合适的。3.4 氧料比氧料比是底吹炉生产的一项非常重要的控制参数，控制过高会使大量的金属铅氧化进入渣中， 无疑会导致渣含铅的升高，同时又会使更多的FeO氧化成高熔点、 对生产有害的Fe3O4；控制过低会造成炉内热收入不够、渣流动性差， 导致渣铅分离不好而使渣含金属铅上升。因而氧料比的控制非常重要，理论上来说氧料比是应该通过计算来确定的，但由于在我们的生产过程中， 原料成份的不稳定及氧气
8、计量的不准确，通过理论计算出来的氧料比不能指导生产，所以应该根据放渣时高铅渣的流动性来确定氧料比，渣过稀时减小氧料比，过粘时增加氧料比。3.5 铅坝与渣坝的相对高度根据生产实践经验，合理的铅坝高度是减少渣中金属铅、提高一次沉铅率的重要措施。铅坝高度是可以计算出来的，其计算方法如下：计算依据：a、液铅比重11.0g/cm3 ，液渣比重5.5 g/cm3 。b、渣液面降低至渣口中心时，虹吸道内铅液面高度与铅坝高度一致。c、反应段底铅厚度为300mm 。已知：渣口中心高度925mm ，则铅坝高度应为：（300116255.5 ） 11=612.5mm 。3.6 其他提高一次沉铅率的其他因素还有：降低烟尘率、虹吸道保持通畅、加强与规范岗位操作、提高生产作业率以及控制合理的原料含Zn、Cu、 S等因素。4、结论提高 SKS炼铅法一次沉铅率的条件有：a、控制渣温在10001100、烟气温度在850900；b、粒矿品位在52% 以上；c、高铅渣渣型选择为FeO/ SiO2=1.82.0 、 CaO/ SiO2=0.450.55；d、根据放渣时高铅渣的流动性来确定合适的氧料比；e、铅坝与渣坝的相对高度保持在合适的水平；f 、降低烟尘率、 保持虹吸道通畅、加强与规范岗位操作、提高生产作业率以及控制合理的原料含 Zn、Cu 、S等。
