浅析现代铅锌冶炼技术的应用与特点

浅析 现代铅锌冶炼技术的 应用与特点

陈友高

云南驰宏锌锗股份有限公司会泽冶炼分公司 云南省曲靖市会泽县 654200

摘要：当前随着我国科学技术的进步，我国金属冶炼技术得到了显著的提高，其中在铅锌冶炼生产行业中，我国的铅锌冶炼技术得到有突破性的提高，铅锌生产量一直处于世界范围内的领先地位，并且各种不同的铅锌冶炼方式也都迎来了快速发展的时期。虽然铅锌冶炼技术同西方发达国家还存在一定的差距，但是我国铅锌产量惊人，分别达640万吨每年。本文通过讲述常见的铅锌冶炼技术的应用，分析现代铅锌生产技术的特点，为我国铅锌冶炼技术的发展提供参考。

关键词：铅锌；冶炼技术；应用；特点

1.铅冶炼技术

当前我国的铅冶炼技术经过多次升级换代，因此在铅冶炼行业中企业冶炼铅过程中所采用的熔炼技术也多种多样，而不同种类的冶炼技术其熔炼方式及过程都各不相同，可以根据对熔炼铅的纯度要求用途要求与质量要求的不同，可以采用不同的生产方式。部分企业的生产目的是为了直接获取粗铅，因此其就没有必要进行再次熔炼^[2]。有的是为了满足制酸要求，并且减少对大气的污染，因此不需要烧结就能产生出高浓度的二氧化硫气体。因此为了生产单位的生产需求，可以采用不同的铅冶炼技术制备不同规格要求的铅。

1.1 基夫赛特法制铅

基夫赛特法炼铅方式主要采用的是闪速熔炼法进行铅的冶炼，这种演练方式经过多年的发展，并且经过几代的生产改良，已经成为当下金属冶炼行业中最为先进最为普遍的铅冶炼技术。基夫赛特法炼铅法的所需要使用的设备主要有基夫赛特炉、反应塔、过滤层熔池、余热锅炉以及电热区等主要结构。这种冶炼方法对于原料具有较强的适应性，无论是铅石原矿还是炼铅过程中所产生的残渣，都可以通过这种方式对含铅材料进行冶炼。其次在这种冶炼过程中采用了先进的工业纯氧技术，因此其冶炼生产过程中排出的废气很少且浓度较低，并且通过一系列的废气处理，既满足了酸化处理要求，同时对烟气的后续处理和净化提供了便利。此外其他种类的铅冶炼技术需要消耗大量的焦炭，以提高铅的产量和纯度，但采用基夫赛特法在氧化期加入少量的焦炭，就可以形成一层焦虑层，从而降低残渣中的含铅量，以提高铅的产量，加快了铅的沉淀分离，不仅降低了能源消耗，同时还在一定程度上降低了生产成本。基夫赛特法冶炼铅除了具有以上特点之外，也具有一定的缺陷，这种冶炼方式对原料的制备要求较高，在冶炼过程中需要用到含氧浓度大于90%的工业氧气，因此需要配备相应的制氧设备来满足生产需求。

1.2 富氧顶吹熔炼

富氧顶吹熔炼法在金属矿石冶炼行业也是一种较为常见的铅熔炼技术，其主要包括了艾萨法（ISA）和Ausmelt法，通常采用喷枪顶吹的方式对铅原料进行熔炼。这种熔炼方法应用可以追溯到上世纪80年代炼铜工艺，并且在四十余年中经过多次的升级和改进，其应用范围已经扩展到许多金属冶炼领域。21世纪初云南驰宏首次使用艾萨法练铅成功，这种生产出粗铅和含铅量较高的铸块，铸块经过冷却后在通过鼓风炉加工形成纯度较高的粗铅。这种方法炼铅，原料适应性强，控制系统要求较高，操作简单，工艺流程短。富氧顶吹熔炼法，由于喷枪的作用使熔池均匀受热，这在一定程度上提高了熔炼效率。但缺点也是在提高产量的同时，熔炼所产生的烟尘也相对较多，后续需要对烟尘进行相应的处理。国家出台高耗能淘汰落后设备目录中含鼓风炉，云南驰宏及时通过技术升级改造采用还原炉替代鼓风炉工艺，形成艾萨炉富氧顶吹熔炼热渣还原的联合炼铅工艺，渣铅低，原料适应范围广，工艺流程短，操作简单，粗铅综合能耗远低于国家限额标准，粗铅综合能耗国际领先。

2.锌冶炼浸出技术

2.1 氧压浸出法

氧压浸出法是制备锌是较为常见的技术，这种方法是用已经粗研磨过的硫化矿矿石再次进行细研磨，直至颗粒粒径达到45微米以下。其次在其中加入添加剂和电解质，在通入氧气、蒸汽之后温度控制在150℃，经过1.5小时的恒温恒压，把氧压浸出的矿浆送入到闪蒸槽中进行降压降温后的恒温控制。在这过程中，冷却后形成的固体主要为单质硫，硫酸锌溶液送净化。氧压浸出法制备锌的特点主要是具有较高的锌回收率，这一数值高达98%，这对锌的冶炼效率给予我十分重要的作用。其次这一方法对于硫的回收率高达88%，可见制备锌的同时也能极大的提高了硫元素的利用，降低了二氧化硫对于环境的污染。

2.2 常压浸法

常压浸法也是一种主要的锌冶炼技术，锌精矿通过焙烧脱硫，烟气送硫酸系统制酸回收硫元素，固体焙砂经加酸进行浸出（中浸、酸浸）提起硫酸锌溶液，这种技术最初由芬兰公司发明的并在韩国得到了工业化生产应用，随后大范围的应用成为湿法炼锌的主流。将在常压条件下浸出的硫酸锌溶液送入净化系统，依次通过净化、电极形成金属锌。

3.现代铅锌冶炼的特点

3.1 环保

在铅锌生产过程中，把铅锌精矿焙烧熔炼将硫化物转变为高浓度二氧化硫烟气，最终通过制酸工艺对其进行处理，通过现在的冶炼工艺有效解决以往二氧化硫浓度过低的因素而导致无法处理而引起的环境污染，并且这种铅锌生产工艺流程简短，产出率高，有较高的经济效益。此外通过现代工艺进行的铅锌冶炼所形成的剩余废渣，可以进行综合回收处理提起有价金属和废渣固化而达到二次回收利用，极大的提高了矿石资源的利用率，大大降低了环境的污染。

3.2 锌冶炼浸出的环境优势

氧压浸工艺属于全湿法炼锌技术，这一技术在生产过程中不需要对硫化锌矿石进行焙烧，因而也不会产生较多的二氧化硫气体。此外在高温高酸的冶炼条件下，其他金属物质被溶解，锌的进出量得到了提高，剩余的残渣废液也可以回收再利用，避免二氧化硫对环境的污染，环境的污染。

3.3 氧压浸出的回收率高

相比于传统工艺，氧压浸出法中的锌的回收率均在98%以上，稀散元素铟的回收率达80%，与传统的熔炼技术相比，这两个金属回收效率分别超过了3%和20%^[3]。同样基于我国巨大的锌生产量上来看，氧压浸出法所达到的锌回收量也是非常可观。减少资源的浪费，极大的提高了锌金属的回收率的同时也带来了可观的经济效益。

3.4 富氧顶吹熔炼的回收率高

根据富氧铅熔炼生产数据分析发现，与传统的炼铅法相比，新型的富氧铅熔炼法使铅的回收率提升1%-5%^[2]。虽然从数据上看回收率提升幅度较小，但是在我国铅熔炼生产的总量上来看，这一部分回收量也是可观的，其所产生的经济效益也不容小觑。

结论：

随着社会的进步，全球气候治理问题的重视，科学技术的不断发展，传统工艺和现代工艺都在进行技术改革，新型工艺的产生预示着传统工艺的落后，新型工艺具有节能环保、回收利用率高等特点。我国的铅锌年产量较大，采用先进的技术，不仅可以提高铅锌的生产利用率，还能减少对环境的危害，降低成本，为加强全球气候和环境治理贡献。锌铅企业应充分利用新型铅锌冶炼技术，将市场价值发挥到最大化。

参考文献：

[1]张乐如. 现代铅锌冶炼技术的应用与特点[J]. 世界有色金属, 2007(04):20-22.

［2］王成彦，陈永强. 中国铅锌冶金技术状况及发展趋势：铅冶金[J]. 有色金属科学与工程，2016(06):5-11.

3. 唐贻发. 现代铅锌冶炼技术的应用与特点分析[J]. 冶金与材料, 2019,39(03):83-84.