1、铅锌冶炼工艺及脱硫技术介绍铅锌冶炼工艺及脱硫技术介绍2012年11月11日内容内容一一 锌、铅冶炼工艺流程介绍锌、铅冶炼工艺流程介绍二二 铅锌冶炼硫元素分布及走向铅锌冶炼硫元素分布及走向三三 铅锌冶炼涉及的脱硫技术运用铅锌冶炼涉及的脱硫技术运用 2011年精锌产量年精锌产量万吨万吨2011年精铅产量年精铅产量万吨万吨进入进入2121世纪，我国已经成为世界上最大的铅锌生产和消费大国。世纪，我国已经成为世界上最大的铅锌生产和消费大国。20112011年世界精锌产量为年世界精锌产量为1306.21306.2万吨，其中我国为万吨，其中我国为522.2522.2万吨。万吨。20112011年世界精铅产量
2、为年世界精铅产量为1037.21037.2万吨，其中我国为万吨，其中我国为473.3473.3万吨。万吨。40%45.6%一、中国锌铅冶一、中国锌铅冶炼工业的现炼工业的现状状东北铅锌生产基地东北铅锌生产基地葫芦岛、赤峰葫芦岛、赤峰滇川铅锌生产基地滇川铅锌生产基地驰宏、宏达、兰坪、祥云驰宏、宏达、兰坪、祥云两广铅锌生产基地两广铅锌生产基地韶冶、丹冶、华锡韶冶、丹冶、华锡湖南铅锌生产基地湖南铅锌生产基地株冶、水口山株冶、水口山西北铅锌生产基地西北铅锌生产基地白银、东岭、西部矿业白银、东岭、西部矿业我国六大铅锌采选我国六大铅锌采选冶和加工配套的生冶和加工配套的生产基地，产量占全产基地，产量占全国总产
3、量的国总产量的85%85%以上。以上。西北和两广基地原西北和两广基地原料含汞较高。料含汞较高。中原铅锌生产基地中原铅锌生产基地豫光、金利、万洋豫光、金利、万洋锌的物理化学性质锌的物理化学性质 锌化学符号是Zn，它的原子锌序数是30，相对原子质量为65。锌是一种蓝白色金属。密度为7.14克/立方厘米，熔点为419.5。在室温下，性较脆；100150时，变软；超过200后，又变脆。锌的化学性质活泼，在常温下的空气中，表面生成一层薄而致密的碱式碳酸锌膜，可阻止进一步氧化。当温度达到225后，锌氧化激烈。锌在空气中很难燃烧，在氧气中发出强烈白光。焰色反应，发出蓝绿色火焰。因为锌表面有一层氧化锌，燃烧时
4、冒出白烟，白色烟雾的主要成分是氧化锌，不仅阻隔锌燃烧，会折射焰色形成惨白光芒，所以实验室燃烧锌块没有蓝绿色火焰。锌易溶于酸，也易从溶液中置换金、银、铜等。锌的氧化膜熔点高，但金属锌熔点却很低，所以在酒精灯上加热锌片，锌片熔化变软，却不落下，正是因为氧化膜的作用。锌是一种常用有色金属，是古代铜、锡、铅、金、银、汞、锌等7种有色金属中提炼最晚的一种，是第四常见的金属，仅次于铁、铝及铜。锌能与多种有色金属制成合金，其中最主要的是锌与铜、锡、铅等组成的黄铜等，还可与铝、镁、铜等组成压铸合金。锌主要用于钢铁、冶金、机械、电气、化工、轻工、军事和医药等领域。锌的冶炼方法湿 法火 法直接浸出焙砂浸出密闭鼓风
5、炉竖 罐电热法高压氧浸常压氧浸热酸浸出常规浸出85%15%焙 烧焙 烧锌是极为活泼的金属，不管走哪条途锌是极为活泼的金属，不管走哪条途径，都需要消耗大量的能量，都需要径，都需要消耗大量的能量，都需要氧化、还原和精炼步骤。氧化、还原和精炼步骤。我国是锌冶炼技术博物馆，几乎所有我国是锌冶炼技术博物馆，几乎所有炼锌方法都存在，甚至土法炼锌也有。炼锌方法都存在，甚至土法炼锌也有。常规湿法炼锌工艺 锌精矿焙烧 浸出 净液 电积 电锌产品锌精矿焙烧工艺流程简介元素ZnSFeSiO2PbGeAs%4728321251.80.0060.45 入炉锌精矿成份要求：入炉锌精矿成份要求：混合锌精矿的物理规格：混合锌
6、精矿的物理规格：水分：6%8%粘结粒度：14mm不夹带铁钉、螺帽、砖头等杂物皮带运输混合锌精矿烟气烟 气余热锅炉溢流焙砂圆筒冷却流态化冷却烟尘沸腾焙烧刮板运输旋涡收尘球 磨焙砂（开路）烟尘电收尘烟气烟尘空气 风箱料刮板运输斗式提升（用于铺炉）烟 气（送制酸）酸）单仓泵输送单仓泵输送焙 砂（送浸出）3#单仓泵输送焙砂储仓刮板运输料 仓刮板运输刮板运输刮板运输圆盘分料焙烧目的 在焙烧时，尽可能将锌精矿中的硫化物氧化成氧化物并产生少量硫酸盐，同时尽量减少铁酸锌、硅酸锌的生成，以满足浸出对焙烧矿成分和粒度的要求及补充系统中一部分硫酸根离子的损失。同时得到较高浓度的二氧化硫烟气以便于生产硫酸。基本原理锌
7、精矿沸腾焙烧就是利用具有一定气流速度的空气自下而上通过炉内矿层，使固体颗粒被吹动，相互分离而呈悬浮状态，达到固体颗粒（锌精矿）与气体氧化剂（空气）的充分接触，以利化学反应进行。其主要化学反应如式（1）式（3）：2ZnS3O22ZnO2SO2（1）2SO2O22SO3（2）ZnO+SO3ZnSO4（3）某厂沸腾炉本体结构沸腾炉结构示意图 结构：分为炉身、炉床、风箱、加结构：分为炉身、炉床、风箱、加料口和溢流口、炉气出口和沸腾层料口和溢流口、炉气出口和沸腾层冷去设备等组成部分冷去设备等组成部分特点：具有传热传质速度快、层内温特点：具有传热传质速度快、层内温度均匀、产品质量好、生产效率高、度均匀、产
8、品质量好、生产效率高、便于实现连续化和自动化等特点。便于实现连续化和自动化等特点。某厂沸腾炉系统设备连接图硫化锌精矿经过氧化焙烧以后主要产出为焙砂和烟气，其大体流程为：焙砂经过冷却和球磨后，由单仓泵输送至浸出车间；烟气经余热回收和收尘系统，烟尘送浸出车间，烟气送硫酸工段制酸。锌焙砂浸出溢流中性浸出(送净液)(送过滤)球 磨冲 矿分 级矿 浆底 流酸性浸出酸性浓缩上清液中性浓缩底流球磨矿浆锌电解废液矿 浆矿浆 蒸汽废液蒸汽 矿粉中性上清上清沸腾炉焙砂、烟尘底 流浸出工艺流程使物料中的锌尽可能的溶解到浸出液中，从而得到高的浸出率；使有害杂质尽可能不溶解而进入渣中，达到与锌分离的目的。得到大颗粒的沉
9、淀物易于液固分离。在11001300的高温下，浸出渣中的锌、铅、铟、锗等有价金属（主要呈氧化物状态，部份呈硫化物状态存在）被一氧化碳还原为金属而挥发进入烟气，在烟气中被氧化成氧化锌等，随烟气离开挥发窑，被收集在收尘器内。主要化学反应如式（1）式（9）：在料层内：CO2CO2 （1）CO2C2CO （2）ZnOCOZn+CO2 （3）ZnOCZnCO （4）Fe2O3CO2FeOCO2（5）FeOCOFeCO2 （6）ZnOFeZnFeO （7）在料层上空：Zn(气)1/2O2ZnO （8）CO1/2O2CO2 （9）挥发窑工艺挥发窑工艺压缩风 矿粉浸出渣烟 气表面冷却返 料皮带运输烟 气布袋收
10、尘电收尘灰斗集灰(排空)焦粉烟 气烟尘烟气烟尘圆盘给料圆盘给料皮带运输皮带运输圆盘给料挥发焙烧余热利用（送料仓）挥发窑渣（外运）压缩风蒸 汽(并网)真空输送烟气(排空)烟尘空压机空气(送多膛炉焙烧)挥发窑氧化锌硫酸锌溶液净化目的：净液是将矿粉中性上清液中不利于电解的有害杂质如铜、镉、钴、镍、锗等元素除去。一次净液一次净液是利用标准电极电位较负的金属来置换溶液中标准电极电位较正的金属离子。主要化学反应如式（1）式（4）：CuSO4+Zn=ZnSO4+Cu（1）CdSO4+Zn=ZnSO4+Cd（2）CuSO4+Cd=CdSO4+Cu（3）NiSO4+Zn=ZnSO4+Ni （4）二次净液二次净液
11、是在有铜离子存在的情况下，加入黄药生成钴、镉的不溶性化合物，从而达到从溶液中分离钴、镉的目的。主要反应如式（5）：8C2H5OCSSNa+2CuSO4+2CoSO4=Cu2(C2H5OCSS)2+2Co(C2H5OCSS)3+4Na2SO4（5）硫酸锌溶液电沉积目的：锌的电沉积是从硫酸锌水溶液中提取金属的过程。所采用的电解液为ZnSO4和H2SO4的混合溶液。以铝板为阴极，以铅银合金板为阳极。溶液中带正电荷的锌离子在阴极上放电沉积，其反应如式（1）：Zn2+2eZn（1）阳极主要反应为：溶液中带负电荷的OH离子在阳极上放电，析出氧气，其反应如式（2）：2OH2eH2O1/2O2（2）硫酸锌水溶
12、液电解沉积总反应式为式（3）：ZnSO4H2O 直流电 ZnH2SO41/2O2（3）电锌产品电锌产品锌锭：锌锭：压铸合金,电池业、印染业、医药业、橡胶业、化学工业等。铸造锌：用于铸造、压铸制造各种家用电器部件、仪表、汽车零件、塑胶模具、玩具外壳、造锁材料，制造轴承，工艺装饰品及各类五金制品等。热镀锌：主要用于防腐，如热浸镀锌钢板、电镀锌钢板 和合金化镀锌钢板 等铅的物理化学性质 元素符号pb，原子序数82，原子量207.2，银灰色有光泽的重金属，在空气中易氧化而失去光泽，变灰暗，质柔软，延性弱，展性强。密度11.34g/cm3，熔点327.5，沸点1740。有较强的抗放射性穿透的性能。有毒。
13、在常温下在空气中，铅表面易生成一层氧化铅或碱式碳酸铅，使铅失去光泽且防止进一步氧化。不溶于水。易和卤素、硫化合，生成PbCl4、PbI2、PbS等。熔融的铅跟空气反应生成一氧化铅，将铅在纯氧中加热可得二氧化铅。在自然界中主要以方铅矿存在。用于焊料，辐射屏蔽剂，电池和弹药。铅冶炼工艺简述铅冶炼工艺简述 铅冶炼的方法（从反应原理来区分）铅冶炼的方法（从反应原理来区分）1、氧化还原熔炼法：将硫化铅精矿中的硫化铅及其他硫化物氧化成氧化物，然后再使氧化物还原得到金属铅：PbS+1.5O2=PbO+SO2 PbO+CO=Pb+CO2代表为：烧结焙烧烧结焙烧-鼓风炉还原熔炼鼓风炉还原熔炼便是该法的传统炼铅方
14、法。占目前世界产能90%。逐步兴起的更为环保和回收率更高的直接炼铅法也是基于此种原理缺点：对环境的污染严重和能耗高。铅冶炼工艺简述铅冶炼工艺简述 铅冶炼的方法铅冶炼的方法2、反应熔炼法：是在高温和氧化气氛下使硫化铅精矿中的一部分PbS氧化成PbO和PbSO4,成的PbO和PbSO4再与PbS反应得到金属铅的方法。2 PbS+3O2=2PbO+SO2；2PbO+PbS=3Pb+SO2,PbS+2O2=PbSO4；PbSO4+PbS=Pb+SO2由于硫化铅氧化是放热反应，所以在实践中只配入少量燃料做热源和还原剂，即可维持反应所需要的温度。反应熔炼常在膛式中进行，故称膛式炉熔炼。也可采用电炉、反射炉
15、或短窑等设备。缺点：要求精矿品位高，杂质元素含量要求严格，直收率低（约65%），劳动条件差。铅冶炼工艺简述铅冶炼工艺简述 铅冶炼的方法铅冶炼的方法3、沉淀熔炼法：该法利用对硫亲和力大于铅的金属（如铁）将硫化矿中的铅置换出来的熔炼方法：2 PbS+Fe=2Pb+FeS；沉淀熔炼采用反射炉火电炉，该法流程简单，投资少，但铁屑消耗量大，回收率低，故工业上很少应用。直接炼铅方法直接炼铅方法20世纪世纪80年代以来，许多直接炼铅工艺得到广泛研究，近年年代以来，许多直接炼铅工艺得到广泛研究，近年已在工业生产上得到完善与发展。传统工艺有被硫化铅精矿已在工业生产上得到完善与发展。传统工艺有被硫化铅精矿直接熔炼
16、法完全取代的趋势。直接熔炼法完全取代的趋势。直接炼铅法直接炼铅法艾艾萨萨法法奥奥斯斯麦麦特特法法QSL法法水水口口山山法法基基夫夫赛赛特特法法卡卡尔尔多多法法氧化反应氧化反应 还原反应还原反应 PbS+1.5 O2PbO+SO2+420kJZnS+1.5 O2ZnO+SO2+44l kJFeS+1.5 O2FeO+SO2+426kJPbS+O2Pb+SO2+202kJPbS+2PbO3Pb+SO2217kJPbSO4PbO+SO2+0.5 O2304kJPbO+COPb+CO2+82.76kJPbO+CPb+CO108.68kJCO2+C2CO165.8kJ直接炼铅工艺基本原理直接炼铅工艺基本
17、原理(一）基夫赛特（一）基夫赛特（KivcetKivcet）法）法 基夫赛特炼铅法基夫赛特炼铅法是闪速熔炼为主的直是闪速熔炼为主的直接炼铅法。由前苏联接炼铅法。由前苏联全苏有色金属研究院全苏有色金属研究院开发。上世纪开发。上世纪80年代年代开始工业化生产，现开始工业化生产，现有意大利维斯姆铅厂有意大利维斯姆铅厂和加拿大和加拿大Trail铅厂采铅厂采用该法生产。经多年用该法生产。经多年生产运行，已成为工生产运行，已成为工艺先进、技术成熟的艺先进、技术成熟的现代直接炼铅技术。现代直接炼铅技术。原料适应性强，可处理含铅品位原料适应性强，可处理含铅品位20%70%的炉料，的炉料，包括湿法炼锌产出的铅银
18、渣和浸出渣在内的各种含包括湿法炼锌产出的铅银渣和浸出渣在内的各种含铅杂料，均可炼铅过程中搭配处理。铅杂料，均可炼铅过程中搭配处理。在氧化区加入碎焦炭形成焦滤层，熔融的氧化铅通在氧化区加入碎焦炭形成焦滤层，熔融的氧化铅通过焦滤层后过焦滤层后85%还原成金属铅，经过电热还原区进还原成金属铅，经过电热还原区进一步还原和沉清分离，可使渣含铅降到一步还原和沉清分离，可使渣含铅降到2%左右。左右。采用工业纯氧，排出烟气量很小，烟气采用工业纯氧，排出烟气量很小，烟气SO2浓度浓度高达高达20%40%，有利于烟气净化和制酸。，有利于烟气净化和制酸。原料准备相对复杂，要求炉料入炉粒度小于原料准备相对复杂，要求炉
19、料入炉粒度小于1mm，含水量小于含水量小于1%。在电热还原区炉渣中的锌大部分（在电热还原区炉渣中的锌大部分（60%左右）被还原左右）被还原挥发，对含锌低的炉料不需进行烟化处理。挥发，对含锌低的炉料不需进行烟化处理。烟尘率低，仅烟尘率低，仅5%左右。左右。(二）氧气顶吹熔炼技术二）氧气顶吹熔炼技术（ISAISA法和法和AusmeltAusmelt法）法）ISA法法炼铅炼铅 艾萨法（艾萨法（ISAISA法）、法）、AusmeltAusmelt法都属氧气顶吹法，由澳大利亚联邦法都属氧气顶吹法，由澳大利亚联邦科学工业研究组织（科学工业研究组织（CSIROCSIRO）和芒特）和芒特艾萨矿业公司（艾萨矿业
20、公司（MIMMIM）共同开发的）共同开发的喷枪顶吹浸没熔炼技术（喷枪顶吹浸没熔炼技术（TSLTSL）。）。MIMMIM公司利用该项技术进行铜冶炼生公司利用该项技术进行铜冶炼生产冰铜，上世纪产冰铜，上世纪80809090年代间采用该技术炼铅作了许多工作。年代间采用该技术炼铅作了许多工作。AusmeltAusmelt公司从上世纪公司从上世纪9090年代开始在全世界推广该项技术，命名为年代开始在全世界推广该项技术，命名为AusmeltAusmelt法，法，分别用于铜、铅、锡冶炼和渣处理等许多领域。分别用于铜、铅、锡冶炼和渣处理等许多领域。喷枪插入熔体内形成强烈搅动，熔炼效率高喷枪插入熔体内形成强烈搅
21、动，熔炼效率高 炉料准备简单，块料和粉料均可直接加入炉内炉料准备简单，块料和粉料均可直接加入炉内 圆型炉体设备占地面积小，但高度很高圆型炉体设备占地面积小，但高度很高 烟尘率高达烟尘率高达20%以上以上 保留鼓风炉熔炼、流程较长保留鼓风炉熔炼、流程较长(二）氧气顶吹熔炼技术二）氧气顶吹熔炼技术（ISAISA法和法和AusmeltAusmelt法）法）Ausmelt法炼铅特点与法炼铅特点与ISA法相类似，但不需鼓风炉法相类似，但不需鼓风炉熔炼，使流程缩短，建设投资降低。该法处理含铅或含锌熔炼，使流程缩短，建设投资降低。该法处理含铅或含锌废料，相当于传统的烟化炉或挥发窑，但比烟化炉或挥发废料，相当
22、于传统的烟化炉或挥发窑，但比烟化炉或挥发窑更有利于环保和综合回收。窑更有利于环保和综合回收。Ausmelt法炼铅最近在印度取法炼铅最近在印度取得新的进度，采用单炉操作，首先得新的进度，采用单炉操作，首先氧化脱硫产出部分粗铅，然后加入氧化脱硫产出部分粗铅，然后加入还原剂，调整操作气氛进行还原熔还原剂，调整操作气氛进行还原熔炼，产出二次粗铅，最后进行烟化，炼，产出二次粗铅，最后进行烟化，回收炉料中锌、铟、等有价金属。回收炉料中锌、铟、等有价金属。放渣后重新加料，周期操作。采用放渣后重新加料，周期操作。采用特殊制酸技术将波动的特殊制酸技术将波动的SO2浓度变浓度变成稳定成稳定SO2浓度，制酸获得成功
23、。浓度，制酸获得成功。Ausmelt法处法处理废渣在韩国锌业理废渣在韩国锌业公司获得成功，该公司获得成功，该公司的温山冶炼厂公司的温山冶炼厂有有5台台Ausmelt炉，炉，2台用于台用于QSL炉铅渣炉铅渣贫化和烟化，贫化和烟化，2台用台用于锌浸出渣处理，于锌浸出渣处理，1台用于处理铅蓄电台用于处理铅蓄电池等含铅废料。池等含铅废料。(三）三）QSLQSL法法 QSL法是上世纪法是上世纪70年代由年代由Lurgi公司开发的一公司开发的一种直接炼铅技术。种直接炼铅技术。80年代末到年代末到90年代初投入工业年代初投入工业化生产，现有德国化生产，现有德国Stolberg冶炼厂和韩国冶炼厂和韩国Onsa
24、n冶炼厂的冶炼厂的QSL炉正常生产。韩国炉正常生产。韩国Onsan冶炼厂的冶炼厂的QSL炉在专利基础上作了较大改进，将氧化段与炉在专利基础上作了较大改进，将氧化段与还原段之间的烟气通道封死，氧化段和还原段各还原段之间的烟气通道封死，氧化段和还原段各设一个烟气出口，增设还原段的烟气处理系统，设一个烟气出口，增设还原段的烟气处理系统，这样可保持两个区域不同的操作气氛。这样可保持两个区域不同的操作气氛。其特点是设备体积小，可直接得到粗铅，但烟其特点是设备体积小，可直接得到粗铅，但烟尘率较高，达尘率较高，达20%左右，渣含铅较高。左右，渣含铅较高。(四）水口山（四）水口山（SKSSKS）法）法 SKS
25、的反应器类似于的反应器类似于QSL反应器，只有氧化反应器，只有氧化段，没有还原段，由我国研制开发的一种直接熔段，没有还原段，由我国研制开发的一种直接熔炼技术，已在济源、池州、水口山等二十多家铅炼技术，已在济源、池州、水口山等二十多家铅厂得到应用。不同的是仍需鼓风炉熔炼，流程较厂得到应用。不同的是仍需鼓风炉熔炼，流程较长，鼓风炉需加入焦炭熔炼，能耗增加。长，鼓风炉需加入焦炭熔炼，能耗增加。(五）卡尔多（五）卡尔多（KaldoKaldo）法）法 卡尔多法炼铅是由瑞典玻立顿公司开发的一种以闪速卡尔多法炼铅是由瑞典玻立顿公司开发的一种以闪速熔炼和熔池熔炼相结合的直接炼铅法。粉料由喷枪从炉口熔炼和熔池熔
26、炼相结合的直接炼铅法。粉料由喷枪从炉口喷入，部分块料从炉口直接倒入炉内，加料、氧化、还原、喷入，部分块料从炉口直接倒入炉内，加料、氧化、还原、贫化在一台炉内完成，直接产出粗铅和炉渣，周期性作业。贫化在一台炉内完成，直接产出粗铅和炉渣，周期性作业。SO2浓度波动很大，需要采用特殊制酸技术，将波动浓度波动很大，需要采用特殊制酸技术，将波动SO2浓度变为连续稳定的浓度变为连续稳定的SO2烟气，满足制酸要求。烟气，满足制酸要求。我国西部矿业有限责任公司建成的卡尔多炉法炼铅厂我国西部矿业有限责任公司建成的卡尔多炉法炼铅厂已投产成功，达到设计指标。已投产成功，达到设计指标。其特点是生产粗铅的全部过程在一台
27、炉子完成，直接其特点是生产粗铅的全部过程在一台炉子完成，直接产出粗铅。设备体积小，操作环境好，但原料准备比较复产出粗铅。设备体积小，操作环境好，但原料准备比较复杂，需要用特殊制酸技术。杂，需要用特殊制酸技术。(六）氧气侧吹法六）氧气侧吹法 氧气侧吹熔炼技术是我国开发一种熔池熔炼的直接炼铅技术。氧气侧吹熔炼技术是我国开发一种熔池熔炼的直接炼铅技术。2004年完成工业性试验，试验阶段为单炉单区连续性作业。氧化熔炼产出部年完成工业性试验，试验阶段为单炉单区连续性作业。氧化熔炼产出部分粗铅和高铅渣，高铅渣水淬后堆存，当高铅渣达到一定数量，将高铅分粗铅和高铅渣，高铅渣水淬后堆存，当高铅渣达到一定数量，将
28、高铅渣加炉内进行还原熔炼，加入还原剂，改变炉内气氛，还原熔炼得到二渣加炉内进行还原熔炼，加入还原剂，改变炉内气氛，还原熔炼得到二次粗铅和弃渣。次粗铅和弃渣。特点：特点：设备简单、投资少。设备简单、投资少。金属回收率高。金属回收率高。床能力高床能力高110125t/m2d。由于试验阶段炉子小（由于试验阶段炉子小（1.5m2），热损失大，能耗偏高。），热损失大，能耗偏高。烟尘率高（烟尘率高（20%25%）。）。传统烧结-鼓风炉炼铅工艺 烧结焙烧 鼓风炉还原熔炼 粗铅火法精炼 铅电解精炼 铅熔铸铅冶炼工艺简述（非直接炼铅法）铅冶炼工艺简述（非直接炼铅法）烧结焙烧烧结焙烧烧结目的：烧结焙烧是还原熔炼前
29、的准备作业，其目的是除去原料中的硫，使硫化铅氧化成氧化铅并产出符合鼓风炉还原熔炼要求的坚硬多孔的烧结块；同时要求产出含一定二氧化硫浓度的烟气，以供制酸。烧结焙烧的基本原理：经制备的混合料在带式烧结机上通过点火（850950），鼓风，混合料中的金属硫化物发生氧化反应（即焙烧），生成金属氧化物和二氧化硫，并放出大量热，使氧化反应继续下去，同时使物料中低熔点物质处于胶结状态，并相互粘结成块。主要的反应方程式如下：PbS+3/2O2=PbO+SO2（1）3PbS+5O2=PbSO4+2PbO+2SO2（2）PbS+2PbO=3Pb+SO2 （3）铅冶炼工艺简述铅冶炼工艺简述 鼓风炉还原熔炼鼓风炉还原熔
30、炼基本原理利用冶金焦炭燃烧提供热量和还原剂，在高温条件下，将烧结块中含铅化合物（主要是硅酸铅、铁酸铅和氧化铅等）还原成金属铅，同时富集金、银等贵金属，形成粗铅；脉石成份如SiO2、FeO、CaO等进行造渣反应，形成多元的复杂熔融体炉渣；烧结块中残留的少量硫化物则形成冰铜。主要的化学反应方程式：CO2CO2 （1）CO2C2CO （2）PbOCOPbCO2 （3）PbOySiO2xCaOzFeOCOPbxCaOySiO2zFeOCO2（4）(送布袋收尘)铅、渣混合液烟气铅烧结块鼓风炉熔炼排 放电热前床分离 空气鼓风炉粗铅(液)鼓风炉渣(送铅火法初步精炼或铸型)(送烟化炉)烟气(送布袋收尘)焦 炭
31、铅冶炼工艺简述铅冶炼工艺简述 火法初步精炼阳极铸型（送铅电解精炼）浮 渣铅电解阳极板（送铅浮渣反射炉熔炼）合格铅液净残极外购粗杂铅浮渣反射炉粗铅鼓风炉粗铅粗铅火法精炼粗铅火法精炼火法精炼包括以下几个内容：1.熔析除铜：铜在铅液中的溶解度，随着温度的降低而减少。理论上，当铅液温度为326时含铜为0.06，含铜高的铅液冷却时，铜呈固熔体状态析出，其比重较铅小，浮在铅液表面而被除去。当铅液中有砷、锑存在时，能生成难溶于铅的砷化铜和锑化铜，有利于铜的除去。2.加硫除铜：借助机械搅拌，向铅液旋涡中加入粉状硫磺，硫先与铅作用生成硫化铅，因为铜对硫的亲和力大于铅对硫的亲和力，故硫化铅（PbS）中的铅被铜置换
32、。生成硫化亚铜，从而将铜除去。3.氧化除锡：用氧化铅作氧化剂，借助机械搅拌将其加入到铅液中，氧化铅中的氧被铅液中的锡夺去生成不溶于铅的氧化锡，浮于铅液表面，呈稀渣状被捞去。4.调整锑含量：为满足铅电解对阳极含锑的要求，当粗铅含锑低时，需加入部分含锑高的粗铅，使阳极含锑达到0.41。铅冶炼工艺简述铅冶炼工艺简述 铅电解精炼铅电解精炼铅电解阳极板铅电解阴极片电解精炼净残极泥浆硅氟酸(送铅火法初步精炼)(送铅熔铸)(送稀贵分厂)洗刷残极压滤铅阳极泥高位槽新酸槽循环槽滤液储液槽析出铅添加剂电解精炼是借助直流电流，使铅从阳极溶解，进入电解液，移向阴极并在其上析出的过程。阳极泥指的是阳极上一些电位比铅较正
33、的金属杂质（如Au、Ag、Bi、As、Sb等）在电解时均不溶解，保留在阳极表面，形成网状的泥层，就是阳极泥。通过洗刷搅拌、洗涤、压滤，从阳极泥中可回收大量的贵金属和其他有价金属。铅冶炼工艺简述铅冶炼工艺简述 铅熔铸铅熔铸基本原理析出铅在熔铅锅内进行最终精炼，目的是除去微量的砷、锑、锡等杂质，获得Pb99.994牌号的规定以及用户要求的锭状产品铅锭。最终精炼有氧化精炼与碱性精炼两种方法。氧化精炼：基于锡、砷、锑对氧的亲和力大于铅对氧的亲和力，生成比氧化铅更为稳定的，比重较小而不溶于铅液的砷、锑、锡氧化物而被除去。碱性精炼此法的实质与氧化精炼一样，利用氧化铅作氧化剂，使杂质氧化成砷、锡、锑的高价氧
34、化物，并与苛性钠造渣而分离。析出铅最终精炼氧化铅渣铸型(送浮渣反射炉)铅锭(入库)二、铅锌冶炼过程中硫元素的分布与走向二、铅锌冶炼过程中硫元素的分布与走向铅锌冶炼物流图铅锌冶炼物流图铅银渣氧化锌氧化锌堆渣场（堆渣场（200kt/a）挥发窑挥发窑水泥厂氧化锌锌冶炼厂锌精矿锌锭锌锭锌浸出渣铅银渣铅精矿铅锭铅锭烟化炉渣 氧化锌铅冶炼厂二、铅锌冶炼过程中硫元素的分布与走向二、铅锌冶炼过程中硫元素的分布与走向锌冶炼过程中硫元素分布锌冶炼过程中硫元素分布 收入：收入：锌精矿原料锌精矿原料 含锌二次物料含锌二次物料 燃料燃料 支出：支出：烟气制酸烟气制酸各种尾气吸收装置各种尾气吸收装置渣料渣料锌冶炼中硫的走
35、向工业实践表明：进入焙烧炉的混合硫化工业实践表明：进入焙烧炉的混合硫化锌精矿通常含有锌精矿通常含有28%32%的汞。的汞。在高温冶炼过程中，炉料中的在高温冶炼过程中，炉料中的硫化物硫化物9092%会氧化生成二氧化硫进入烟气会氧化生成二氧化硫进入烟气中中经过烟气制酸工序经过烟气制酸工序来制成硫酸产品外卖，来制成硫酸产品外卖，由于不可能全部吸收，外排烟气中二氧由于不可能全部吸收，外排烟气中二氧化硫浓度约化硫浓度约1000mg/Nm3。随着国家环。随着国家环保政策日益严格，部分厂家逐步进行整改保政策日益严格，部分厂家逐步进行整改:选择转化率更好的触媒（托普索或孟莫选择转化率更好的触媒（托普索或孟莫克
36、）；上尾气吸收装置。克）；上尾气吸收装置。810%的残留硫化锌或硫酸锌的形态进入的残留硫化锌或硫酸锌的形态进入浸出工序，由于硫化锌在常规浸出过程中浸出工序，由于硫化锌在常规浸出过程中无法浸出最终进入浸出渣，浸出渣含硫约无法浸出最终进入浸出渣，浸出渣含硫约68%：ZnS和和ZnSO4的形态。经过挥发的形态。经过挥发窑处理，烟气中的二氧化硫需脱除后排空窑处理，烟气中的二氧化硫需脱除后排空锌冶炼中硫的走向其余的零星分布或外排：炉窑开炉过程中低浓度二氧化硫氧化锌焙烧过程中烟气中低浓度二氧化硫实实 例例三、铅锌冶炼过程中硫元素的回收与治理三、铅锌冶炼过程中硫元素的回收与治理v当SO21.5%时，采用烟气
37、脱硫（FGD）。v当SO2在2.0%3.5%时v 非稳态转化制酸+尾气处理v TopsoeWSA法v 当SO2在3.5%5.0%时，一转一吸+尾气处理v 当SO2，5.0%时，两转两吸 烟气制酸工艺 三、铅锌冶炼过程中硫元素的回收与治理三、铅锌冶炼过程中硫元素的回收与治理1、沸腾炉高浓烟气二氧化硫制酸、沸腾炉高浓烟气二氧化硫制酸 二氧化硫氧化的工艺流程，根据转化次数来分有一次转化、一次吸收流程（简称“一转一吸”流程）和二次转化、二次吸收流程（简称“两转两吸”流程）。123456789 10“两转两吸”流程优缺点 v最终转化率比一次转化高，可达99.5。因此，尾气中二氧化硫含量可低达0.010.
38、02，比“一转一吸”尾气中二氧化硫含量降低510倍，减少了尾气烟害。v 能够处理SO2含量高的炉气。以焙烧硫化矿为例，SO2起始浓度可提高到9.510，与一次转化的77.5对比，同样设备可以增产3040。v “两转两吸”流程多了一次转化和吸收，虽然投资比一次转化高10左右，但与“一转一吸”再加上尾气回收的流程相比，实际投资可降低5左右，生产成本降低3。由于少了尾气回收工序，劳动生产率可以提高7。v由于增设中间吸收塔，转化气温度由高到低，再到高，整个系统热量损失较大。气体两次从70左右升高到420，换热面积较一次转化大。而且炉气中以入含量越低，换热面积增加得越多。v两次转化较一次转化增加了一合中
39、间吸收塔及几台换热器，阻力比一次转化流程增大3.94.9 kPa。图图 3+1，、-、两次转化流程两次转化流程1-第一换热器；2-第二换热器；3-第三换热器；4-第四换热器；5-转化器；6-第一吸收塔某厂某厂制酸生产实践制酸生产实践 净化工序v原空塔循环塔采用大连金山JW150-125-400型离心泵，Q=203m3/h，随着系统的增产，空塔循环泵上酸量明显感觉不足，造成空塔后烟气温度超标，最高时达到84，远远超过工艺控制标准75，后改用大连华能HC150-315A，Q=300m3/h，既增加了流量，又节约了电耗。v对空塔进口工艺管道进行了改造，将2000管道缩径为1600管道，强制通过喷淋雾
40、区，减少气体短路。v电除雾器原用一级塑料、一级铅电雾，后全部改为导电玻璃钢电雾（阳极管为六角蜂窝状），并且增加了一组玻璃钢电雾（120管）,使电雾内气速由1.32m/s降至0.88m/s，保证了除雾效率。v2000年8月在电除雾后增加投产了一套玻立登除汞装置，采用氯化除汞技术，年产甘汞近4吨，既保证了成品酸的质量，又解决了汞污染的问题。v干吸工序干吸捕沫装置最初采用人工铺装的F46丝网抹沫器，上面采用活动栅板压放固定，这种人工铺装方式易造成气体短路，带沫严重，后改用江苏新宏大公司生产的专利产品抽屉式捕沫器，这种捕沫器装填方便，清洗容易，结构紧凑，不易形成气体短路，捕沫效果良好。干吸循环槽由原来
41、的立式循环槽改为卧式循环槽，解决了立式循环槽受力不均造成衬里开裂易渗酸泄漏的问题。同时在改造期间借鉴目前部分厂家在使用的一槽共两塔的原理，实行不停产改造，减少停产时间近2个月，为公司节约资金上千万元。v循环水工序v净化、干吸酸冷器采用的是进口的板式换热器，对水质要求较高，而循环水系统受外界环境影响水质波动较大，板间结垢、堵塞情况较多，影响系统稳定生产。99年起引进江苏武进首诺霞峰有限责任公司水处理净化技术，加强了对循环水监测、监控与管理，有效的保证了水质的稳定。v改冷水泵直接上塔，原净化冷却水由冷水泵打出经净化板式换热器再到热水池，由热水泵打上塔再回冷水池，后在冷水泵回池水管道上和热水上塔管道
42、之间直接短接，使其直接上塔，不需再开热水泵，冷却效果同样能够得到保证。此项每年光节约电耗都可达30万元以上。v转化工序v针对系统能力增加，转化热负荷增大的情况，在a换热器进一吸塔之间增设SO3冷却器（风机采用变频调速），从目前使用的情况来看，一吸进塔温度完全可以控制在180 200的允许范围，解决了转化热负荷增加的问题。v转化一、四层触媒采用进口触媒，一层更换LP220触媒17.8m3，四层全部更换为LP110触媒47.4m3。尾排达标技改方案简介v在现有转化器旁新增一层转化及换热器一套，转化改为“3+2”流程。v利用现有转化器，增加四层触媒装填量，在现有基础上增加约20m3（13吨）。v转化
43、器一层、四层入口增加电加热器。v增加尾吸装置。三、铅锌冶炼过程中硫元素的回收与治理三、铅锌冶炼过程中硫元素的回收与治理2、烧结、烧结-鼓风低浓烟气二氧化硫制酸鼓风低浓烟气二氧化硫制酸 二氧化硫烟气经加热到转化器的操作温度后再转化器内转化为SO3，经冷却形成部分硫酸蒸汽，然后再WSA冷凝器内进一步冷却，硫酸蒸汽与SO3气体全部冷凝成硫酸。尾气浓度较低三、铅锌冶炼过程中硫元素的回收与治理三、铅锌冶炼过程中硫元素的回收与治理3、挥发窑更低浓烟气二氧化硫治理、挥发窑更低浓烟气二氧化硫治理常常见见脱脱硫硫方方法法v1.石灰石法石灰石法v2.氨吸收法氨吸收法v3.氧化锌法氧化锌法v4.钠碱法钠碱法方法方法
44、工艺工艺脱硫脱硫效率效率投投资资占地占地面积面积原料原料来源来源副产品及销副产品及销路路使用范使用范围围石灰石灰石法石法工艺成熟工艺成熟,流流程较短程较短,操作操作简单简单低低较较低低较小较小容易容易且价且价格低格低廉廉固体石膏固体石膏,基基本没有销路本没有销路较广泛较广泛氨吸收氨吸收法法工艺成熟工艺成熟,流流程长程长,操作较操作较复杂复杂高高较较高高大大较难较难固体或液体固体或液体硫铵硫铵,销售较销售较困难困难较少较少氧化锌氧化锌法法工艺成熟工艺成熟,流流程长程长,操作较操作较复杂复杂较高较高低低小小容易容易(对冶对冶炼厂炼厂而言而言)固体亚硫酸固体亚硫酸锌或硫酸锌锌或硫酸锌,回用回用较少较
45、少钠碱法钠碱法工艺成熟工艺成熟,流流程长程长,操作较操作较复杂复杂高高较较高高较大较大容易容易固体亚硫酸固体亚硫酸钠钠,有销路有销路广泛广泛钠碱法工艺介绍钠碱法工艺介绍钠碱法烟气脱硫，采用先进的工艺流程，使得脱硫反应充分，脱硫效率高，吸收剂利用率高，且采用独特的亚硫酸钠盐析工艺,具有以下优点:吸收效率高(特别适用于SO2浓度波动大时)产品纯度高,市场销路好系统阻力小反应方程式反应方程式:吸收反应吸收反应:SO2的溶解：的溶解：SO2+H2O H2SO3吸收塔内吸收塔内SO2反应：反应：H2SO3+NaOHNaHSO3+H2O (开始投运时开始投运时)H2SO3+Na2SO32NaHSO3 (稳
46、定运行时稳定运行时)反应结晶器内亚硫酸钠生成：反应结晶器内亚硫酸钠生成：NaHSO3+NaOH Na2SO3+H2O去除去除SO2总反应方程式：总反应方程式：SO2+2NaOH Na2SO3+H2O烟气（来自挥发窑引风机）预洗塔滤渣吸收塔循环泵反应结晶增稠器溢流 滤液亚硫酸钠溶液离心分离固体皮带运输螺旋给料干燥管旋风分离无水亚硫酸钠液碱烟气排空水浴除尘鼓风机电加热器换热器空气抗氧化剂蒸汽引风机外排压滤机循环泵排出泵滤液排风机 预洗塔主要是将原烟气进行除尘的装置，烟气中的灰尘在预洗塔文丘里喉管喷淋水去除。从增压风机出来的原烟气从预洗塔顶部进入并向下流经预洗塔喷淋水泵供水的文丘里喉管喷淋层进行除尘
47、，除尘后的烟气从预洗塔的出口排出并进入吸收塔。由脉冲悬浮泵的运行保证预洗塔除尘液不发生沉淀。当除尘液密度达到一定值时预洗塔排出泵将除尘液泵送废水处理系统的压滤机进行处理。然后对预洗塔补充水，维持预洗塔正常液位。预洗塔系统预洗塔系统吸收塔排出液通过吸收塔排出泵送至反应结晶器。排出液在反应结晶器中通过调节加入50%的烧碱液，反应结晶成亚硫酸钠后放入增稠器。经增稠后的亚硫酸钠浆液放入离心机脱水至含水率5%以内，脱水母液流回吸收塔，脱水后固体亚硫酸钠经溜槽和皮带机放入干燥机系统。亚硫酸钠经脉冲干燥管进入旋风分离器进行分离，旋风分离器顶部的气体经水浴除尘后排放，除尘液流回吸收塔，旋风分离器底部的亚硫酸钠
48、则进入成品料仓再经包装机包装后为待售的亚硫酸钠成品。结晶干燥系统结晶干燥系统吸收塔系统吸收塔系统吸收塔主要是净化烟气的装置，烟气中SO2 的去除在吸收塔内进行，从预洗塔出口进入吸收塔后，烟气折流向上经过吸收塔四层喷淋区与喷淋下来的浆液充分接触，烟气中的SO2、SO3、HCl、HF 等酸性组份被吸收，再连续流经两级除雾器而除去所含的液滴。经洗涤和净化后烟气流出吸收塔烟囱排放。液碱系统液碱系统外购外购50%的液碱由密封罐的液碱由密封罐车运送至脱硫岛，经卸液车运送至脱硫岛，经卸液碱泵送到液碱槽，再通过碱泵送到液碱槽，再通过液碱输送泵送至反应结晶液碱输送泵送至反应结晶器和预洗塔。目前最大的器和预洗塔。
49、目前最大的问题是液碱贮存量太少问题是液碱贮存量太少,在满负荷生产的情况下在满负荷生产的情况下,所贮存的量仅够一天的使所贮存的量仅够一天的使用用.温度温度入口烟气入口烟气60-135吸收塔浆液温度吸收塔浆液温度38-40干燥管入口温度大于干燥管入口温度大于140液位液位吸收塔吸收塔2.5m预洗塔预洗塔2.5m增稠增稠1.3m反应结晶器反应结晶器2.3m压力压力入口烟气大于入口烟气大于-250PapH值值反应结晶器反应结晶器6.9-7.2控制参数控制参数吸收塔吸收塔4.4-4.6预洗塔预洗塔7.0三、铅锌冶炼过程中硫元素的回收与治理三、铅锌冶炼过程中硫元素的回收与治理3、沸腾炉烟气湿法脱硫除尘、沸
50、腾炉烟气湿法脱硫除尘系统通过在线检测PH值，来调节脱硫泵出口循环液调节阀的开度来控制PH值，使PH保持在设定的范围7以内。同时采集循环液的流量信号，通过循环液流量来控制碱泵出口流量，本系统通过设定循环池水位2.2米，以打开水调节阀进行自动补水。当水位低于设定的水位时，系统将自动打开调节阀加水，但液位高于设定水位+0.1时，系统自动停止补水。罐 车脱硫除尘塔 碱液槽 配碱槽烟 囱水烟气外排沸腾炉烟气湿法脱硫除尘生产 工艺设备流程 三、铅锌冶炼过程中硫元素的回收与治理三、铅锌冶炼过程中硫元素的回收与治理4、气动乳化脱硫、气动乳化脱硫气动乳化是利用气固液三相紊流掺混的强传质机理，经加速待处理气体从过
