鉛冶煉技術升級改造及處理鋅冶煉浸出鉛銀渣實踐

陳錦安，徐 磊

（1.銅陵有色金屬集團控股有限公司技術中心，安徽 銅陵 244000；2.銅陵有色設計研究院有限責任公司，安徽 銅陵 244000）

某鉛鋅冶煉廠于2008年和2011年分別建成了年產10萬噸電鉛和10萬噸電鋅生產線各一套。鉛冶煉采用硫化鉛精礦氧氣底吹爐熔煉—鼓風爐還原工藝生產粗鉛，配套8萬噸/年雙轉雙吸工藝制硫酸裝置一套；鋅冶煉采用硫化鋅精礦焙燒—熱酸浸出—低污染黃鉀鐵礬煉鋅工藝，配套20萬噸/年雙轉雙吸工藝制硫酸裝置一套。為認真執行國家《鉛鋅行業規范條件（2015）》，推動鉛鋅行業結構調整和產業升級，對鉛冶煉進行技術升級改造，采用了富氧底吹爐熔池熔煉—液態高鉛渣側吹爐直接還原—煙化爐還原回收鋅工藝，同時處理鋅冶煉浸出鉛銀渣[1]，2017年7月獲得環評批復后，經過一年的建設，于2018年7月投產成功，現已穩定運行，提升了工藝技術、資源綜合利用和節能環保水平，達到了預期效果。

1 鉛冶煉技術升級改造方案

1.1 原料

原料為鉛精礦和鉛銀渣，鉛精礦外購，鉛銀渣為本企業鋅冶煉浸出渣，主要化學成分見表1、表2。

表1 鉛精礦主要化學成分%

鉛精礦、干燥脫水后的鉛銀渣、返料、熔劑、煤（熱量不夠時需補充）等經配料，進入底吹爐熔煉。

1.2 工藝

改造后，具有工藝先進、流程短、生產效率高、占地少、勞動強度小等特點。

1.2.1 工藝方案

按照《鉛鋅行業規范條件（2015）》要求，升級改造采用先進的富氧熔池熔煉—液態高鉛渣直接還原工藝生產粗鉛，即利用已有氧氣底吹爐熔煉及配套雙轉雙吸工藝制硫酸裝置，新建氧氣側吹爐（替代鼓風爐）還原底吹爐液態高鉛渣、煙化爐還原側吹爐高溫熔渣回收鋅系統，并完善資源綜合利用、余熱回收利用和環保設施，形成“氧氣底吹爐熔池熔煉—氧氣側吹爐還原—煙化爐回收鋅”三爐熔融連續冶煉工藝生產粗鉛和副產氧化鋅，同時在底吹爐中處理鋅冶煉浸出鉛銀渣，使資源得到充分利用，并降低了冶煉渣帶來的環保壓力。

1.2.2 工藝特點

鉛冶煉氧氣底吹熔煉爐和煙化爐屬于成熟的技術和設備，已在全國大范圍應用，氧氣側吹爐替代傳統的鼓風爐高鉛渣還原已在河南濟源萬洋集團[2]、江西銅業金德鉛業公司[3]、湖南水口山有色金屬集團公司[4]得到成功應用，具有原料適應性強、爐型小、床能力高[5]、占地少、投資省等特點，并實現了液態渣直接還原，節約了能源，降低了生產成本。“氧氣底吹爐熔池熔煉—氧氣側吹爐還原—煙化爐回收鋅”三爐熔融連續鉛冶煉工藝，是國內目前在推廣的較先進的鉛冶煉技術之一[6]。

改造后，底吹爐與側吹爐、側吹爐與煙化爐間由溜槽連接，三臺熔煉爐串接成一整體，緊鄰現有底吹爐廠房布置，去除了現底吹爐高鉛渣鑄渣機、鼓風爐電熱前床，縮短了煙化爐提鋅時間，減少了生產過程熱渣吊運、物料倒運，提高了粗鉛產率（回收率）和生產效率。

1.3 節約能源

爐間采用溜槽直連，充分利用了冶煉過程產生的液態高溫物料的潛熱，降低了煤耗和電耗。

側吹爐及煙化爐均設置了余熱鍋爐，回收冶煉過程產生的高溫煙氣余熱，鍋爐產出的中壓蒸汽并網后經現有熱力管道送至廠區余熱發電系統發電。

1.4 環保治理

底吹爐熔煉產生的煙氣經余熱鍋爐、電收塵后送現有雙轉雙吸制硫酸工藝及裝置生產硫酸（滿足改造后要求），制酸后尾氣達標排放。

側吹爐及煙化爐冶煉煙氣經各自余熱鍋爐回收余熱，表面冷卻器、布袋除塵后，采用一套氧化鋅法二級脫硫工藝（利用鋅冶煉系統鋅電解廢液），一級脫硫產生的含一定濃度的二氧化硫氣體回鉛冶煉制酸系統，二級脫硫尾氣經除霧后通過煙囪達標排放。定期抽出部分脫硫循環液進行固液分離，濾渣（鉛渣）返底吹爐配料。濾液（硫酸鋅溶液）返鋅冶煉系統回收金屬鋅。場地廢水收集后至現有廢水處理站處理。

在減少物料倒運產生的低空污染同時，還設置了環境集煙系統，對側吹爐及煙化爐等工藝設備物料轉運、配料、加料口、放鉛口、放渣口等煙氣逸散處設置排煙罩，收集的煙氣經布袋除塵器凈化后由排風機送現有環保煙囪高空排放。除塵器收集下的煙塵返底吹爐回收利用。

1.5 資源綜合利用

底吹爐新增處理鋅冶煉浸出鉛銀渣回收鉛、銀、鋅等，在后續工序中回收得到電鉛、電鋅和含銀鉛陽極泥等。

煙化爐還原側吹爐高溫熔渣產出的次氧化鋅（含鋅50%）作為鋅冶煉原料，產出的爐渣主要含鐵、硅、鈣等元素，經水淬后外售水泥廠作為原料使用。

1.6 投資

本次改造新增配料及輸送、側吹爐系統（含一臺8.4m2側吹爐、余熱鍋爐、收塵系統等）、煙化爐系統（含一臺8m2煙化爐、余熱鍋爐、收塵系統等）、環集集煙系統、煙氣脫硫系統、風機房及配套水、電、自控、總圖等。新增建設投資9130萬元。

2 建設及投產運行

201 7年7月開工建設，2018年7月28日投料，一次性投料試生產成功，目前生產穩定運行，至2019年11月，共處理鉛精礦147674噸（干量）、處理鉛銀渣53338噸（干量），產出粗鉛71029噸(含鉛95%以上)、硫酸112354噸、次氧化鋅煙灰8238噸(含Z n 52%以上)，鉛回收率達97.5%（比改造前提高了約2%），粗鉛綜合能耗230千克標煤/噸（相比技改前降低了35%），新增利潤4260萬元，生產情況見表3。

3 結論

鉛冶煉升級改造采用了先進的富氧熔池熔煉—液態高鉛渣直接還原—煙化爐還原回收鋅工藝，構建了鉛鋅資源綜合回收體系，節能減排效果明顯，環保達到國家標準，符合國家《鉛鋅行業規范條件（2015）》，生產過程技術經濟指標取得了預期效果，并產生了良好的經濟效益。