雷 鳴，黃 祥

（湖南申聯(lián)環(huán)?？萍加邢薰?，湖南 永興 423300）

底吹爐作為一種火法冶金爐窯，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于鉛冶煉行業(yè)；隨著近幾年鉛冶煉行業(yè)的發(fā)展，利用富氧底吹爐處理單鉛且附屬有價金屬低的物料冶煉利潤空間狹少，甚至部分企業(yè)出現(xiàn)入不敷出、虧損嚴(yán)重等情況；為此，開展底吹爐處理鉛銻礦的工業(yè)試驗探索，是企業(yè)實現(xiàn)扭虧為盈的有效途徑。富氧底吹爐對入爐物料要求較高，Cu、Sb及其他雜質(zhì)含量越低越優(yōu)；國內(nèi)鉛冶煉企業(yè)對底吹爐入爐物料含Cu基本控制在2%以內(nèi)，目前尚未有資料記載底吹爐入爐物料含Sb的控制范圍。鉛銻礦成分較復(fù)雜，雜質(zhì)較多，含鉛品味低，含Sb、S較高（見表1），針對物料特性本次工業(yè)試驗采用循序漸進(jìn)的方式進(jìn)行生產(chǎn)，逐步提高入爐物料中含Sb的比例，摸索生產(chǎn)操作和控制方式，確保爐況能運行穩(wěn)定，為實現(xiàn)底吹爐處理含鉛多金屬雜料積累相關(guān)技術(shù)經(jīng)驗。

表1 鉛銻礦主要化學(xué)成分（%）

1 工藝技術(shù)方案

1.1 原理

鉛銻礦中的鉛、銻分別是以PbS、Sb2S3形式存在，進(jìn)入熔池后，一部分硫化物首先氧化生成PbO和Sb2O3；另一部分硫化物與生成的PbO、Sb2O3在激烈的攪拌狀態(tài)下進(jìn)行交互反應(yīng)生成金屬和二氧化硫[1]，所產(chǎn)生的金屬與鉛銻氧化渣沉淀分離后，金屬由虹吸道直接放出，鉛銻氧化渣經(jīng)放渣口排出；主要的反應(yīng)方程式如下[2，3]：

1.2 工藝流程

工業(yè)實踐的主體思路擬采用鉛精礦搭配鉛銻礦，配入少量輔料，逐步提升入爐混合料中Sb含量進(jìn)行生產(chǎn)的方案。工藝流程如圖1所示。

圖1 鉛銻礦+鉛精礦底吹爐處理工藝流程圖

2 處理鉛銻礦生產(chǎn)實踐

2.1 技術(shù)條件控制

工業(yè)實踐是在正常生產(chǎn)狀態(tài)下進(jìn)行，滿足底吹爐正常生產(chǎn)主要技術(shù)條件有：①保證混合料含鉛量控制在47%～50%（以上最優(yōu)），讓底吹爐有一定的金屬產(chǎn)出，形成熱流動，金屬虹吸排放通道溫度才能得以保持；②合理控制入爐混合料含S量，實現(xiàn)底吹爐“自熱自給”（反應(yīng)放出熱量滿足生產(chǎn)所需熱量），避免外加熱量的補給；根據(jù)底吹爐處理鉛精礦生產(chǎn)經(jīng)驗，混合料含S控制在14%～20%，低于14%熱平衡失衡，需補加碎煤；高于20%煙氣溫度過高（SO2濃度高），煙氣處理設(shè)施溫度控制失調(diào)，影響硫酸系統(tǒng)生產(chǎn)；③渣型選擇，渣型應(yīng)從熔點、粘度、流動性等性質(zhì)出發(fā)，兼顧生產(chǎn)成本及還原熔煉所需渣型，初始渣型按鉛精礦渣型考慮Fe/SiO21.3～1.5%，CaO/SiO20.4～0.5%,實踐中需根據(jù)爐況適時調(diào)整，保證底吹爐系統(tǒng)正常運行。入爐混合料中Sb含量根據(jù)爐況適時控制，在爐況正常下，逐步提升Sb含量，每次提升幅度控制在1%～2%不等，每一次提升都應(yīng)維持一定時間段，及時跟蹤爐況，確保生產(chǎn)正常后進(jìn)行下一次提升。

2.2 實踐影響

資料中報道[4]，在氧化段中鉛和雜質(zhì)的分布里反應(yīng)出，液鉛中銻量隨渣中氧化鉛含量的降低而增加，而還原段中分配到金屬相中的銻隨終渣含鉛量而快速上升，當(dāng)終渣中含鉛＜3%時，50%的銻富集在液鉛中。從Pb-Sb二元相圖中看出（見圖2），銻在液態(tài)鉛中的溶解度隨溫度的降低而下降，所以給實際生產(chǎn)帶來了不良影響如下。

圖2 Pb-Sb二元相圖

2.2.1 底吹爐鉛口操作困難

底吹爐在處理鉛銻精礦時，鉛口表面經(jīng)常會析出一些油性浮渣，平時經(jīng)常需要撈出或者容易結(jié)塊阻礙出鉛，當(dāng)未及時撈出時，析出的浮渣結(jié)在虹吸道中，嚴(yán)重時堵死虹吸道，從而被迫轉(zhuǎn)爐處理，降低作業(yè)率。

2.2.2 余熱鍋爐進(jìn)口溫度高

相對于一般的鉛精礦生產(chǎn)情況，底吹爐處理高銻鉛精礦時，煙氣溫度表現(xiàn)較高，鍋爐進(jìn)口溫度達(dá)到850℃～930℃，且煙灰量較多。鍋爐及電除塵難以控制，設(shè)備負(fù)荷大。

2.2.3 渣口操作強度大

大部分的銻進(jìn)入了渣中，渣熔點高。渣溜槽冷卻后渣較硬難打，并且渣口難堵住，以至于掌控不了放渣量，爐內(nèi)渣鉛平衡狀態(tài)失調(diào)，爐況難以控制，影響了底吹爐各項技術(shù)指標(biāo)。

3 實踐分析討論

3.1 生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析

底吹爐投入銻金屬量1129.196t，統(tǒng)計得出：粗鉛含銻量33.875t，冰銅渣含銻量17.615t，高鉛渣含銻量1002.16t，煙灰含銻量75.543t。由上可知：3%的銻進(jìn)入粗鉛，1.56%的銻進(jìn)入冰銅渣，88.75%的銻進(jìn)入了高鉛渣中，還有6.69%的銻進(jìn)入煙灰中?？梢缘贸鲣R在底吹爐生產(chǎn)過程中主要行為走向是進(jìn)入了造渣成分；實踐數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 底吹爐化驗數(shù)據(jù)

據(jù)表2所知混合料含銻越高，粗鉛、鉛銻氧化渣含銻越高，大多數(shù)Sb最終以氧化物或銻酸鹽等形式進(jìn)入渣相[5]；隨著入爐含Sb升高，底吹爐出鉛量越少，沉鉛率隨混合料含銻增高而下降；混合料含銻6.32時，沉鉛率最低26%以下，混合料含銻3.03時，沉鉛率最高42%。

3.2 生產(chǎn)操作

改變配料方式，由原來的倉式直接配料改為堆式預(yù)混+倉式配料，之所以需要預(yù)混料其目的就是混料均勻，入爐成分波動范圍少，盡可能減少入爐物料成分波動大對生產(chǎn)的影響。針對鉛銻礦的特點，利用鉛精礦進(jìn)行搭配配料方案，合理控制入爐含鉛量（47%～50%），降低混合料中其他雜質(zhì)金屬鎂、鋁等含量。加大對鉛口的維護(hù)，勤觀察鉛口液面；出現(xiàn)液面發(fā)暗、溫度下降、波動變小，可采取人工勤捅虹吸道，往復(fù)帶動鉛液流動，提高鉛液溫度。

控制好入爐混合料含水量及粒度占比，加強對爐溫過高管控，有效抑制煙氣溫度過高，煙塵量過多等現(xiàn)象；渣型經(jīng)調(diào)整后，選擇高鐵渣型：Fe/SiO21.5%～1.8%，CaO/SiO20.5%～0.8%；降低渣的熔點，改善渣粘度，有利于放渣量的控制。

3.3 參數(shù)控制及技術(shù)指標(biāo)

氧氣底吹爐生產(chǎn)時的主要參數(shù)控制是：下料量18t/h～20t/h，氧料比100Nm3/h～110Nm3/h，爐溫1050℃～1150℃。經(jīng)過一段時間的摸索，目前該實踐工藝已趨向穩(wěn)定，底吹爐運行狀況良好。技術(shù)指標(biāo)：沉鉛率35%～40%，煙塵率16%～18%，高鉛渣含鉛41%～47%。

4 結(jié)論

（1）采用鉛精礦搭配鉛銻礦，通過底吹爐生產(chǎn)一次粗鉛，銻80%以上進(jìn)入了高鉛渣，在經(jīng)過鼓風(fēng)爐或還原爐還原產(chǎn)出鉛銻合金，最終銻由反射爐等工藝回收。

（2）底吹爐處理鉛銻礦時，隨混合料含Sb的升高，爐況波動較大，此次實踐混合料含銻探索上限約6.3%，一次沉鉛率35%～40%。

（3）后續(xù)應(yīng)加強對底吹爐工藝技術(shù)應(yīng)用拓展，特別是含鉛多金屬雜料處理的工業(yè)實踐，有利于開拓企業(yè)綜合能力。