佘國徽，唐志波，陽自霖，李 懋

（水口山有色金屬有限責(zé)任公司，湖南 衡陽 421513）

水口山有色金屬有限責(zé)任公司鉛冶煉廠目前采用的SKS煉鉛法由該公司自主研發(fā)，主要由底吹爐及側(cè)吹爐兩爐組成，其鉛原料情況相對復(fù)雜，各類物料中堿金屬（本文中指的是Na2O、K2O）含量具有一定的波動性。研究表明［1-2］：堿金屬能夠且易與煤中的灰分形成催化復(fù)合物，破壞煤的微晶結(jié)構(gòu)，使得煤與CO2反應(yīng)溫度降低、反應(yīng)速率加快，導(dǎo)致料柱透氣性差、初渣過早形成。除此之外，還會惡化冶金爐窯順行、加劇風(fēng)口燒損、破壞爐襯材料、增加冶煉能耗。因此，研究Na2O、K2O在SKS煉鉛法過程中的平衡分布及其危害的控制途徑，對于當(dāng)前條件下實現(xiàn)SKS法的安全環(huán)保煉鉛具有重要的意義。

本文中，“Na2O、K2O負(fù)荷”是指生產(chǎn)1t粗鉛由原燃料中帶入的Na2O、K2O量；本文中的“Na2O、K2O平衡”是指對Na2O、K2O在SKS法煉鉛過程中收入項、循環(huán)項、產(chǎn)出項進行統(tǒng)計分析，反映Na2O、K2O在冶煉過程中的分布情況。

1 取 樣

為了充分了解Na2O、K2O在SKS法煉鉛過程中的分布情況，結(jié)合生產(chǎn)實際，將入爐原燃料歸類為投入項，將粗鉛、側(cè)吹爐渣及兩爐產(chǎn)生的少量環(huán)境收塵煙灰歸類為產(chǎn)出項，將兩爐生產(chǎn)過程中循環(huán)產(chǎn)生和投入的煙灰歸類為循環(huán)項，并對此三項進行了為期一周的取樣，取樣過程采用多點分布方式均勻取樣，每天所取樣品經(jīng)過人工充分混合，制成樣品用于測定其Na2O、K2O的含量，然后取其平均值。

2 檢測結(jié)果及初步分析

2.1 樣品檢測結(jié)果

各樣品均進行半定量檢測，SKS法煉鉛底吹爐+側(cè)吹爐過程中的投入項、產(chǎn)出項及循環(huán)煙灰項中Na2O、K2O含量檢測結(jié)果分別詳見表1、表2及表3，兩爐爐渣分層取樣結(jié)果見表4。

表1 投入項中Na2 O、K2 O含量檢測%

表2 產(chǎn)出項中Na2O、K2O含量檢測%

表4 兩爐爐渣分層取樣Na2 O、K2 O平衡及分布

表1中，我們可以得到，入爐原燃料中，Na2O、K2O含量最高的為進口精礦，其Na2O、K2O含量分別達到0.812%、0.523%，水口山自產(chǎn)鉛精礦Na2O、K2O含量平均為0.289%、0.199%，外購國產(chǎn)鉛精礦中Na2O、K2O含量平均為0.294%、0.202%，硫酸鉛渣中的Na2O、K2O含量平均為0.510%、0.340%；而表2中，我們可以看出，產(chǎn)出項中，側(cè)吹爐渣中Na2O、K2O含量最高，平均值分別為0.901%、0.615%；表3中，我們可以得出，在循環(huán)煙灰中，Na2O、K2O含量均較高，平均為底吹爐電收塵灰2.051%、1.566%，側(cè)吹爐煙灰1.510%、1.070%，其含量趨勢則是隨生產(chǎn)過程推進而波動并逐漸有所上升。

表3 循環(huán)項中Na2O、K2O含量檢測%

2.2 對于循環(huán)煙灰項中Na2 O、K2 O含量的初步分析

在生產(chǎn)過程中，循環(huán)煙灰是由底吹爐和側(cè)吹爐產(chǎn)生并通過煙塵線返回爐內(nèi)的物料，既充當(dāng)了產(chǎn)出項的角色，又充當(dāng)了投入項的角色。取樣期間其Na2O、K2O呈逐步上升趨勢且平均含量大大高于原料Na2O、K2O含量，結(jié)合生產(chǎn)實際可以知，在底吹爐與側(cè)吹爐中，Na2O、K2O落入高溫區(qū)時，一部分進入爐渣，另一部分隨煙氣進入收塵系統(tǒng)并重新返回爐內(nèi)，生產(chǎn)過程中若Na2O、K2O及其化合物未能及時排出，可在煙塵系統(tǒng)中反復(fù)積累導(dǎo)致循環(huán)煙灰中Na2O、K2O含量逐步上升。

3 SKS法煉鉛鈉、鉀平衡

3.1 鈉、鉀平衡計算

根據(jù)該公司SKS法煉鉛底吹爐+側(cè)吹爐各物料Na2O、K2O在各物料中的含量分布，結(jié)合生產(chǎn)實際，以產(chǎn)出1t粗鉛需要的投入項及由此帶來的循環(huán)煙灰項和其他產(chǎn)出項的計算數(shù)據(jù)為前提，進行Na2O、K2O的平衡計算。

3.2 鈉、鉀平衡分析

1.取樣生產(chǎn)期間，該公司SKS法煉鉛底吹爐+側(cè)吹爐由原燃料帶入的Na2O、K2O總量為14.409 kg／t，在原燃料中，由進口精礦帶入的Na2O、K2O總量最多，占原料總投入的46.326%，其次分別為硫酸鉛渣、外購國產(chǎn)精礦、自產(chǎn)精礦，分別為17.489%、17.211%、16.933%，燃輔料中帶入的Na2O、K2O基本可以忽略不計。

2.側(cè)吹爐渣中的Na2O、K2O在產(chǎn)出項的含量中占比97.29%，其排出的Na2O、K2O量占投入項含量的91.70%。

3.計算Na2O、K2O含量投入項與產(chǎn)出項的誤差，絕對誤差為1.195 kg／t，相對誤差為9.043%，誤差主要來自循環(huán)煙灰中Na2O、K2O含量的增加。

4 降低SKS法煉鉛兩爐Na2O、K2O危害的途徑

通過研究并結(jié)合生產(chǎn)實際，為盡可能降低Na2O、K2O對SKS煉鉛過程中的危害，必須做到以下兩點：

4.1 嚴(yán)控入爐原料中的Na2O、K2O含量

1.當(dāng)前條件下，根據(jù)平衡分布計算結(jié)果，該公司SKS法煉鉛生產(chǎn)1t粗鉛所需各類精礦及硫酸鉛渣占所投入原燃料總量的80.31%，且在上述物料中，進口精礦及硫酸鉛渣中的Na2O、K2O含量相對較高，其Na2O、K2O量占投入項總量的63.815%，因此，對Na2O、K2O含量較高的鉛原料的投入量進行嚴(yán)控，是降低兩爐Na2O、K2O負(fù)荷的源頭控制措施。

2.通過選礦試驗，探索降低各類原料中Na2O、K2O含量的工藝方法，研究表明［3］，通過磁化焙燒磁選反浮選脫除Na2O、K2O效果最好，必要情況下可開展相關(guān)研究，降低各類原料中的Na2O、K2O含量。

4.2 優(yōu)化冶煉操作過程。

1.因循環(huán)煙灰是產(chǎn)出項也是投入項，且Na2O、K2O易在煙灰中富集，為減少循環(huán)煙灰中Na2O、K2O過量富集而導(dǎo)致兩爐實際Na2O、K2O負(fù)荷進一步增大，應(yīng)在冶煉過程中采取措施降低煙灰循環(huán)量。

2.優(yōu)化兩爐排渣方式，從兩爐Na2O、K2O平衡分布表中可以得出，兩爐Na2O、K2O負(fù)荷約91.70%通過側(cè)吹爐排渣方式排出，應(yīng)通過進一步的研究強化Na2O、K2O的排出。

5 結(jié) 論

1.當(dāng)前條件下的SKS法煉鉛過程中，生產(chǎn)1t粗鉛所需各類精礦及硫酸鉛渣占所投入原燃料總量的80.31%，其中，由進口精礦及硫酸鉛渣帶入的Na2O、K2O總量最多，占總投入項的63.815%，降低底吹爐及側(cè)吹爐的Na2O、K2O負(fù)荷，必須對Na2O、K2O含量較高的鉛原料的投入量進行嚴(yán)控，必要情況下可通過研究降低相關(guān)原料的Na2O、K2O含量。

2.Na2O、K2O易在循環(huán)煙灰中富集，應(yīng)在冶煉過程中采取措施降低煙灰循環(huán)量。

3.側(cè)吹爐渣可將投入的約91.70%的Na2O、K2O排出，需通過進一步的研究加快Na2O、K2O的排出，以降低底吹爐及側(cè)吹爐的Na2O、K2O負(fù)荷。