铅冶炼生产的能源消耗与技术应用

 ,张存禧,孙富斌,李鑫,刘超

青海西豫有色金属有限公司

摘要：铅冶炼技术水平直接影响到能源消耗与冶炼质量，并且铅冶炼过程中会出现能源利用低、环境污染严重、资源回收率低等问题，因此为了提升铅冶炼工作水平，本文阐述了铅冶炼的常见工艺以及铅冶炼工作存在的主要问题，对铅冶炼生产的能源消耗问题以及现代铅冶炼的技术应用进行了探讨分析。

关键词：铅冶炼生产；工艺；问题；能源消耗；技术；应用

当前我国铅冶炼工作主要是通过底吹炉、侧吹还原炉以及烟化炉相配合的方式来完成铅金属的冶炼，在提升生产效率和质量的同时降低了生产中的能源消耗，缓解了当前的能源紧缺问题，推动了行业的可持续发展。基于此，以下就铅冶炼生产的能源消耗与技术应用进行了探讨分析。

一、铅冶炼生产的常见工艺及其存在问题

1、铅冶炼生产的常见工艺。主要有：（1）水口山法。其又称氧气底吹熔炼法，属强化熔池熔炼技术，是我国自主研发、拥有知识产权，在重金属冶金领域应用较为成功的熔炼技术。主要设备有卧式底吹转炉(S KS炉)、鼓风炉，其中SKS炉是由QSL炉变化而来，不同的是水口山铅冶炼法保留了传统铅冶炼法中的鼓风炉还原系统，因此，水口山铅冶炼法适于采用烧结一鼓风炉熔炼工艺的老厂的技术改造。（2）卡尔多法。卡尔多技术是瑞典波立顿公司开发的一项冶金技术，已被成功地用来冶铅冶炼精矿、含铅物料、铜精矿、再生铜和阳极泥等。（3）QSL法。QSL法主要设备是一底吹卧式转炉，炉中有隔墙，将炉膛分为氧化段与还原段，两段气相完全隔断，熔体连通；氧化段与还原段均设有独立的烟气处理系统。（4）基夫塞特法。其是以闪速熔炼为主的直接铅冶炼法，氧化段采用闪速熔炼工艺，高铅渣采用电热碳还原，在闪速炉塔底熔池面上，装入焦炭块形成高温焦滤层，强化了高铅渣的还原，使电热还原区面积减少，渣含铅降低。该法由前苏联全苏有色金属研究院开发，经多年生产运行，已成为工艺先进、技术成熟的铅冶炼技术。（5）艾萨法。艾萨法属氧气顶吹法，其表现为：上方插入的赛罗浸没喷枪将氧气喷射入熔体，产生涡动熔池，使强烈的氧化反应或者还原反应迅速发生。

2、铅冶炼生产存在的问题。主要有：（1）铅资源短缺制约了铅产品供应。我国虽然铅资源分布比较广，但是铅资源储量比较低，无法为铅冶炼提供足够的原料。另外，铅产品冶炼过程中浪费比较严重，能源消耗量大，这也使得铅资源没有得到充分利用，从而使铅的供应无法满足需求。（2）铅冶炼生产的污染环境问题。现阶段我国在铅产品生产过程中会产生粉尘以及废气，这些粉尘以及废气没有得到妥当的处置，导致铅产品生产过程会造成严重的环境污染。在铅产品生产过程中会产生二氧化硫，二氧化硫会导致酸雨的产生，对农作物以及建筑物造成很大的损害，会造成经济损失。铅冶炼生产过程中造成的污染，也制约着铅产品的供应。（3）铅冶炼生产的监管问题。在铅产品生产过程中，相关部门不注重铅冶炼的监管，一方面，导致部分企业未按照生产标准进行铅产品的生产，造成了铅资源的浪费。另一方面，由于监管力度不够，铅生产企业往往对能源的消耗和环境的污染不重视，造成了能源浪费。另外，由于监管力度不足，部分企业为了满足外国对铅产品的需求，使用落后的冶炼技术，进一步加剧了我国的资源短缺以及环境污染。

二、铅冶炼生产的能源消耗问题分析

   1、废气。铅冶炼生产过程所产生的废气虽然在排放前经过了严格的净化除尘处理，但废气中所含有的有害物质依然相当严重。经测定，烟气中二氧化硫的成分较高，约占据5％左右，可导致大气污染，因此，在尾气进行排放时必须进行脱硫处理。此外，烟气中还含有较多的铅及铅化合物，其含量占3％左右，并含有少量锌元素。如在排放前不进行严格的净化处理，清除内部有害成分，同样会造成环境污染。   

2、废渣。铅冶炼生产过程中会产生大量烟气，并经除尘回收后吸收了大量烟尘。据统计，我国每年在铅冶炼中回收的烟尘越40万t，经测定其含铅量大约占据2％左右，其他金属含量总计约占到4％左右，具有较高的回收价值。而在冶炼中产生的炉渣每年约25万t，其中铅含量约2.5％左右，并含有大量其他金属元素。还有在采用火法精炼粗铅后进行电解精炼中会产生大量的阳极泥，其内部铅的有效含量可达到8％以上，且其他重金属如铜、镍、银等含量可达到15％以上。鉴于上述对铅冶炼废渣铅及其他有效成分含量的统计，如不对上述废渣进行处理，大量的重金属将会被排放到大自然，使得土壤、水体等造成重金属污染，影响植物生长，同时，也容易被植物吸收后被人类作为食物食用，其结果将会使人体重金属含量超标影响健康；除此之外，也会造成铅金属资源的过多浪费，影响国家的可持续发展。

3、废水。在采用火法炼铅工艺中会产生大量的废水，如冶炼废水、设备冲洗废水、锅炉冷却水等，会对环境造成影响。冶炼废水，内部含有大量的重金属，如不经处理任意排放，必然会使水土造成严重影响，且废水量巨大，直接排放必然会造成水资源的严重浪费，使得企业用水成本过高。因此，在

铅冶炼生产过程中产生的废水必须经过严格的处理，排除废水内部有毒有害物质后方可排放，已达到环保要求。

三、现代铅冶炼的技术应用分析

1、氧气顶吹熔炼技术。铅冶炼生产的氧气顶吹法是我国当前铅金属冶炼工作中使用较多的技术，这一冶炼技术对原料质量的要求较低，生产普适性强。但是，这一技术在生产中会产生较多的烟尘，对环境有着较大的影响。这一技术需要的炉体设备体积小，降低了企业经营成本，为冶炼工作的进行节约了空间，提升了企业的冶炼工作收益，是当前使用较为广泛的冶炼技术。

2、氧气底吹熔炼技术。铅冶炼生产的底吹熔炼技术和顶吹法类似，在生产中会产生较多的烟尘。同时，这一技术的设备体积小，降低了企业的经营成本，提升了经营生产收益。氧气底吹熔炼技术是我国自主研发的冶炼技术，其改变了传统鼓风炉熔炼技术产生的污染，减小了设备体积。在实际冶炼过程中，底吹技术的设备质量更好，保证了铅冶炼工作的质量，满足了当前生产中对铅产品的使用需求。   

    3、氧气侧吹熔炼技术。铅冶炼生产的氧气侧吹熔炼技术是我国自行开发的冶炼技术，其通过熔池熔炼直接进行铅金属的冶炼，提升了生产效率。这一生产技术使用的设备简单，建设成本低，生产效率高，对企业的经营收益有着较大的提升作用。这一技术在应用中的难点是热量控制问题，增大了生产中的能源消耗，不利于国家的可持续发展。在未来的发展中技术人员要注意改良能源消耗情况，推动铅冶炼行业的现代化发展。

4、铅冶炼技术的优化控制。在铅冶炼生产过程中，优化铅冶炼技术的能源消耗，需要技术人员改变传统冶炼结构，将单一的铅冶炼生产过程转变为多种金属联合冶炼模式。例如，在生产中，技术人员可以设计铅锌联合冶炼的循环模式，提升生产废料的使用效率，提升循环效果，优化原料的使用质量，降低生产中的能源消耗，实现经济和生产过程的可持续发展，满足国家当前的发展建设需求。

结束语

综上所述，随着我国工业化水平的不断提高，铅产品的需求量也不断增加，提升了铅冶炼行业的生产能力。所以为了确保铅产品满足国家发展需要，必须加强对铅冶炼生产的能源消耗与技术应用进行分析，从而促进社会经济的可持续发展。

参考文献
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[2]陶先昌.铅冶炼过程中的能源消耗与技术应用[J].世界有色金属,2017 (12)

[3]曲道勇.有色金属湿法冶炼中的材料消耗定额定制[J].经贸实践,2018(14)