心济源职业技术学院 —铅治金 情景三铅烧结块的鼓风炉熔炼 3.1概述 ·烧结焙烧得到的铅烧结块中的铅主要以Pb0(包括结合态的硅酸 铅)和少量的PbS、金属Pb及PbS04等形态存在，此外还含有伴存 的Cu、Zn、Bi等有价金属和贵金属Ag、Au以及一些脉石氧化物。 ·鼓风炉熔炼的主要过程有：碳质燃料的燃烧过程、金属氧化物的 还原过程、脉石氧化物（含氧化锌）的造渣过程，有的还发生造 锍、造黄渣过程，最后是上述熔体产物的沉淀分离过程
—铅冶金— 济源职业技术学院 1 3.1概述 • 烧结焙烧得到的铅烧结块中的铅主要以PbO（包括结合态的硅酸 铅）和少量的PbS、金属Pb及PbSO4等形态存在，此外还含有伴存 的Cu、Zn、Bi等有价金属和贵金属Ag、Au以及一些脉石氧化物。 • 鼓风炉熔炼的主要过程有：碳质燃料的燃烧过程、金属氧化物的 还原过程、脉石氧化物（含氧化锌）的造渣过程，有的还发生造 锍、造黄渣过程，最后是上述熔体产物的沉淀分离过程。 情景三 铅烧结块的鼓风炉熔炼
心济源职业技术学院 铅治金 鼓风炉还原熔炼的目的： ·（1)最大限度地将烧结块中的铅还原出来获得粗铅，同时将Ag、 Au、Bi等贵金属富集其中； ·(2)将Cu还原进入粗铅；若烧结块中含Cu、S都高时，则使铜呈Cu2S 形态进入铅锍（俗称铅冰铜)中，以便进一步回收； ·(3)如果炉料中含Ni、Co时，使其还原进入黄渣（俗称砷冰铜）； ·（4)将烧结块中一些易挥发的有价金属化合物（如Cd0)富集于烟尘 中，便于进一步综合回收： ·(5)使脉石成分(Si02、Fe0、Ca0、Mg0、A1203)造渣，锌也以Zn0 形态入渣，便于回收
—铅冶金— 济源职业技术学院 2 鼓风炉还原熔炼的目的： • （1）最大限度地将烧结块中的铅还原出来获得粗铅，同时将Ag、 Au 、Bi等贵金属富集其中； • （2）将Cu还原进入粗铅；若烧结块中含Cu、S都高时，则使铜呈Cu2S 形态进入铅锍（俗称铅冰铜）中，以便进一步回收； • （3）如果炉料中含有Ni、Co时，使其还原进入黄渣（俗称砷冰铜）； • （4）将烧结块中一些易挥发的有价金属化合物（如CdO）富集于烟尘 中，便于进一步综合回收； • （5）使脉石成分（SiO2、FeO、CaO、MgO、Al2O3）造渣，锌也以ZnO 形态入渣，便于回收
济源职业技术学院 铅治金 3.2铅鼓风炉熔炼的炉料组成及对炉料的要求 ·鼓风炉炼铅的原料由炉料和焦炭组成。炉料主要组成为自熔性 烧结块，它占炉料组成的80%~100%。除此之外，根据鼓风炉正 常作业的需要，有时也加入少量铁屑、返渣、黄铁矿、萤石等辅 助物料。 ·焦炭是熔炼过程的发热剂和还原剂。一般用量为炉料量的9%13% 左右，即为焦率
—铅冶金— 济源职业技术学院 3 3.2 铅鼓风炉熔炼的炉料组成及对炉料的要求 • 鼓风炉炼铅的原料由炉料 和焦炭组成。炉料主要组成为自熔性 烧结块，它占炉料组成的80%～100%。除此之外，根据鼓风炉正 常作业的需要，有时也加入少量铁屑、返渣、黄铁矿、萤石等辅 助物料。 • 焦炭是熔炼过程的发热剂和还原剂。一般用量为炉料量的9%~13% 左右，即为焦率
心济源职业技术学院 一铅治金 3.2.1烧结块的化学成分和物理性能 ·(1)化学成分 ·要求主金属铅含量为40%~50%。造渣成分的含量应符合鼓风炉选定的 渣型。烧结块含硫应小于3%，当烧结块含铜1.5%以下，控制烧结块含 硫1.5%~2.0%。 ·某些炼铅厂的铅烧结块化学成分如表3-1。 表3-1铅烧结块化学成分(%)实例 厂别 Pb Zn s Fe Sio, Cao Cu 1 43.50 6.27实 1.48特油1.441.18 8.45 1.0 43.39 6.45 2.06 12.88 11.56 8.28 0.8 40.05 5.75 3.13 13.00 16.28 8.5 0.5 4 48.504.08 1.4 11.70 9.00 5.0 1
—铅冶金— 济源职业技术学院 4 3.2.1 烧结块的化学成分和物理性能 • （1）化学成分 • 要求主金属铅含量为40%～50%。造渣成分的含量应符合鼓风炉选定的 渣型。烧结块含硫应小于3%，当烧结块含铜1.5%以下，控制烧结块含 硫1.5%～2.0%。 • 某些炼铅厂的铅烧结块化学成分如表3-1
心济源职业技术学院 铅治金 + (2)物理规格 ·块度为50~120mm,小于50mm的碎块和大于120mm的大块不大于 25%;孔隙度不小于50%60%；烧结块强度一般要求它的转鼓率为 28%~40%,或者从1.5m高处三次自然落至水泥地面或钢板上后， 块度小于10mm的重量少于15%~20%。 5
—铅冶金— 济源职业技术学院 5 • （2）物理规格 • 块度为50～120mm，小于50mm的碎块和大于120mm的大块不大于 25%；孔隙度不小于50%~60%；烧结块强度一般要求它的转鼓率为 28 %～40%，或者从1.5m高处三次自然落至水泥地面或钢板上后， 块度小于10mm的重量少于15%～20%
济源职业技术学院 一铅治金 3.2.2焦炭质量 ·焦炭在铅鼓风炉还原熔炼过程中的作用： ·①焦炭燃烧放出的热量为吸热化学反应和炉料熔化造渣提供充足的热 量，保证熔体过热所必需的温度； ·②产生一氧化碳气体，使炉料中的金属氧化物还原成金属。 焦炭质量具体要求见表3-2。 表3-2铅鼓风炉对焦炭的要求 固定碳 灰分 发热量 着火点 孔隙率 抗压强度 块度 % MJ/kg ℃ % MPa mm 75-80 7 50-100
—铅冶金— 济源职业技术学院 6 3.2.2 焦炭质量 • 焦炭在铅鼓风炉还原熔炼过程中的作用： • ①焦炭燃烧放出的热量为吸热化学反应和炉料熔化造渣提供充足的热 量，保证熔体过热所必需的温度； • ②产生一氧化碳气体，使炉料中的金属氧化物还原成金属。 • 焦炭质量具体要求见表3-2
《心济源职业技术学院 一铅治金 3.2.3辅助物料 ·鼓风炉熔炼一般不需要添加熔剂，只有在米况不正常时可能加萤 石(CaF2)、黄铁矿(FeS2),主要用作洗炉。后者还作硫化剂使 用，在炉料中铅高、硫不足时，使铜进入铅，以提高铜的回收率。 此外，为了改善炉况，使熔炼过程此较容易进行，有时也加块度 为50~120mm的鼓风炉渣。 ·当烧结块含硫高时，可添加铁屑，置换残存PbS中的铅，降低铜 锍含铅量，以提高铅的回收率
—铅冶金— 济源职业技术学院 7 3.2.3 辅助物料 • 鼓风炉熔炼一般不需要添加熔剂，只有在米况不正常时可能加萤 石（CaF2)、黄铁矿（FeS2)，主要用作洗炉。后者还作硫化剂使 用，在炉料中铅高、硫不足时，使铜进入铅，以提高铜的回收率。 此外，为了改善炉况，使熔炼过程比较容易进行，有时也加块度 为50～120mm的鼓风炉渣。 • 当烧结块含硫高时，可添加铁屑，置换残存PbS中的铅，降低铜 锍含铅量，以提高铅的回收率
心济源职业技术学院 铅治金 + 3.3铅鼓风炉还原熔炼的基本原理 ·3.3.1炉内料层沿不同高度所起的物理化学变化 ·炉料在炉内形成垂直的料柱，它支承在盛接熔炼液态产物的炉缸上， 一部分压在炉子的水套壁上。气流给予炉料以动压力，故料柱大部分 重量为相对气流所平衡。由于燃料燃烧和液态粗铅、炉渣等产物的生 成，在料柱下形成空洞，所以料柱逐渐下移，经风口送入鼓风炉的空 气与焦炭发生刷烈反应，生成的高温炉气不断向上运动，穿过和冲洗 下降的炉料，这时炉料中的组分与炉气之间不断发生化学反应过程和 热交换过程，生成粗铅、炉渣、锍等流体产物和炉气。炉料在还原熔 炼过程中由上而下移动时，将发生一系列物理及化学变化，影响因素 是炉气成分和温度。因为沿炉内高度的不同，炉气成分和温度也各异 故大致可沿炉高将炉子分为六个区域，如图3-1所示
—铅冶金— 济源职业技术学院 8 3.3 铅鼓风炉还原熔炼的基本原理 • 3.3.1 炉内料层沿不同高度所起的物理化学变化 • 炉料在炉内形成垂直的料柱，它支承在盛接熔炼液态产物的炉缸上， 一部分压在炉子的水套壁上。气流给予炉料以动压力，故料柱大部分 重量为相对气流所平衡。由于燃料燃烧和液态粗铅、炉渣等产物的生 成，在料柱下形成空洞，所以料柱逐渐下移，经风口送入鼓风炉的空 气与焦炭发生剧烈反应，生成的高温炉气不断向上运动，穿过和冲洗 下降的炉料，这时炉料中的组分与炉气之间不断发生化学反应过程和 热交换过程，生成粗铅、炉渣、锍等流体产物和炉气。炉料在还原熔 炼过程中由上而下移动时，将发生一系列物理及化学变化，影响因素 是炉气成分和温度。因为沿炉内高度的不同，炉气成分和温度也各异， 故大致可沿炉高将炉子分为六个区域，如图3-1所示
济源职业技术学院 一铅治金 100℃ 400℃ 2 700℃ 900℃1 1200℃ -空气 图2一妓风炉内区域划分示意图 一预热区：.2一上还原这；3一术还原区￥ 4一熔 化区；5一风口区：6一炉缸区
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心济源职业技术学院 一铅治金 文 1、炉料预热区(100一400℃)，在此区，物料被预热，带入的 水分被蒸发。水分蒸发是吸热过程，故炉顶料面温度较低，降低 了铅的挥发损失。继而化学结晶水开始被分解蒸发，易还原的氧 化物如Bi203及游离的Pb0开始被还原。 ·2、上还原区(400一700℃)，物料本身所有的结晶水被分解蒸 发，各种金属的炭酸盐及硫酸盐开始离解，易于还原的金属氧化 物（如Pb0、Cd0、Cu0、Cu20等)还原成金属，高价氧化物开始 被还原成低价氧化物（如Fe203→Fe04→Fe0等），PbS、氧化铅 及硫酸铅开始相互反应而形成铅及$02，生成的铅象雨滴似地冲洗 在炉料上，并从中富集金和银
—铅冶金— 济源职业技术学院 10 • 1、炉料预热区（100－400℃），在此区，物料被预热，带入的 水分被蒸发。水分蒸发是吸热过程，故炉顶料面温度较低，降低 了铅的挥发损失。继而化学结晶水开始被分解蒸发，易还原的氧 化物如Bi2O3及游离的PbO开始被还原。 • 2、上还原区（400－700℃），物料本身所有的结晶水被分解蒸 发，各种金属的炭酸盐及硫酸盐开始离解，易于还原的金属氧化 物（如PbO、CdO、CuO、Cu2O等）还原成金属，高价氧化物开始 被还原成低价氧化物（如Fe2O3→Fe3O4→FeO等），PbS、氧化铅 及硫酸铅开始相互反应而形成铅及SO2，生成的铅象雨滴似地冲洗 在炉料上，并从中富集金和银。 •