【正文】 Wt%） 名稱(chēng) CaO MgO SiO2 石灰石 3 鐵焙砂 鼓風(fēng)爐還原熔煉需添加鐵焙砂，年需要量為？ t，由汽車(chē)運(yùn)輸入廠，其主要化學(xué)成分見(jiàn)表 3— 8. 表 3— 8 鐵焙砂主要化學(xué)成分（干基， Wt%） 名稱(chēng) CaO SiO2 Fe MgO 鐵焙砂 熔劑粒度要求小于 5mm。 冶金計(jì)算 一．原始數(shù)據(jù) 1 原料 1 鉛精礦 本項(xiàng)目粗鉛產(chǎn)量為 10 萬(wàn) t/a。 艾薩爐爐頂與垂直煙道都是余熱鍋爐的一部 分。應(yīng)該用富鉛渣．這樣爐溫低，形成熔池快；沒(méi)有富鉛渣也可用鼓風(fēng)爐爐渣但爐溫控制較高，需要很長(zhǎng)時(shí)間。 4 艾薩爐的熔體排放 艾薩熔煉爐采用間斷排放熔體。艾薩爐噴槍由三層同心圓管組成。 ⑶、 煙塵 富氧頂吹 熔煉煙塵率（相當(dāng)于鉛精礦）一般 15%左右，有時(shí)高達(dá)20%以上，相對(duì)而言，重復(fù)冶煉費(fèi)用較高。是熔煉系統(tǒng)中 諸 多 金 屬 氧 化 物 的 共 熔 體 ， 主 要 成 分 為PbO ⑹、 銀的硫化物、金 銀常以輝銀礦（ Ag2S）存在于硫化鉛精礦中，在高溫下氧化成 Ag+ SO2。部分未被氧化以 Cu2S形態(tài)入鉛锍。 ⑸、 生產(chǎn)效率高。在生產(chǎn)過(guò)程中 , 經(jīng)摸索改進(jìn) , ISA 14 爐日處理量可提高到設(shè)計(jì)值的 170%左右 , 同時(shí)如果要繼續(xù)提高處理能力 , 直接將富氧濃度適當(dāng)提高就可以 , 不需要增加大的硬件投入。氧氣由氧氣站供給 , 純度為 90%~93%。反之亦然。 在理論上，可借助 PbSO系硫勢(shì) — 氧勢(shì)化學(xué)勢(shì)圖（圖 41）進(jìn)行討論。粗鉛和爐渣從各自的放出口間斷或連續(xù)放出。 （ 3） 水 口山煉鉛法（ SKS)；該法是中國(guó)自行開(kāi)發(fā)的直接煉鉛新工 藝。目前世界上鉛的冶煉方法有 火法 和 濕法 兩 種，主要以 火法 為主， 濕法 煉鉛還未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。例如 PbSO4+PbS 系中，反應(yīng)開(kāi)始溫度為630℃。所有的鉛酸鹽都不穩(wěn)定，在高溫下離解并放出氧氣。 PbS 溶解于 HNO3及 FeCl3的水溶液中，所以 HNO3和 FeCl3均可用來(lái)作為方鉛礦的浸出劑。這就是煉鉛常見(jiàn)的“沉淀反應(yīng)”。 鉛易溶于硝酸 (HNO3)、硼氟酸 (HBF4)、硅氟酸 (H2SiF6)、醋酸(CH3COOH)及 AgNO3等；鹽酸與硫酸僅在常溫下與鉛的表面起作用而形成幾乎是不溶解的 PbCl2和 PbSO4 的表面膜?！?) J／(g℃ ) Pa/cm J／ g J/g 數(shù)值 840 鉛的蒸氣壓與溫度的關(guān)系如下： 溫度(℃ ) 620 710 820 960 1130 1290 1360 1415 1525 蒸氣壓(kPa) 104 103 102 3 101.3 可見(jiàn)在高溫下鉛的揮發(fā)程度很大，所以在火法煉鉛過(guò)程中容易導(dǎo)致鉛的揮發(fā)損失和環(huán)境污染，煉鉛廠必 須設(shè)置完善的收塵設(shè)備。鉛對(duì) X 射線及 r射線有良好的吸收能力，廣泛用于 X 光機(jī)和原子能裝置的防護(hù)材料。這些方法的共同特點(diǎn)是取消了硫化鉛的燒結(jié)脫硫過(guò)程，采用富 2 氧熔煉脫硫，煙氣 SO2濃度可達(dá)到 10%以上，均采用常規(guī)制酸工藝進(jìn)行煙氣處理，回收其中的 SO2，尾氣可達(dá)標(biāo)排放。居世界第一位。 年產(chǎn) 10 萬(wàn)噸粗鉛 畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘要 本次設(shè)計(jì)主要是年處理 10 萬(wàn)噸鉛精礦的鉛頂吹直接熔煉爐，通過(guò)對(duì)鉛及其主要化合物的物理化學(xué)性質(zhì)和用途的認(rèn)識(shí)、鉛生產(chǎn)方法的了解、鉛直接熔煉原理及工藝流程的選擇、計(jì)算熔煉爐煉鉛的物料平衡與熱平衡計(jì)算。中國(guó)的鉛產(chǎn)量接近世界的 188。 中國(guó)采用的鉛冶煉新工藝有氧氣底吹技術(shù)、氧氣頂吹技術(shù)和卡爾多法?？捎糜诰勐纫蚁┑姆€(wěn)定劑。 s CO2對(duì)鉛的作用不大；浸沒(méi)在水中 (無(wú)空氣 )的鉛很少腐蝕。但 PbS 中的 Pb 可被對(duì)硫親和力大的金屬所置換，如溫度高于 1000℃時(shí)，鐵可置換 PbS中的鉛 (PbS+Fe=FeS +Pb)。當(dāng)冷卻時(shí) PbS 以純凈的結(jié)晶體從 Pb— PbS 熔合體中析出，這是鼓風(fēng) 爐熔煉中爐結(jié)形成的原因之一。 PbO對(duì)硅磚和粘土磚的侵蝕作用很強(qiáng)烈。 PbS、 ZnS和 Cu2S 等的存在可促進(jìn) PbSO4的分解，促使其開(kāi)始分解溫度降低。 2 鉛生產(chǎn)方法概述 鉛 從原 礦 開(kāi)始，經(jīng)過(guò)采 礦 和 選礦 ，得到含 鉛 45%－ 70%的 鉛 精礦 ，然后送入 冶煉 廠進(jìn)行 冶煉 。 由于 氧化 與還原在同一個(gè)裝置中完成，終渣含鉛為 5%10%，氧耗高、電耗高。 2 傳統(tǒng)煉鉛法 傳統(tǒng)煉鉛法主要為燒結(jié)鼓風(fēng)爐熔煉法，而鼓風(fēng)爐煉鉛歷史悠久，到 19 世紀(jì)已出現(xiàn)較大規(guī)模的生產(chǎn)，主要是將燒結(jié)塊和焦炭從爐頂分層加入鼓風(fēng)爐內(nèi)進(jìn)行還原熔煉。為使氧化熔煉過(guò)程盡可能脫除硫（包括溶解在金屬鉛中的硫），有更多的 PbO生成是不可避免的，在操作上合理控制氧 /料比就成為直接熔煉的關(guān)鍵。等 PSO2線表示在多相體系中存在的平衡反應(yīng) 1/2S2+O2=SO2. 在一定 PSO2下，體系中的氧勢(shì)增大，則硫勢(shì)降低。由于噴槍以漩渦狀高速?lài)姵鰵怏w , 使?fàn)t料在高氧位的條件下和有限的空間內(nèi) , 進(jìn)行氣 固 液三相的充分接觸和迅速反應(yīng) , 加速了冶煉過(guò)程的傳熱和傳質(zhì)速度 , 大大強(qiáng)化了爐內(nèi)熔煉的氧化過(guò)程 。 13 圖 21艾薩 鼓風(fēng)爐熔煉工藝流程 艾薩 鼓風(fēng)爐煉鉛工藝具有如下優(yōu)點(diǎn) : ⑴、 處理能力大 , 生產(chǎn)效率高。 同時(shí)產(chǎn)生高 SO2濃度煙氣 , 完全滿足制酸要求 , S 回收利用率高。 ⑵ 、 銅的硫化物 銅在硫化鉛精礦中 ， 以黃銅礦 Cu FeS銅藍(lán) （ CuS） 、輝銅礦 （ Cu2S） 15 等形態(tài)存在 ， 部分在高溫下分解、氧化成氧化物 ， 以及生成各種硅酸鹽和鐵酸鹽。 極 大部分進(jìn)一步氧化成穩(wěn)定且難揮發(fā)的 Sb2O Sb2O5，與其它金屬氧 化物作用生成銻酸鹽入渣。 ⑵、 高鉛渣 相對(duì)于下步還原熔煉所產(chǎn)爐渣而言，稱(chēng)其為初渣。 爐內(nèi)液態(tài)高鉛渣由渣口、溜槽直接入還原爐熔煉；目前大部分廠家，利用鑄渣機(jī)鑄成高鉛渣塊料（冷態(tài)），再進(jìn)行鼓風(fēng)爐還原熔煉（雖然要消耗昂貴的冶金焦，但是工藝相對(duì)成熟的多）。 1 艾薩爐的爐體結(jié)構(gòu) 2 艾薩爐噴槍 18 噴槍是艾薩爐的核心技術(shù)。正常作業(yè)情況下，噴嘴停油，但供風(fēng)作 業(yè)熔煉補(bǔ)充風(fēng)用。 ⑵、 熔煉操作 熔池熔煉第一步是造熔池，為了確保在接近正常生產(chǎn)爐溫投產(chǎn)。 ⑹、 艾薩爐及余熱鍋爐的清理。這樣可以保證艾薩爐仍然繼續(xù)保溫，減少頻繁啟動(dòng)， 21 減少爐體耐火材料因冷熱反復(fù)變化而降低使用壽命。輕柴油采用 GB25287 標(biāo)準(zhǔn)中的 0油。 3）煙塵產(chǎn)出率及其化學(xué)成分和物相組成計(jì)算 4）熔渣產(chǎn)出率及其化學(xué)成分和物相組成計(jì)算 5）熔煉需要的空氣量及產(chǎn)出煙塵量與 組成計(jì)算 6）熔煉爐物料平衡計(jì)算 7）熱平衡計(jì)算 三、設(shè)備選擇計(jì)算 27 1）熔煉爐（爐床面積） 2）鼓風(fēng)機(jī) 3）引風(fēng)機(jī) 四、參考書(shū)目 1．銅鉛鉛設(shè)計(jì)參考資料 銅鉛鉛冶煉設(shè)計(jì)參考資料編寫(xiě)組 1978 2．重金屬冶煉設(shè)計(jì)手冊(cè)（鉛鉛鉍卷）冶金工業(yè)出版社 1994 年 3．有色冶金工廠設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 陳楓 1989 4．重金屬冶金學(xué) 趙天從編 1987 第二版 5．鉛冶金 彭容秋 中南大學(xué)出版社 6．鉛冶金學(xué) 東北工學(xué)院有色重金屬冶煉教研室等 冶金工業(yè)出版社