SKS法

1998 年中國有色工程設計研究總院帶頭,組織池州冶煉廠、河南豫光金鉛集團、溫州冶煉廠和水口山礦務局五方集資,進行氧氣底吹熔煉-鼓風爐還原工業試驗,取得成功。由於該工藝的研發地在水口山,所以把這種氧氣底吹熔煉一鼓風爐還原的工藝稱為水口山法,簡稱SKS法。

1999 年國家計委、國家經貿委分別批准用該工藝在池州冶煉廠建設3X 104t/a的示範性工廠和在河南豫光金鉛集團進行5 X 104t/a 鉛冶煉廠的技術改造。

生產實踐證明,對於中國目前生產上採用的燒結-鼓風爐煉鉛老工藝改造,水口山法是一項污染少、投資省、見效快的可取方案。

SKS法煉鉛工藝
鉛精礦的氧化熔煉是在一個水平迴轉式熔煉爐中進行,該底吹爐結構與QSL爐相似,不同之處是只有氧化段而無還原段,因而爐子的長度比較短。鉛精礦、鉛煙塵熔劑及少量粉煤經計算、配料、圓盤制粒後,由爐子上方的氣封加料口加人爐內;工業氧氣從爐底的氧槍噴人熔池,氧氣進人熔池後,首先與鉛液接觸反應,生成PbO,其中一部分PbO在激烈的攪動狀態下,和位於熔池上部的PbS進行反應熔煉,產出一次粗鉛並放出SO2。反應生成的一次粗鉛和PbO渣沉澱分離後,粗鉛經虹吸或直接放出,PbO渣則由鑄錠機鑄塊後,送往鼓風爐還原熔煉,產出二次粗鉛。出爐SO2煙氣採用餘熱鍋爐或汽化冷卻器回收餘熱,經電收塵器收塵後,煙氣送往制酸。熔煉過程採用微負壓操作,整個煙氣排放系統處於密封狀態,從而有效防止了煙氣外逸。同時,由於混合料是以潤濕、粒狀形式輸送人爐的,加上在出鉛、出渣口採用有效的集煙通風措施,從而避免了鉛煙塵的飛揚。而且在吹煉爐內只進行氧化作業。不進行還原作業,工藝過程大為簡化。
氧氣底吹熔煉一次成鉛率與鉛精礦品位有關,品位越高,一次粗鉛產出率越高。為適應下一步鼓風爐還原要求,氧化鉛渣含量應在40%左右,略低於傳統法煉鉛原燒結塊鉛含量,相應地,一次粗鉛產出率一般為35%~40%,粗鉛硫含量低於0.2%。
在氧氣底吹熔煉過程中,為減少PbS的揮發,並產出含硫、砷低的粗鉛,需要控制PbO渣的熔點不高於1000攝氏度。Ca0/SiO 比為0.5~0.6。而對鉛鼓風爐還原工藝,較高的CaO/SiO,比(0.7~0.8)有利於降低鼓風爐道鉛含量。考慮以上兩個因素,鉛氧化渣中CaO/SiO 比控制在0.6~0.7為宜。
和燒結塊相比,PbO渣孔隙率較低,同時,由於是熟料,其熔化速度較燒結塊要快,熔渣在鼓風爐焦區的停留時間短,從而增加了鼓風爐還原工藝的難度。但是,生產實踐證明,採用效風爐處理鉛鎮化流在工藝上是可行的,鼓風護道鉛含量可控制在4%以內。通過護型的改進、渣型的調整適當控制單位時間物料處理最等措施,清鉛含量可望進一步降低。外,儘管現有指標較燒結一鼓風爐工藝渣鉛含量1.5%~-2%的指標稍高,但由於新工藝鼓風爐渣量僅為傳統工藝鼓風爐渣量的50%-60%,因而,鼓風爐熔煉鉛的損失基本不增加。在技改過程中,利用原有的鼓風爐作適當改進即可。這樣,可以節省基建投資。
該工藝的一個重要組成部分是氧氣站,目前,國內工業純氧的製備技術有兩種,一種為傳統的深冷法,一種為變壓吸附法。前者生產能力大,氧氣純度高,但成本高,氧氣單位電耗一般為0.6~0.7kW.h/Nm3;後者投資省,成本低,氧氣單位電耗低於0.45kw·h/Nm3。國產1500m3/h的吸附制氧設備已研製成功,其氧氣如度達93%以上。對於1x104t/a規模的煉鉛廠,氧氣需要量一般為700~80m3/h。採用變壓吸附法制氧完全能滿足中型煉鉛廠技改需要。

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