氧气侧吹熔池熔炼技术

富氧侧吹熔池熔炼处理含铋废渣技术进展崔静涛(湖南柿竹园有色金属有限责任公司，湖南郴州423000)摘要：本文主要介绍了国内外富氧侧吹熔池熔炼技术的发展情况及改进炉型后应用于含铋废渣处理的试产结 果，评述了其特点及应用方向。

关键词：含铋废渣;富氧侧吹炉;熔池熔炼中图分类号：TF811 文献标识码：A文章编号：2096-2339(2017)04-0106-021国内外富氧侧吹熔池熔炼技术发展概况熔池熔炼是将炉料直接加人鼓风翻腾的熔池中以迅速完成气、液、固相间主要反应的一种熔炼方法，早期的转炉吹炼和烟化炉贫化熔炼等都属于熔池熔炼范畴，但 炉内的“静态料坡熔炼”动力学条件决定了该类熔炼方式存在传质传热效果差、氧化熔炼速度很缓慢、精矿的氧化热不能充分利用等不足；随着冶金技术的不断发展，20 世纪中后期陆续开发出基于富氧技术的熔池熔炼新工艺，如富氧顶吹、侧吹、底吹等一系列现代熔池熔炼技术。

富氧侧吹熔池熔炼法最早于1949年由前苏联莫斯科钢铁学院的冶金专家瓦纽科夫教授提出；1956年在巴尔喀什开展了理论研究；1969年在诺利尔斯克铜冶炼厂完成半工业试验；1974年在巴尔喀什铜冶炼厂建造第一座具有长方体炉型的富氧侧吹熔池熔炼炉，炉顶和炉底由耐火材料切成，中心部分为铜水套，炉子高7 m，风口截面积4.8 m2,处理量50~70L/(m2.d);1977年在前苏联莫斯科梁赞试验厂建成风口断面为2.1 m2的熔炼炉；1978年在诺利尔斯克建成第一台用于处理铜块矿的工业熔池熔炼炉。

自此以后，在前苏联和哈萨克斯坦陆续建成大小不同的炉子共计10座，这种熔炼炉集精矿干燥、焙烧和熔炼于一体，炉型固定为长方形，除底部熔池外，炉身均为铜水套，据报道这类炉子主要集中用于铜锌精矿和铜镍精矿的冶炼。

在国内，2001年11月河南新乡中联公司建成了风口截面积为1.5 m2的富氧侧吹熔池熔炼工业试验炉，并用 于硫化铅精矿直接炼铅，取得了一定成效;2012年湖南金旺有色公司建成了氧化区为4.22 m2、还原区为3.6 m2、且中间用溜槽连接的、可间断生产的侧吹炉，主要用于处理铅铋混合精矿;2013年7月湖南永兴众德集团建成了氧化区为7.35 m2,还原区为4.2 m2,且中间用过渡区连接为一体的、可连续生产的双侧吹工业炉，主要用于含铋废渣的综合回收利用。

氧气底吹熔炼技术一、有色行业：有色金属行业二、技术名称：氧气底吹熔炼技术三、适用范围：铅、铜及其它硫化矿物的提取冶金企业四、技术内容：1.技术原理采用氧气底吹熔炼技术取代铅烧结工艺，实现了自热熔炼，硫化矿物的反应热通过余热锅炉回收余热得以充分利用，冶炼强度大大提高，从而大大降低能耗。

2.关键技术关键技术是氧气底吹熔炼工艺及熔炼炉、氧枪、熔炼炉余热锅炉、铸渣机等与该工艺配套的技术装备。

3.工艺流程铅硫化矿物及二次原料和熔剂铅烟尘配料制粒后，直接进入氧气底吹熔炼炉中进行熔炼，产生的高温SO 2烟气经余热锅炉回收余热和电收尘器收尘后送两转两吸制酸；产出的一次粗铅送精炼；产出的铅氧化渣经铸渣机铸块后送鼓风炉还原。

铜硫化矿物经氧气底吹熔炼产出铜锍，送吹炼。

五、主要技术指标：1.与该节能技术相关生产环节的能耗现状传统铅烧结工艺吨粗铅单位产品综合能耗为450~500kg 标准煤。

2.主要技术指标吨铅电耗100~120kWh ；吨铅焦耗180~220kg ；吨铅氧耗250~300m 3；吨铅（余热锅炉）产4.0MPa 蒸汽0.6~1.0t 。

六、技术应用情况：经专家鉴定，该项技术水平达到国际先进。

该技术获得了中国有色金属工业科学技术一等奖，国家科技进步二等奖。

氧气底吹炼铅技术已有5 家采用并投产。

氧气底吹炼铜技术有3 家采用。

七、典型用户及投资效益：典型用户有河南豫光、水口山、安徽池州、灵宝新凌等。

河南豫光，国家经贸委贴息贷款项目：年产粗铅8万吨，节能技改投资额1.8亿，建设期18个月，每年节约1.2万吨标准煤，投资回收期4年。

水口山，国家经贸委贴息贷款项目：年产粗铅12万吨，节能技改投资额3.5亿，建设期18个月，每年节约1.8万吨标准煤，投资回收期4年。

八、推广前景和节能潜力：氧气底吹熔炼技术推广前景广阔，据了解，国内还将有10~15家采用该技术。

“十一五”期间,该技术在行业能推广需要总投入约为3亿元，可取得总节能量19.5万吨标煤。

高铅渣氧气侧吹炉还原熔炼工艺的简单介绍高铅渣氧气侧吹炉还原熔炼工艺的简单介绍底吹炉产生的高铅渣在氧气侧吹炉中进行还原，产出粗铅、含锌炉渣和含烟气。

含铅的返料、熔剂（石灰石）进入侧吹炉车问的配料储仓。

由于侧吹炉还原是间断、周期性作业(通常2小时一周期)，故加料也是周期性的，配料工班将返料、石灰石、和煤，通过称量按给定的比例送到总皮带运输机。

如此配制的炉料送到炉上的加料口，在预定的时间段内将规定数量的上述物料通过加料口连续加到炉渣熔体的表面。

通常使用1个加料口加料。

在加入炉料和煤的同时通过下排鼓风风咀向炉渣熔体送入含氧的鼓风（工业氧或工业氧与空气的混合气）。

在炉渣熔体中发生煤的燃烧反应(见反应式1—3) 、燃气的燃烧反应（反应4-5），和氧化铅的还原反应（反应6-8），以及造渣组分间进行造渣反应（反应10--11）。

与此同时入炉物料中含有的其它高价态杂质金属（如铁、锌、锑、砷、等）的氧化物也进行不同程度的还原。

C+O2 = CO2 (1)2C+ O2 = 2CO (2)CO2+ C = 2CO (3)CH4+2O2=CO2+2H2O (4)CH4+1.5O2=CO+2H2O （5）PbO+C=Pb+CO (6)PbO+CO=Pb+CO2 (7)PbO·SiO2+CO= Pb+CO2+SiO 2 (8)2Fe3O4+C=6FeO+CO2 (9)同时还有造渣反应发生2FeO+SiO2 = 2 FeO·SiO2 (10)CaO+ SiO2 = CaO·SiO2 （11）煤和煤气或天然气燃烧为侧吹炉进行的还原过程补充了必要的热能。

这必要的热能用于将底吹炉的高铅渣从1000℃提高到1200℃，用于补偿侧吹炉发生的各项热损失；煤和煤气或天然气燃烧的另一作用是起还原剂的作用，将铅的氧化物（简单的和与SiO2化合态的PbO）还原成金属铅，这是本工序的目的。

另一重要还原反应是磁铁矿的还原（反应9），我们知道底吹炉产出的高铅渣中Fe3O4含量达整个渣量的10%，或更多。

中联富氧侧吹熔池熔炼技术处理电镀污泥危险固废蔺公敏，刘 喆（新乡市中联富氧侧吹技术开发有限公司，河南　新乡　４５３７３１）摘 要：简要介绍了现有电镀污泥危险固废处理存在的问题，介绍了富氧侧吹技术处理危险固废的基本过程，炉的基本结构及主要指标。

关键词：富氧侧吹熔池熔炼；危险固废；电镀污泥；重金属中图分类号：ＴＧ２９２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１９）０９－００１４－２Treatment of Hazardous Solid Waste from Electroplating Sludge by Side-Blown Oxygen-Enriched Melting PoolLIN Gong-min, LIU Zhe（Ｘｉｎｘｉａｎｇ　Ｚｈｏｎｇｌｉａｎ　Ｏｘｙｇｅｎ－ｅｎｒｉｃｈｅｄ　Ｓｉｄｅ　Ｂｌｏｗｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｃｏ．，　Ｌｔｄ．，　Ｘｉｎｘｉａｎｇ　４５３７３１，Ｃｈｉｎａ）Abstract:　Ｔｈｅ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ｈａｚａｒｄｏｕｓ　ｓｏｌｉｄ　ｗａｓｔｅｓ　ｆｒｏｍ　ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ　ｓｌｕｄｇｅ　ａｒｅ　ｂｒｉｅｆｌｙ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．　Ｔｈｅ　ｂａｓｉｃ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ｈａｚａｒｄｏｕｓ　ｓｏｌｉｄ　ｗａｓｔｅｓ　ｂｙ　ｏｘｙｇｅｎ－ｅｎｒｉｃｈｅｄ　ｓｉｄｅ－ｂｌｏｗｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　ｔｈｅ　ｂａｓｉｃ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｍａｉｎ　ｉｎｄｅｘｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｕｒｎａｃｅ　ａｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Keywords: ｏｘｙｇｅｎ－ｅｎｒｉｃｈｅｄ　ｓｉｄｅ－ｂｌｏｗｎ　ｂａｔｈ　ｓｍｅｌｔｉｎｇ；　ｈａｚａｒｄｏｕｓ　ｓｏｌｉｄ　ｗａｓｔｅ；　ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ　ｓｌｕｄｇｅ；　ｈｅａｖｙ　ｍｅｔａｌｓ面寻全球矿产资源日渐枯竭的需求及危废产出的不断增大，提高再生资源的回收利用，确保环境的青山绿水，显得尤为重要。

侧吹熔炼炉技术：突破传统冶金领域
侧吹熔炼炉技术是一项在冶金领域中具有颠覆性的革新，利用高
温高压的氧气侧吹及强制对流等技术，可以大大提升熔炼效率、降低
生产成本，并且由于能耗更低，还更加环保。

下面就让我们一步步了
解这项技术的奥秘。

侧吹熔炼炉技术是将氧气注入炉内，通过气液喷射形成强制对流，在高温高压的气流作用下，促进金属内部的化学反应和溶解，从而使
熔化时间大大缩短，熔化效率显著提高。

同时，由于氧气的侧吹和对
流可以使金属和炉渣之间大量扩散，从而提高金属的纯度。

相比之下，传统的感应熔炼和电弧熔炼所需要的能源消耗要更高，污染排放也更
为严重。

侧吹熔炼炉技术的应用非常广泛，主要应用于钢铁、镍、铬、钴、铜、铝等金属的生产过程。

其中，钢铁冶金生产中的侧吹转炉熔炼技
术被广泛使用，它大大缩短了照顾时间、提高了钢的质量，使得钢铁
行业得以向更高质量和更低成本的方向发展。

在进行侧吹熔炼炉的操作时，需要注意以下事项。

首先，必须使
用足够高的氧气压力和流量，以确保在炉内形成充分的涡流，从而使
金属与炉渣更快速地混合。

其次，需要选择尺寸合适、可承受高压强
氧流以及高温的炉体。

最后，要注意熔池的维护和清理，必须定期进
行金属铁水的倒运和炉渣清理操作。

总的来说，侧吹熔炼炉技术是一项优秀的革新，它颠覆了传统冶金领域，引领了生产力的革命。

希望可以越来越多地被应用于相关生产领域，并发挥更大的作用。

11双侧吹竖炉熔池熔炼技术一、技术名称：双侧吹竖炉熔池熔炼技术二、适用范围：有色金属行业 年产铜10～20万t的火法炼铜厂熔炼工序三、与该节能技术相关生产环节的能耗现状铜冶炼能耗主要在粗铜生产工序（熔炼和吹炼），2011年我国粗铜综合能耗为253.64kgce/t-粗铜。

四、技术内容1.技术原理通过双侧、多风道将50%～90%浓度的富氧空气吹入熔炼炉内熔渣和新入炉物料的混合层，并直接接触和搅拌含有新进物料的熔体，在强烈而均匀的搅拌和高温作用下，使氧直接与炼铜物料中的铁和硫发生氧化反应。

与传统熔炼方法相比，炉内反应更迅速、更均匀，鼓风压力更低，不但有效提高了熔炼效率，节能效果明显，而且大大减轻了熔炼过程中铁的过氧化现象，降低了熔渣中的磁铁含量，达到降低渣含铜的目的。

炼铜物料熔化后，熔体可在炉内完成渣铜分离，并分别从炉内流出，从而实现了在熔体温度较高时渣、铜的分离，不但分离效果好，还实现了贫化炉只贫化熔渣，贫化效果好、贫化电耗低。

此外，采取特殊耐火材料浇筑烟道与余热锅炉对接，烟道不粘结，有效的改善了余热锅炉的工作条件，使锅炉膜式壁不易结渣、不易爆管，保证了生产的稳定性和安全性。

同时，炉墙关键部位采用水冷铜水套挂渣保护技术，使炉墙耐高温耐冲刷，操作性能好、炉体寿命长，可减少了优质耐火材料的消耗；风嘴采用不锈钢和紫铜复合材料，安装在铜水套炉墙内，耐高温腐蚀；可采用高富氧浓度进行熔炼，浓度高，不但制酸能耗低，还可实现三转三吸制酸，转化效率高、烟气量小，且SO2吸收率高，尾气达标排放效果好。

另外，熔渣从炉内为连续溢流而出，冰铜为间断虹吸放出，操作简便易行，安全可靠。

2.关键技术（1）双侧、多风道送风：采用双侧吹熔池熔炼技术，在两侧炉墙中下部设有若干个风嘴（25.5m2炉型单侧16个），采取双侧、多风道送风；（2）吹混合层：富氧空气吹的是新进物料与渣熔体的混合层；（3）炉墙关键部位采用铜水套挂渣保护技术、风嘴采用不锈钢和紫铜复合材料，并安装在铜水套炉墙内；（4）烟气出口与余热锅炉连接烟道采用特殊耐火材料浇注、砌筑；（5）炉体形状为上宽下窄的倒梯形结构，既满足了熔炼烟气有足够截面通道及熔体不粘结进料口的要求，又达到了熔体很快捕集铜精矿，以降低烟尘率的要求；同时还便于通过加长炉床进行扩产改造。

水口山炼铅法一、水口山炼铅法的发展过程转炉底吹冶炼技术，起源于西欧，1969年西德首先将底吹转炉运用于炼钢专业，获得成功。

通过30年的推广，现在世界上包括底吹技术在内的转炉顶底复吹技术成为炼钢主流技术。

七十年代，美国、西德又展开转炉底吹炼铅研究试验，取得成功，八十年代初，在德国建立示范工厂，并将该炼铅工艺取名为QSL法。

1983年国家科委将氧气底吹炼铅正式确立为“六五”国家重点科技项目，并成立了以水口山矿务局为组长单位、北京有色冶金设计研究总院为副组长单位，北京钢铁研究总院、北京矿冶研究总院、西北矿冶研究总院、东北工业大学、中南工业大学、中国科学院化冶所、白银有色公司为参加单位的联合攻关组，进行了一系列的单元试验。

1985年，“水口山炼铅法”半工业试验车间在水口山矿务局第三冶炼厂建成。

1985年至1987年共进行试验十次，获得了较好的技术经济指标。

1988年元月，中国有色金属工业总公司组织专家对“水口山炼铅法”半工业试验研究成果进行技术鉴定，专家组对试验成果予以充分肯定，并在同年获得中国有色金属工业总公司科技进步二等奖。

二、水口山炼铅法原理及特点水口山炼铅法是由我公司独立开发的一权新型专利炼铅工艺。

水口山炼铅法属熔池熔炼范畴，当物料投入炉内，同时完成加热、熔化、氧化、造渣、造锍等过程，具有很高的传质、传热功能；所不同的是，它采用了独特而简单、具有优越冶金动力学功能的设备——水口山熔炼炉。

从熔炼炉顶部加入炉料，底部送入富氧空气搅动熔池，入炉物料在熔池中完成熔炼过程，产出粗铅、高铅渣和烟气，分别从放铅口、放渣口、排烟口排出。

水口山熔炼炉是一个密闭的长圆筒型卧式转炉，钢板外壳内衬铬镁砖，炉身有传动装置，可旋转900，设有加料口、排烟口、放渣口、放铅口，底部装设氧枪，氧枪及其套砖可以更换，端墙燃油烧嘴供开炉和保温使用。

水口山炼铅法是连续熔池熔炼和吹炼过程，它是将含水6～7%的含铅物料和熔剂经混合制粒后，连续、均匀地加入到底部配有射流氧枪的氧气底吹炉中，完成物料的干燥、熔化、氧化造渣、沉铅过程，实现渣铅分离，产出粗铅，烟气和熔炼渣。

现代富氧侧吹熔池熔炼主要铜镍矿根据富氧侧吹熔池熔炼工艺的特点，富氧侧吹炉的结构，工艺流程及工业生产实践，富氧侧吹熔池熔炼炉具有炉料能在液态中迅速完成气、液、固三相间的主要反应，能耗低，作业环境好等特点。

项目概况铜镍矿为拓展产品领域扩大产能，治理三度污染，提高企业的竞争力，2008年喀拉通克铜镍矿责任有限公司，决定新建一套铜镍精矿熔炼系统，以逐步替代原有的传统密闭式鼓风炉系统，由于需要处理外购镍精矿和适应镍品位低氧化镁高的原料特点，经过对瓦纽科夫熔池熔炼技术和传统密闭式鼓风炉对比决定采用具有我国自主知识产权的富氧侧吹熔池熔炼技术，改造老系统的密闭鼓风炉工艺。

项目于2008年启动，2009年开始施工，工程于2010年12月基本完成，2011年3月初开始烧炉，3月15日正式报料生产。

富氧侧吹熔池熔炼炉结构性能：富氧侧吹熔池熔炼炉主长方形立式结构，主要由炉缸、炉身、炉顶、钢架等组成。

炉缸由耐水材料砌筑而成，炉缸以上为炉身，炉身由铜水套组成。

该炉最大特点是在炉身两侧一层铜水套上开有数个一次风口，用于向熔体渣层鼓入富氧空气；在炉身两侧二层铜水套上开有数个二次风口，用于向炉内鼓入一定量的空气，使烟气中的可燃成分燃烧充分；三层铜水套以上及炉顶由钢水套组成，炉顶钢水套没有固态加料口，液态料口以及排烟口。

富氧侧吹熔池熔炼炉炼的工艺流程图炉铜烟灰水蒸气水碎返料仓制酸生产管网渣场水率高镍烟气烟灰吹渣镍厂精炼制酸料仓选矿按一定比例混合均匀的原料和燃料，由皮带经炉顶的加料口加入炉内，进入炉内的物料经高温烟气干燥后落入熔池，富氧压缩空气，炉身两侧的一次风口鼓入熔体渣层，在富氧压缩空气的作用下，熔体在炉内剧烈搅拌，能迅速完成熔炼及氧化造渣过程，生成的潭锍共熔体，经虹吸放出口进入沉降电炉内澄清分离，得到渣和冰铜，高温烟气经余热锅炉，送制酸系统生产制酸。

工业生产实践富氧侧吹熔池熔炼炉的特点：（1）对原料的适应性强。

炉料无需干燥，细磨等特殊处理，备料简单，含6%—9%的物料可以直接入炉；（2）熔炼迅速。

富氧侧吹炼铅工艺与熔炼过程分析摘要：本文对富氧侧吹熔池的结构和富氧侧吹熔池炼铅工艺进行较为详尽的阐述。

实践结果表明采用富氧侧吹法生产铅的作业方法具有环境好、低能耗、流程精简、低成本等优势。

关键词：富氧侧吹炉铅冶炼熔池熔炼还原熔炼1富氧侧吹直接炼铅技术概述1.1富氧侧吹熔池熔炼炉结构简析富氧侧吹熔池的上面为富氧侧吹熔池熔炼氧化炉，下部为富氢侧吹熔池熔化还原炉。

富氧侧吹炉是一种直立的矩形结构，它由炉缸、炉顶、炉身、钢框等部件构成。

炉缸采用耐火原料，在炉缸以上的部分属于炉身，该部位采用铜水套和钢水套管连接。

富氧侧吹炉的最大特征是在炉身两个铜套筒上设置多个一次风孔，将富氧气体注入到熔融渣中。

在富氧气的影响下，熔液剧烈搅拌，加快反应速度。

在炉体两边三个铜套筒上分别设置若干次通风孔，将一定数量的气体吹进炉中，使炉膛中的易燃物质得到完全的焚烧。

三个铜水套以上的炉顶部用钢套管构成。

炉顶钢瓶上装有固体进料口、液体进料口和排气口。

在炉膛一端设置一个虹吸腔，用以对铅矿进行进一步澄清和分离，同时，铅经虹吸腔持续抽出，渣从料口处排出来。

采用滑槽将富氧侧吹氧化室和富氧侧吹还原炉相连通，从而实现对硫化精矿的氧化和富铅还原冶炼。

在富氧侧吹还原炉的一头，在炉顶附近设置液体高铅废渣进口。

1.2富氧侧吹直接炼铅工艺流程富氧侧吹直接炼铅工艺流程见图1。

图1 富氧侧吹直接炼铅工艺流程图富氧侧吹氧化炉和富氧侧吹还原炉是富氧侧吹法生产中的关键技术，采用滑槽将两个富氧侧吹炉串联起来，从而达到生产的目的。

富氧侧吹氧化炉产-次粗铅和高铅渣流入氧化炉的虹吸室内，一次处理后的粗铅可供使用。

虹吸将钢块不断排出，高铅渣通过滑槽向富氧侧吹还原炉内进行。

将二次粗铅和还原后的冶炼渣流入到还原炉的虹吸腔中，用虹吸将二次粗铅不断排出，在烟气中不断喷出还原渣，通过烟气提纯。

三座高炉产生的高温烟气由余热锅炉进行余热回收，富氧侧吹式氧化炉的高温烟气经余热锅炉、电收尘器后送入制酸装置，还原炉与烟化炉高温烟气经过余热锅炉、布袋除尘器后进行脱硫处理即可排空。