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延长铅锌密闭鼓风炉的大修周期李新民【摘要】文章分析了铅锌密闭鼓风炉耐火材料的侵蚀机理,介绍了韶关冶炼厂鼓风炉耐火材料方面的改进及使用效果.【期刊名称】《湖南有色金属》【年(卷),期】2006(022)004【总页数】2页(P63-64)【关键词】铅锌密闭鼓风炉;炉身;红柱石砖【作者】李新民【作者单位】韶关冶炼厂,广东,韶关,512024【正文语种】中文【中图分类】TF06铅锌密闭鼓风炉是ISP法炼铅锌的主体设备。
如图1所示，密闭鼓风炉结构与一般炼铅鼓风炉相似，由炉基、炉缸、炉腹、炉身、炉顶组成。
但是密闭鼓风炉炉温最高区域的炉腹采用喷淋冷却炉壳；风嘴采用水冷活动式；炉身用轻质高铝砖和高炉高铝砖砌筑，加强保温以维持炉顶的高温；炉身上部除设有清扫孔外，在一侧设有炉喉与冷凝器相连；设数个炉顶风口，以便鼓入热风使炉气中CO燃烧，提高炉顶温度；密封炉顶采用悬挂式浇注炉顶，以异形吊挂为骨架；炉顶上装有双钟加料器。
鼓风炉炼铅锌采用高温高钙强还原性作业，正常作业时炉身内高温带温度达1 200～1 350℃，为了避免锌蒸气的二次氧化，炉身顶部温度也高达1 000～1050℃。
鼓风炉在熔炼过程中容易发生炉身结瘤故障，特别是炉喉、四个炉门和二次风口及以上部位，常采用炸药爆破、焦洗、返渣洗炉等方法处理。
焦洗时，炉顶温度高达1 350～1 400℃。
对难以清除的炉渣需用一定份量的炸药进行爆破清渣。
每隔1～2周需休风清扫一次，在2 h内降温达到500℃以上。
2000年以前韶关冶炼厂（以下简称韶冶）两台鼓风炉的检修周期是两年进行一次大修。
随着对耐火材料和冷却方面研究的加深，为了提高设备作业率，降低成本，提高产量，韶冶决定将检修周期延长至三年一大修。
其核心设备鼓风炉改进的成功为这一工艺改进的成功奠定了基础。
1.1 耐火材料破损情况耐火材料内衬的改进是三年一大修改进的关键要素。
韶冶鼓风炉炉缸采用优质镁砖砌筑的双层反拱结构，在每年一次的中修过程中，发现底部反拱基本完好。
氧气底吹熔炼—鼓风炉还原炼铅新技术氧气底吹熔炼—鼓风炉还原炼铅法一、氧气底吹熔炼—鼓风炉法简介氧气底吹熔炼—鼓风炉还原炼铅法工艺流程为:熔剂、铅精矿或二次铅原料及铅烟尘经配料、制粒或混捏后进行氧气底吹熔炼,产出烟气、一次粗铅和铅氧化渣,烟气经余热锅炉回收余热和电收尘器收尘后采用二转二吸工艺制酸,尾气排放,铅烟尘返回配料。
铅氧化渣经铸块后与焦块、熔剂块混合后入鼓风炉进行还原熔炼,产出炉渣、烟气和粗铅,烟气经收尘后放空,铅烟尘返回配料。
工艺主要设备包括可旋转式氧气底吹熔炼炉,多元套管结构氧枪（多通道水冷高温喷镀耐磨底吹氧枪）,特殊耐磨材质的氧枪口保护砖，浅层分格富铅渣速冷铸渣机（铅氧化渣铸渣机）,带弧型密封罩和垂直模式壁中压防腐余热锅炉，全封闭铅烟尘输送配料等, 新型结构鼓风炉（双排风口大炉腹角高料柱）等。
工艺的核心设备是氧气底吹熔炼炉。
熔炼炉炉型结构为可回转的卧式圆筒形,在炉顶部设有2～3 个加料口,底侧部设有3～6 个氧气喷入口,炉子两端分别设一个虹吸放铅口和铅氧化渣放出口。
炉端上方设有烟气出口。
铅精矿的氧化熔炼是在一个水平回转式熔炼炉中进行的。
铅精矿、铅烟尘、熔剂及少量粉煤经计量、配料、圆盘制粒后, 由炉子上方的气封加料口加入炉内, 工业纯氧从炉底的氧枪喷入熔池。
氧气进入熔池后, 首先和铅液接触反应, 生成氧化铅(PbO ) , 其中一部分氧化铅在激烈的搅动状态下, 和位于熔池上部的硫化铅(PbS) 进行反应熔炼, 产出一次粗铅并放出SO 2。
反应生成的一次粗铅和铅氧化渣沉淀分离后, 粗铅虹吸或直接放出,铅氧化渣则由铸锭机铸块后, 送往鼓风炉工段还原熔炼, 产出二次粗铅。
出炉SO 2 烟气采用余热锅炉或汽化冷却器回收余热, 经电收尘器收尘, 送硫酸车间处理。
熔炼炉采用微负压操作, 整个烟气排放系统处于密封状态, 从而有效防止了烟气外逸。
同时, 由于混合物料是以润湿、粒状形式输送入炉的, 加上在出铅、出渣口采取有效的集烟通风措施, 从而避免了铅烟尘的飞扬。
对铅冶炼技术及进步的展望铅冶炼技术是确保铅金属产量的重要载体。
本文从常见的铅冶炼技术入手，分析了铅冶炼技术中较为先进的闪速炼铅技术，并对其未来的进步进行了展望。
旨在与同行进行业务交流，以不断促进铅冶炼企业经济效益的最大化，从而更好地满足低碳背景下我国经济发展发展对铅金属消费的需要。
标签：铅冶炼技术闪速炼铅技术进步展望目前，已经进入节能环保的新时期，如何在确保达到节能目标的同时保证铅产量的需要，已成为新时期背景下的铅冶炼企业共同面临的问题。
因而在做好铅冶炼技术分析的基础上，还应对现有的铅冶炼技术进行改进，进而促进铅冶炼技术进步的同时达到上述的双重目标。
基于此，笔者结合自身工作实践，就此展开以下几点探究性的分析。
1基于铅冶炼技术现状的几点概述1.1常见的铅冶炼技术在我国铅冶炼行业中，常见的铅冶炼技术主要有以下几种：一是利用烧结—鼓风炉进行铅冶炼；二是卡尔多炉铅冶炼技术；三是澳斯麦特铅冶炼技术；四是氧气底吹熔池铅冶炼技术；五是水口山铅冶炼技术；六是基夫赛特铅冶炼技术；七是HUAS闪速铅冶炼技术。
其中，烧结—鼓风炉铅冶炼技术最为落后，且能耗大，但由于经济性强，因而目前仍广泛应用，而基夫赛特铅冶炼技术和HUAS 闪速铅冶炼技术是最为先进的铅冶炼技术。
1.2闪速铅冶炼技术的特点在上述的多种铅冶炼技术中，基夫赛特铅冶炼技术和HUAS闪速铅冶炼技术均属于闪速炼铅技术。
因而为了促进铅冶炼技术的发展，就必须加强对闪速炼铅技术的改进，但是在改进之前，必须对其特点有一个基本的认识。
就笔者多年的工作实践来看，该技术具有的特点主要体现在以下几个方面：一是对原料具有较强的适应性。
在应用过程中，不仅可以利用闪速熔炼炉对品位较低的铅精矿进行直接处理，而且还能在对铅精矿进行处理的同时配以相应的锌浸出渣，进而达到铅锌联合生产的目的。
二是烟气量很小。
在利用闪速铅冶炼技术进行铅冶炼时，由于主要选用高富氧、纯氧等进行冶炼，不仅能够降低氮气升温过程中热量的消耗，而且能有效的降低烟气量，尤其能将氧气中二氧化硫的浓度提升[1]。
1 锌的冶炼方法1.1 火法冶锌火法冶锌是基于铅锌的沸点不同，使其还原后分离的方法，其工序为：精矿焙烧，烧结矿、熔剂、焦炭在密闭鼓风炉中还原焙烧成金属。
火法冶锌又可分为：竖罐炉法，鼓风炉法，电炉法及其它土法冶锌。
1.2 电炉法电炉法是利用电能直接在电炉内加热炉料，经还原熔炼连续蒸发出锌蒸气，然后冷凝得粗锌，再精炼得精制锌，或将锌蒸气骤冷得超细锌粉。
该法可以处理焙砂、氧化矿、煅烧的菱锌矿，也可以在炉料中配入适量锌浮渣。
电炉法产锌约占3％。
该方法工序简单，投资省，建设周期短，热利用率高，环保条件也可以。
但该方法生产规模小，单台电炉产量为1000～2500t／a，吨锌电耗4000～5000kW·h，只在电源丰富的地方采用，近年来，各地建立了一批电炉冶锌厂，规模在年产2000t以下。
1.3 火法炼锌是基于氧化锌在高温条件下能被炭质还原剂还原，使锌挥发出来，而与原料中其他组分分离，其还原反应为：ZnO+CO=Zn（气）+CO2挥发出来的锌蒸气，经冷凝成为液体金属锌。
火法炼锌的原则流程如图所示。
50年代出现的密闭鼓风炉炼锌，使火法炼锌获得了新的发展。
其优点是能处理铅、锌复含精矿及含锌氧化物料，在同座鼓风炉中可生产出铅、锌两种不同金属。
但目前只占锌产量的左右。
1、4 锌冶炼性质的特殊性表现为：沸点低，在火法冶炼温度下难以液态产出；氧化物稳定性高，一方面是还原挥发难度较大，冷凝中易重新氧化；另一方面决定了难以从硫化物直接氧化得到金属；负电性大，电积过程对净化要求高。
对锌冶炼方法可能发展的方面简要介绍如下：（1）以液态产出锌的还原熔炼法，需采用高压火法设备，在可以预见的未来，不会成功。
（2）硫化物直接氧化产出锌，实现的可能性很低。
（3）硫化物直接还原，日本东京大学开展了在氧化钙存在条件下，用碳直接还原挥发锌的研究，但目前只进行了实验室试验。
此外，大量含硫化钙的罐渣如何处理尚需研究。
（4）喷吹炼锌法：该工艺是将焦粉、氧气、锌焙砂喷入熔体渣中，使锌还原挥发，再用铅雨冷凝。
目前，我国铅锌冶炼技术比较成熟，铅冶炼以侧吹或底吹熔池熔炼为主的三连炉工艺，锌冶炼以湿法浸出为主的工艺，在环保和能耗方面都处于国际领先水平。
密闭鼓风炉炼铅锌工艺（以下简称“ISP工艺”）则是一种比较成熟的铅锌联合冶炼方法，也是当今世界最主要的火法炼锌工艺，具有原料适应性强、综合回收利用水平高、经济效益好、锌锭品质高等优势，但同时也因能耗较高、环保风险大等问题受到广泛关注。
为更好地掌握国内ISP工艺技术装备发展水平，环保、能耗现状，定位其功能价值，为政府部门制定相关政策提供参考依据。
2023年3月起，中国有色金属工业协会对国内4家ISP冶炼企业进行了调研，并于10月17日组织国内ISP企业、长沙有色设计院、宝武环科等多家单位，在广东省韶关市召开专题研讨会，分享各自在环保技改方面的工作，总结成功经验，探讨下一步工作重点。
在此基础上，形成本篇文章，分享近年来ISP工艺取得的进展，以及转型升级和绿色发展的几点思考。
ISP工艺发展现状ISP工艺于20世纪60年代由英国帝国熔炼公司开发，是唯一能够处理铅锌混合原料，又能搭配锌二次氧化物料，生产高品质精锌产品的短流程冶炼工艺。
截至2023年年底，全球有接近10台套ISP工艺稳定在产，约占全球锌产量的7%，其中，国外运行较好、工艺技术指标比较先进的是日本八户冶炼厂。
我国现有4台套在产，合计年产能约45万吨，基本情况如下：1.深圳市中金岭南有色金属股份有限公司韶关冶炼厂该厂位于广东省韶关市，于1975年建成了我国第一座炉身面积为17.2平方米的ISF炉，设计年产粗铅锌5万吨，后扩能到10万吨/年，目前该系统已停产并拆除。
1996年，韶关冶炼厂兴建了第二座炉身面积为17.2平方米（后增大到27.96平方米）ISF炉，目前Ⅱ系统ISF炉设计粗铅锌年产能15万吨（10万吨锌和5万吨铅）。
2.白银有色集团股份有限公司第三冶炼厂该厂位于甘肃省白银市，始建于1966年，1978年试生产，该ISP系统具备年产精锌8万吨、电解铅2万吨、精镉300吨、铅基合金5万吨、金金属量500千克、银金属量40吨、铟金属量10吨、氧化锌6700吨、硫酸15万吨、粗铜4500吨的生产能力。
韶关冶炼厂Ⅰ、Ⅱ系统铅锌密闭鼓风炉技术改造效果及对比钟勇【摘要】文章主要介绍了韶关冶炼厂30万t挖潜技术改造中Ⅰ、Ⅱ系统铅锌密闭鼓风炉系统改造情况,并对改造后效果进行对比分析,为今后鼓风炉改造提供-定参考.【期刊名称】《湖南有色金属》【年(卷),期】2008(024)006【总页数】5页(P27-30,66)【关键词】密闭鼓风炉;喷淋炉壳;技术改造;效果【作者】钟勇【作者单位】韶关冶炼厂,广东,韶关,512024【正文语种】中文【中图分类】TF065韶关冶炼厂（以下简称韶冶）始建于 20世纪 60年代，采用帝国熔炼技术（ISP 工艺）生产铅锌，设计规模为年产铅锌5万t，于 1975年建成投产。
在对国外技术消化吸收的基础上，经过一系列技术改造，1987年生产能力达 7.5万 t，1992年达到 10万t。
与此同时新建了第二套 ISP系统，设计能力为 8.5万 t／a，于1996年建成投产，当年达到设计能力。
两套生产系统虽然经过多次技术改造，但是每次改造都是局部的更新改造，导致各主要工序和主要生产能力和技术水平不平衡增长。
有的工序和设备的能力尚有富余，有的部分能力不够，从而影响全厂生产能力的进一步提高。
如果要发挥现有设备的富余能力，必须对装备水平相对落后和制约产量的局部工艺设备进行技术改造。
为此，韶冶对两个系统进行攻关挖潜技术改造，挖掘现有潜在生产能力，从而将韶冶铅锌金属产能提高至 30万 t，达到扩大产量、降低生产成本、加强资源综合利用、节能环保及提高竞争能力的目的。
2006年和2007年底韶冶分别对Ⅰ、Ⅱ粗炼系统进行了以烧结机、铅锌密闭鼓风炉为核心的攻关挖潜技术改造，文章主要介绍Ⅰ、Ⅱ系统铅锌密闭鼓风炉改造主要内容及改造后生产情况，并对两个系统鼓风炉改造效果进行对比分析。
1.1 铅锌密闭鼓风炉由于受Ⅰ、Ⅱ系统鼓风炉厂房结构所限，韶冶 30万 t挖潜技术改造目标要求Ⅰ、Ⅱ系统密闭鼓风炉粗铅锌产量从 10万 t／a分别提高到 12.5万 t／a、15万 t／a，根据理论测算，Ⅰ系统主风口风量需从 36 km3／h提高至 38～39 km3／h，Ⅱ系统主风口风量需提高至45～46 km3／h。
作者简介:王志刚(1962-),男,高级工程师,从事有色冶炼工艺设计与试验研究。
・冶 炼・密闭鼓风炉炼铅锌技术改进及展望王志刚(长沙有色冶金设计研究院,湖南长沙 410011)摘 要:阐述密闭鼓风炉炼铅锌技术在鼓风烧结、ISF 熔炼及配套设施方面的主要技术改进。
并对ISP 技术发展进行了展望。
关键词:ISP ;烧结;熔炼;技术改进中图分类号:TF806121 文献标识码:A 文章编号:1003-5540(2003)06-0019-04 密闭鼓风炉炼铅锌技术(简称ISP )是由英国帝国熔炼公司于五十年代发明的在一台密闭鼓风炉内同时熔炼铅、锌的方法。
该技术具有对原料适应性强、有价金属选冶综合回收率高、能源综合利用率高、易于实现过程的自动化以及“三废”治理效果显著等优点。
所以,越来越多的国家已把它作为现代有色冶金的主要生产手段和先进工艺。
至九十年代末,先后在13个国家建了18座铅锌密闭鼓风炉,产量已占世界铅锌总产量的14%以上。
近十年来,ISP 技术日趋完善,耗炭系数由0.76降至0.66,单台炉子年粗铅锌产量不断增加,原来产粗锌铅5×104t 的标准炉,现已达到112×105t ,有的仅产粗锌就已超过1×105t 。
我国工程技术人员从20世纪60年代开始对ISP 生产工艺和设备进行研究,在消化吸收国外技术的基础上,进行了许多技术改进,达到了提高生产能力、降低生产成本、提高经济效益、改善环境和操作条件的目的。
1 主要技术改进近年来,我国工程技术人员对ISP 生产工艺和设备不断技改创新,各项指标大幅提高,节能降耗效果明显,基本达到国际先进水平。
现将韶关冶炼厂(简称韶冶)ISP 工艺及设备所作的技术改造主要内容简述如下:1.1 鼓风烧结工艺改进1.1.1 全返烟烧结铅锌焙烧普遍采用鼓风返烟烧结,以提高烟气中SO 2浓度。
为了提高烧结料中硫汞的利用率,减少其对环境的污染,韶冶已将含硫、汞较低的烧结机尾的通风排气返回烧结,作为新鲜空气使用。
