氧化铅矿熔炼项目工艺设计草案

一 前言

1铅的性质和用途 

    铅为蓝灰色金属，原子量207，熔点327℃，沸点1525℃，比重11.34，可与许多金属组成合金。在干燥空气中，铅不发生化学反应，在潮湿空气中，铅表面氧化呈铅灰色。

铅是一种用途广泛的有色金属，主要应用于蓄电池、电缆护套、熔断丝、轴承合金、焊料、防腐板、颜料等。

2 铅的主要原料和生产方法

    我国是世界上铅资源大国，已探明资源量3482万吨，主要分布在云南、四川、广东、湖南、甘肃等地，06年我国铅产量274万吨。

    铅矿以硫化铅矿为主，常伴生闪锌矿等，铅矿品位一般在0.5—5.0%之间。氧化铅矿储量小，以白铅矿为主，常伴生菱锌矿、菱铁矿等。

    铅的生产以硫化铅精矿为主，主要采用火法冶炼，湿法冶炼工艺处于试验阶段，未工业化应用。

火法炼铅首先是矿石选矿生产铅精矿，然后造球--烧结脱硫，鼓风（或熔池）熔炼生产粗铅，{zh1}粗铅电解生产精铅。

3 氧化铅矿熔炼的工艺选择

    氧化铅矿熔炼工艺一般采用选矿—造球—烧结—鼓风炉熔炼传统工艺。氧化铅矿属难选矿种，一般铅选矿回收率80—90%，鼓风炉熔炼铅直接回收率一般90%左右。所以采用传统的鼓风炉熔炼铅的回收率低于80%。另外鼓风炉熔炼采用焦碳，产生烟气量大，对环境造成污染。

    贵州毕节（赫章）地区的氧化铅典型的矿石成分组成如下：

    由于原矿铅品位高，矿石含硫低，贵州安顺地区煤炭资源多，电力资源丰富，所以选用矿热炉熔融还原炼铅具有一定优势：

（1）                原矿不经选矿，工艺简单，适于小型企业。

（2）                铅回收率达90%以上。

（3）                矿热炉熔炼烟气量小，易于回收烟尘和烟气治理。

二 毕节氧化铅矿熔炼项目工艺流程

       原  矿

                                                                                    辅助材料

    +30mm         -30+3mm         -3mm

 粉尘

 炉渣    粗铅     烟气        

烟尘

三 电炉熔炼氧化铅矿的原理

    氧化铅矿以PbCO₃、ＰbＳO₄为主，还含有ZnCO₃、FeCO₃等金属矿物，及硅、铝、钙、镁等非金属氧化物。

    回转窑高温焙烧，脱去自然水和结晶水，金属矿物发生以下反应：

     PbCO₃   高温        PbO + CO₂

     PbSO₄   高温        PbO + SO₃  

     ZnCO₃   高温        ZnO + CO₂

     FeCO₃   高温        FeO + CO₂

在矿热电炉内熔融状态下，金属氧化物与碳质还原剂反应，生成金属和一氧化碳，反应式如下：

     PbO + C                        Pb + CO

     ZnO + C                        Zn + CO

      Zn + O                        ZnO

     FeO + C                        Fe + CO

     Ag₂O +C                        2 Ag + CO

生成的铅、银和铁沉入炉底，生成的锌随高温烟气上升后迅速氧化变成氧化锌，与烟尘一起回收，再返回混碾机。原矿中硅铝氧化物与石灰、苏打等辅助材料熔融造渣，与金属铅银互相分离。

四  主要工艺过程和设备选型

以日处理70吨原矿设计，原矿含自然水10%，原矿铅品位按28%计，矿热炉熔炼铅直接回收率 85%计。

（一）           原料准备工段

  1 筛分：为减少造球负荷，原矿先进行筛分，将原料分出+30mm大块、-30mm+3mm小块和-3mm细粒三种，大块原料进行破碎，小块原料直接进入烧结炉，细粒原料与辅助原料混合进行造球。

筛分设备选用矿用振动筛，处理量4吨/时。

  2 破碎：将不适合直接进行熔融还原的大块原料破碎成-30mm以下，再返回振动筛筛分。

破碎设备选用颚式破碎机，处理量1吨/时。

  3 辅助原料准备：将还原剂无烟煤或焦碳进行筛分，颗粒状直接进入矿热炉，粉状与细粒原料混合造球。

无烟煤破碎选用反击式破碎机，处理能力1吨/时。

（注：可选用锤式破碎机破碎）

（二）           压球烧结工段

  1 配料：将辅助原料和-3mm原矿充分混合。

配料设备选用料仓、斗式提升机，储量一吨，提升机能力1吨/时。

  2 混碾：将辅助原料和细粒原矿用适量水在混砂机内混匀，为下一步压球提供原料。

混碾设备选用铸造用混砂机，处理量3吨/时。

  3 压球：混碾后原料压制成20—30mm球状，利于烧结和熔融还原。

压球设备选用压球机，处理量2吨/时。

  4 烧结：-30mm+3mm原矿和原料生球通过高温烧结，脱去水分，提高入炉原料温度，节约熔炼电力消耗。烧结用水煤气作燃料，既清洁环保又易于操作，也不需建造大型烟囱。

烧结设备选用回转窑，处理量3吨/时，水煤气发生炉处理0.3吨/时原煤。

（三）           矿热炉熔炼

  1 熔炼：烧结后原料以高温状态直接进入矿热炉熔炼，同时按比例配加还原剂。

    矿热炉变压器选用2000KVA，炉体为圆形，直径4500mm，高度2000mm，炉膛内径3000mm，高度1500mm，石墨电极直径300mm，极心圆直径900mm。处理能力2500—3000千克烧结料。

  2 除尘：矿热炉烟气用旋风除尘器和脉冲布袋除尘器除尘，达到回收铅灰和治理烟气，保护环境的目的。

五 主要设备和辅助设备表

按日产10吨粗铅计算进行设备配置，主要设备见下表：

辅助设备见下表:

设备投资估算：

    主要设备合计约100万，辅助设备约15万。

六 设备连接示意图

设备连接示意图见附图1。

七 厂区布置与主要构筑物

厂区平面布置图见附图2。

主要构筑物及要求见下表：

八 人员配置

   人员配置见下表：（按三班工作制）

九 生产经济技术指标(估算)

主要技术指标：

1 铅一次回收率  80—85 %

2 铅总回收率    >95 %

3 银回收率      >98%

4 炉渣含铅量    <2 %

主要原料消耗：（以吨粗铅计）

1 原矿石        3.6 吨

2 烟煤          约0.3吨

3 还原用碳      约0.2吨

4 电耗          约2200Kwh

生产成本和经济效益(略)