富集炉处理铅浮渣的生产实践

黄建勇，彭冠毅，杨跃新，谭代娣

（郴州市金贵银业股份有限公司，湖南郴州 423038）

富集炉处理铅浮渣的生产实践

黄建勇，彭冠毅，杨跃新，谭代娣

（郴州市金贵银业股份有限公司，湖南郴州 423038）

为回收铅浮渣中的有价金属，用富集炉代替反射炉对其进行火法处理。富集炉通过熔池分离铅铜进而实现有价金属的综合回收，具有日处理量大、床能率高、冰铜含砷低、炉子使用寿命长的优点，且铅铜分离效果好，完全能够满足连续地大批量处理铅浮渣的要求。

铅浮渣；富集炉；冰铜

在粗铅的电解精炼过程中，当阳极板中铜含量大于0.06%时，将导致阳极泥变得坚硬、致密，阻碍铅的正常溶解，使电压升高而引起其它杂质金属的溶解而析出，这不但增加了生产成本而且会使产品质量出现问题，影响生产［1］。所以粗铅电解前必须采用熔析除铜和加硫除铜两道工序，使铜降低至0.06%以下，经过除铜后产生了大量的铅浮渣，其主要成分为铅和铜，并含有一定量的金银铋等有价金属。为避免造成二次资源浪费，需要对其进行处理，回收其中的有价金属。

为有效富集和回收铅浮渣中的有价金属，目前国内主要采用反射炉对其进行处理。反射炉处理铅浮渣的工艺具有相同特点，铅浮渣金属回收率比较高，冰铜含铅较低，而且此法设备投资少，物料适应性强。但在生产过程中炉温波动大，由于碱性渣的存在，炉子使用寿命较短［2］，冰铜含量高，同时炉子物料处理量较小，每天每平方米炉膛面积只能处理2～3 t，不能够满足大批量地铅浮渣处理要求。某厂由于铅浮渣库存量大，而且每天还在不间断地产出铅浮渣，这样造成了场地占用率大，物料堆放困难，影响环境；更重要的是资金占用率高，不能有效盘活资金，造成了资金周转困难。在此情况下，急需大批量地处理铅浮渣，以便消耗库存，盘活资金。

1 富集炉熔炼铅浮渣的原理

富集炉熔炼铅浮渣是在适当的温度和还原气氛条件下，经过一系列复杂的化学反应后，铅浮渣中的铜富集于冰铜中，铅进入粗铅相。炉渣、冰铜和铅由于密度差而分离。铅浮渣中含有Pb、Cu等主要元素外，还含有一定量的Au、Ag等贵金属，贵金属主要进入粗铅中［3］。熔炼的炉料中加入的熔剂有：铁屑、硫铁矿、萤石。铁屑用来还原冰铜中的铅，生成氧化铁造渣，硫化铁用来补充硫，同时和氧化亚铜反应促进冰铜的生成。萤石用来降低火渣的熔点和降低冰铜中的铅含量。FeS和Cu2O在高温下将发生下列反应：

因为在熔炼中只要有FeS存在，Cu2O就会变成Cu2S，进而与剩下的FeS形成铜硫，富集炉处理铅浮渣工艺流程如图1所示。

图1 富集炉处理铅浮渣工艺流程

Cu2S－FeS二元系相图如图2所示。从图2可看出，当熔炼温度升至1 273 K时，Cu2S－FeS共晶物开始熔化，继续受热升高温度后，Cu2S－FeS共晶物组分不断变化而流入熔池。由于FeS在高温下能与许多金属硫化物形成冰铜，由图2可知，在熔炼温度1 473 K下，其均为液相，并完全互溶形成均质溶液，所以合理的反应炉温应控制在1 473 K以上。

图2 Cu2S－FeS二元系相图

2 富集炉熔炼铅浮渣的生产实践

2.1 炉子结构

该厂为了处理铅浮渣，在鼓风炉结构基础上进行了一定的改造：炉缸深度为750 mm，在底铅口上方300 mm处设一个直排式粗铅口，粗铅口上方150 mm开一个直排式冰铜口［4］，冰铜口前面设置了一个小前床，方便铅铜的分离，同时采用双渣口结构，渣口分设于炉子的前后两端；风口与水平面呈10°的向下倾角；为了较好的控制炉况，保证铅和铜的良好分离，炉膛横截面积设计为3.8 m2；为了降低水套被冰铜腐蚀的频率，水套下端15 cm截去，改用耐火砖替代，同时在水套挨着炉缸的内层砌上耐火砖保护水套。

2.2 工艺步骤

按照重量比6∶3∶1的比例配入铅浮渣、底吹炉冰铜渣、火渣作为炉料，主要成分见表1。按照10%配入硫铁矿、炉料总重量的7%配入铁屑、炉料总重量的3%配入石灰石、总重量的15%～18%配入焦炭混匀。将混合物料从富集炉顶部加料口连续加入，辅以富氧助燃进行还原熔炼。熔池温度控制在1 200～1 350℃，压力5～10 kPa［4］，主要工艺控制参数见表2。发现风口上渣时，立即从前出渣口或后出渣口中交替放渣。放渣过程中发现渣中带有冰铜时，停止放渣，打开冰铜口放冰铜，冰铜放完后，立即打开粗铅口放粗铅。粗铅放完后立即堵好粗铅口，依次循环操作。

表1 入炉物料主要成分

表2 主要工艺控制参数

2.3 工艺主要特点

该冶炼厂富集炉处理铅浮渣与其它处理方法相比，有较为明显的优势，技术经济指标对比见表3（其中该厂为D冶炼厂）。

由表3可见，本工艺主要有以下特点：

1.物料适应性强，铜铅分离效果好，铜铅比3.5～4.2，铜金属绝大多数富集于冰铜中，渣含铜在0.5%以下，而铅金银等主要有价金属则进入粗铅中，渣含铅在1%以下，锌在火渣中富集，可以通过烟化炉进一步提取锌。

2.铅浮渣连续处理量大，产能高，能耗低，每平米炉膛每天可以处理45～50 t的铅浮渣，焦炭消耗为炉料的14%～17%。

表3 主要技术经济指标对比

3.炉子使用寿命比反射炉长，熔剂中不加碱性物质，炉缸内衬使用刚玉料混匀捣固，能够较好地保护炉缸，保障生产的连续性。

4.通过富集炉的熔池搅动、充分反应，原料中的砷几乎全部进入烟灰和火渣中，冰铜含砷很低，脱砷较为完全，为后续冰铜处理减少了麻烦。

3 结 论

该冶炼厂富集炉处理铅浮渣的各项技术经济指标表明：

1.富集炉处理铅浮渣具有处理量大、产能高等优点，每平米炉膛每天可以处理45～50 t的铅浮渣，这完全能够满足大批量处理铅浮渣的要求。

2.金属富集程度高，铜铅比高，烟尘率低，冰铜产出率高。

3.冰铜含砷低，降低了冰铜后续处理脱砷的成本。

4.燃料率低，焦耗低，生产运行稳定，经济效益良好。

5.炉子使用寿命延长，降低了炉子维修成本，有效地保障了生产的连续稳定正常运行。

［1］ 蔡文.卡尔多炉处理铅浮渣工艺研究［D］.兰州：兰州大学，2013.

［2］ 王迎爽，陈为亮，张殿冰，等.铜浮渣处理方法的研究进展［J］.云南冶金，2012，41（6）：35－38.

［3］ 王吉坤.铅锌冶炼生产技术手册［M］，北京：冶金工业出版社，2012.

［4］ 陈明辉，杨跃新，张剑锋，等.铅冶炼渣料中有价金属高效富集回收技术［P］.中国专利：201310105064.3，2013－03－29.

Practice of Treating Lead Dross by Enrichm ent Furnace

HUANG Jian-yong，PENG Guan-yi，YANG Yue-xin，TAN Dai-di
（Jingui Silver Industry Co.，Ltd.，Chenzhou 423038，China）

For recycling the valuable metals in the lead dross，use enrichment furnace instead of reflection method to deal with it.Enrichment furnace separates lead and copper by molten pool and then realizes the comprehensive recovery of valuablemetals，and it can fully meet the requirements of continuous processing large quantities of lead drosswith the advantages of large quantity，high bed capacity，low matte arsenic，and long service life of the furnace，furthermore，the separation effect of lead and copper is good.

lead dross；enrichment furnace；coppermatte

TF806.2

A

1003－5540（2016）04－0049－02

2016－06－26

黄建勇（1986－），男，助理工程师，主要从事有色金属的综合回收工作。