簡介：我國引進(jìn)了國外所有煉鉛新技術(shù)，1985年白銀有色金屬公司引進(jìn)了QSL煉鋁法，1992年建成投產(chǎn)，至2005年的十多年間試車3次合計運(yùn)行不足12個月而停產(chǎn)至今;1999年，云南冶金集團(tuán)曲靖冶煉廠引進(jìn)ISA富氧頂吹熔煉—鼓風(fēng)爐還原煉鉛法，至今生產(chǎn)正常;2003年，西部礦業(yè)引進(jìn)了卡爾多爐煉鉛法，2005年建成投產(chǎn)，試運(yùn)行1年多后停產(chǎn)至今;2008年，江西銅業(yè)鉛鋅金屬有限公司和株冶集團(tuán)先后引進(jìn)了基夫賽特?zé)掋U法，并于2012年先后投料試產(chǎn)。
我國引進(jìn)了國外所有煉鉛新技術(shù)，1985年白銀有色金屬公司引進(jìn)了QSL煉鋁法，1992年建成投產(chǎn)，至2005年的十多年間試車3次合計運(yùn)行不足12個月而停產(chǎn)至今;1999年，云南冶金集團(tuán)曲靖冶煉廠引進(jìn)ISA富氧頂吹熔煉—
鼓風(fēng)爐還原煉鉛法，至今生產(chǎn)正常;2003年，西部礦業(yè)引進(jìn)了卡爾多爐煉鉛法，2005年建成投產(chǎn)，試運(yùn)行1年多后停產(chǎn)至今;2008年，江西銅業(yè)鉛鋅金屬有限公司和株冶集團(tuán)先后引進(jìn)了基夫賽特?zé)掋U法，并于2012年先后投料試產(chǎn)。
在借鑒 QSL法基礎(chǔ)上開發(fā)的氧氣底吹—鼓風(fēng)爐還原(SKS)煉鉛法，是目前我國主流的鉛冶煉方法，年產(chǎn)能已接近300萬t。在SKS法基礎(chǔ)上開發(fā)的液態(tài)高鉛渣直接還原技術(shù)也于2010年實現(xiàn)了工業(yè)應(yīng)用，使鉛冶煉能耗及處理成本大幅降低，鉛及貴金屬回收率明顯提高，環(huán)境明顯改善，形成了具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的“三段爐”煉鉛法，淘汰了鼓風(fēng)爐。
由北京礦冶研究總院和靈寶市華寶產(chǎn)業(yè)集團(tuán)合作研發(fā)的鉛富氧閃速熔煉技術(shù)也取得了成功，并于2011年建成投產(chǎn)了年產(chǎn)10萬t鉛的冶煉廠。由于融合了富氧閃速強(qiáng)化熔煉脫硫、熾熱焦濾層高效還原和電爐強(qiáng)制攪拌還原等過程，鉛富氧閃速熔煉法對入爐鉛物料的適用范圍廣，使低品位鉛礦、二次鉛物料的經(jīng)濟(jì)利用成為現(xiàn)實，并徹底淘汰了高耗能的煙化爐，形成了清潔、高效、短流程、高適應(yīng)性、伴生金屬回收率高的直接煉鉛新工藝。
和鉛冶煉技術(shù)類似，我國同樣引進(jìn)了國外幾乎所有的鋅冶煉新技術(shù)。2008年中金嶺南股份有限公司丹霞冶煉廠引進(jìn)了加拿大舍利特-高爾登(Sherritt Gordon)公司的鋅精礦兩段逆流加壓氧浸技術(shù)，用于處理凡口鉛鋅礦富含鎵鍺的鋅精礦，設(shè)計規(guī)模為年產(chǎn)電鋅10萬t，并于2009年建成試產(chǎn)，目前已經(jīng)達(dá)產(chǎn);株洲冶煉廠引進(jìn)了芬蘭奧特昆普(Outokumpu)硫化鋅精礦常壓富氧直接浸出技術(shù)，設(shè)計規(guī)模為年產(chǎn)電鋅13萬t，并于2009年建成投產(chǎn)，目前也已經(jīng)達(dá)產(chǎn)。
鉛鋅行業(yè)技術(shù)進(jìn)步取得重要進(jìn)展，自主開發(fā)的“氧氣底吹—鼓風(fēng)爐還原煉鉛”技術(shù)(SKS)已經(jīng)得到推廣使用，粗鉛綜合能耗降至380~426kgce/t，總硫利用率95%~96%，使我國鉛冶煉技術(shù)進(jìn)入世界領(lǐng)先行列，有效解決了傳統(tǒng)鉛冶煉工藝存在的污染問題，大大降低了能耗，是國家推薦的節(jié)能高效的先進(jìn)技術(shù)，已列人最新頒布的《鉛鋅行業(yè)準(zhǔn)入條件》。
國內(nèi)鋅濕法冶金仍以常規(guī)的鋅精礦沸騰焙燒——浸出—凈化——電積為主流。為解決常規(guī)浸出法存在的浸出渣回轉(zhuǎn)窯還原揮發(fā)能耗高、環(huán)境污染大的弊端，又發(fā)展出了熱酸浸出黃鉀鐵釩法和熱酸浸出低污染沉鐵法;針鐵礦除鐵法在丹霞冶煉廠和株洲冶煉廠也實現(xiàn)了工業(yè)應(yīng)用。云南祥云飛龍實業(yè)有限責(zé)任公司以難處理含氟氯的氧化鋅二次物料為原料，開發(fā)出了自主知識產(chǎn)權(quán)的“浸出一萃取一鋅電積”的新技術(shù)，自2005年以來相繼建成了1萬t、2萬t和10萬t規(guī)模的鋅冶煉廠，對我國再生鋅冶煉技術(shù)的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。
鉛冶煉行業(yè)推廣液態(tài)高鉛渣直接還原煉鉛技術(shù)，取代原有燒結(jié)機(jī)鼓風(fēng)爐煉鉛工藝，使我國鉛冶煉工藝技術(shù)提高到世界先進(jìn)水平，大大降低了鉛冶煉能耗、SO 及含重金屬煙塵的排放量。今后鉛、鋅冶煉重點是推廣液態(tài)高鉛渣直接還原工藝技術(shù)、完善和提高氧氣底吹熔煉爐熔煉技術(shù)、鉛富氧閃速熔煉工藝、鉛漩渦柱閃速熔煉工藝及高壓或常壓富氧直接浸鋅技術(shù)。4.3.2 鉛鋅冶金科技進(jìn)步發(fā)展方向
鉛鋅行業(yè)技術(shù)升級加快，采用清潔環(huán)保、節(jié)能降耗的先進(jìn)工藝，提高資源綜合利用水平的鉛鋅聯(lián)合冶煉成為發(fā)展方向。鉛鋅行業(yè)技術(shù)不斷進(jìn)步，正在逐漸改變國內(nèi)鉛鋅產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，推動產(chǎn)業(yè)向綠色低碳發(fā)展。
鉛、鋅冶煉的節(jié)能減排是一個重點，要做好以下工作：①充分利用余熱余壓節(jié)能，充分利用熱導(dǎo)油技術(shù)、蓄熱室燃燒技術(shù)、熱能高效梯級利用技術(shù)，利用氮氣回收熱能及中低溫廢熱進(jìn)行發(fā)電;②要重視能量的系統(tǒng)優(yōu)化，提高能源的利用率，提高高爐窯的熱效率，加強(qiáng)爐窯的保溫，改進(jìn)窯內(nèi)的燃燒氣氛，提高工序的連續(xù)化;③采用新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝，讓一批關(guān)鍵技術(shù)成為減排的重要支撐;④提高管理效益，運(yùn)用現(xiàn)代化的管理方法，對企業(yè)耗能的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行細(xì)分，重點攻關(guān)，層層突破。鉛、鋅冶煉重點是推廣液態(tài)高鉛渣直接還原工藝技術(shù)、完善和提高氧氣底吹熔煉爐熔煉技術(shù)、鉛富氧閃速熔煉工藝和鉛漩渦柱閃速熔煉工藝。只有依靠先進(jìn)的科技成果，才能實現(xiàn)鉛鋅冶煉的節(jié)能減排難題。開發(fā)一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)、短流程和連續(xù)化為主要特征的煉鉛關(guān)鍵技術(shù)和裝備，就可以提升我國鉛冶煉工業(yè)的整體技術(shù)裝備水平和核心競爭力。當(dāng)前，除了低電耗大極板鋅電解與自動剝板系統(tǒng)技術(shù)，生產(chǎn)每噸鋅能夠節(jié)電200kW·h以外，在國內(nèi)的鋅冶煉過程中，其他技術(shù)或者落后工藝的節(jié)能潛力已經(jīng)不大?！笆濉逼陂g，如果液態(tài)高鉛渣直接還原工藝技術(shù)普及率能夠達(dá)到30%，鉛富氧閃速熔煉工藝和漩渦柱流股連續(xù)熔煉技術(shù)普及率達(dá)到20%，低電耗大極板鋅電解與自動剝板系統(tǒng)技術(shù)普及率達(dá)到20%，那么通過加強(qiáng)余熱余壓回收，推廣高效節(jié)能電動機(jī)、高效風(fēng)機(jī)、泵，壓縮機(jī)及高效傳動系統(tǒng)等，國內(nèi)鉛、鋅冶煉行業(yè)每年就可以減少二氧化碳排放約120萬t。
(1)建立鉛鋅聯(lián)合企業(yè)
鉛鋅冶煉行業(yè)節(jié)能技術(shù)未來的發(fā)展必須改變傳統(tǒng)的冶煉工藝，轉(zhuǎn)變?yōu)殂U鋅聯(lián)合冶煉循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)模式，該模式是依靠工藝升級，建立鉛鋅聯(lián)合冶煉整體化工藝流程，鉛系統(tǒng)處理鋅系統(tǒng)產(chǎn)生的二次物料，鋅系統(tǒng)處理鉛系統(tǒng)產(chǎn)生的二次物料，形成良性的內(nèi)部物料循環(huán)，最終鉛、鋅兩大系統(tǒng)只產(chǎn)生一種無害棄渣，SO，煙氣全部制酸，廢氣達(dá)標(biāo)排放。因此，具備特有的工藝流程一體化、資源綜合利用水平高、能源節(jié)約水平高等優(yōu)勢。
未來鋅冶煉將依舊會以原生鋅生產(chǎn)為主，而鉛冶煉將以再生鉛為主、原生鉛為輔。從世界范圍及目前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢看，采用鉛-鋅聯(lián)合流程是消除鋅冶煉污染的最佳途徑。鉛鋅是共生礦，我國鉛鋅礦中的鉛鋅比約為1：2.5。按目前年產(chǎn)520萬t鋅計算，每年將會有約210萬t的鉛銀渣和約290萬t的鐵釩渣產(chǎn)出。如何在原生鉛生產(chǎn)過程實現(xiàn)鋅冶煉渣的無害化處置是必須思考的問題。通常來說，鉛精礦中通常含有約4%的鋅，而鋅精礦中通常含有1%~2%的鉛。按年產(chǎn)10萬t鋅測算，需要含鋅48%的鋅精礦23萬t。若采用焙燒一熱酸浸出工藝，其副產(chǎn)品有：①鉛銀渣4萬t(伴生約10t銀、約3500t鉛、約3500t鋅);②鐵礬渣5.5萬t(伴生約2000t鋅);③鋅精煉浮渣4000t(伴生約4000t鋅);④鈷渣7500t (伴生約40t 鈷、約4000 t 鋅);鎘渣 5000 t(伴生約 400 t 銅、約500 t 鎘、約2000 t鋅)。其中，最難處理的是鉛銀渣和鐵礬渣，不僅數(shù)量大，且存在重金屬污染的隱患。從世界范圍及目前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢看，采用鉛-鋅聯(lián)合流程，是消除鋅冶煉污染的最佳途徑。其中：鉛冶煉建議采用閃速熔煉技術(shù)。鋅冶煉建議采用“氧化焙燒—熱酸浸出—針鐵礦除鐵”技術(shù)，具體為：鋅冶煉系統(tǒng)產(chǎn)出的鉛銀渣送鉛冶煉系統(tǒng)處理，實現(xiàn)伴生鉛、鋅、銀的回收利用;鉛冶煉系統(tǒng)產(chǎn)出的氧化鋅灰送鋅冶煉系統(tǒng)處理，實現(xiàn)伴生鋅的回收利用。針鐵礦渣送回轉(zhuǎn)窯還原揮發(fā)回收鋅、銦、回轉(zhuǎn)窯焙砂磁選回收鐵，實現(xiàn)伴生鋅、銦、鐵的回收利用?；剞D(zhuǎn)窯煙氣、鉛冶煉廠的環(huán)保煙氣，采用次氧化鋅吸收技術(shù)，產(chǎn)出亞硫酸鋅返回沸騰爐焙燒。
鉛鋅礦往往是伴生或共生礦，在選礦過程中很難將其完全分離。鉛精礦普遍采用火法冶煉工藝，在煉鉛過程中鋅進(jìn)入爐渣，將爐渣煙化產(chǎn)生次氧化鋅，可以作為煉鋅的原料。鋅精礦90%采用濕法冶煉，煉鋅過程中鉛進(jìn)入浸出渣，然后進(jìn)行浮選產(chǎn)出鉛銀渣，加入煉鉛過程中回收鉛、銀。將濕法煉鋅和火法煉鉛結(jié)合得最好的應(yīng)該是加拿大科明科公司的Trail冶煉廠，鉛冶煉采用基夫賽特法，處理能力為1340t/d。鋅冶煉采用濕法煉鋅，生產(chǎn)能力為30萬t/a，浸出渣全部進(jìn)基夫賽特爐進(jìn)行固化處理，基夫賽特爐渣含鋅16%～18%，采用煙化爐吹煉，使廢渣含Zn<1.2%、Pb<0.5%。消除了浸出渣的環(huán)境污染問題，并回收了其中的鉛、鋅、銀、銦、硫等有價元素。在煉鉛過程處理全部浸出渣，解決了回轉(zhuǎn)窯處理浸出渣的高能耗和低濃度SO煙氣污染問題。因此，鉛鋅聯(lián)合冶煉企業(yè)可以實現(xiàn)鉛鋅冶煉過程產(chǎn)物的互相滲透，減少渣處理環(huán)節(jié)，節(jié)約能源，減少煙氣污染和廢渣污染，更有效地實現(xiàn)資源的綜合回收。
(2)先進(jìn)的鉛鋅冶煉工藝和技術(shù)
鉛冶煉采用閃速熔煉等直接煉鉛方法，每噸粗鉛可節(jié)能100kgce以上。鉛閃速熔煉對原料適應(yīng)性強(qiáng)，能在煉鉛的同時，搭配處理大量鋅浸出渣，利用硫化礦的自熱，使處理鋅浸出渣的能耗大幅度降低。采用三段爐煉鉛技術(shù)改造氧氣頂吹一鼓風(fēng)爐還原工藝和氧氣底吹一鼓風(fēng)爐還原工藝，取消鑄渣冷凝和鼓風(fēng)爐還原環(huán)節(jié)。實行設(shè)備大型化，提高金屬回收率和資源綜合回收水平。徹底淘汰能耗高的豎罐煉鋅和電爐煉鋅工藝。研究開發(fā)黃鉀鐵礬渣和針鐵礦渣的無害化處理技術(shù)。
(3)鉛鋅冶煉自動化控制技術(shù)
通過計算機(jī)數(shù)學(xué)模型對整個生產(chǎn)系統(tǒng)實現(xiàn)在線控制和在線檢測，保證系統(tǒng)最經(jīng)濟(jì)最合理的運(yùn)行狀態(tài)，減少能耗和物耗，延長設(shè)備使用壽命。
(4)鉛鋅冶煉高耗能煙化爐替代技術(shù)
在現(xiàn)有的鉛冶煉工藝中，大都采用煙化爐揮發(fā)技術(shù)處理鉛冶煉渣，能耗很高(約1500 kgce/t ZnO)，產(chǎn)出的次氧化鋅灰品質(zhì)差、售價低。結(jié)合電爐煉鋅和ISP 的鉛雨冷凝技術(shù)，直接產(chǎn)出金屬鋅，取消煙化爐，將會是鉛冶煉渣處理的發(fā)展方向(液態(tài)鉛渣直流礦熱電爐還原+鉛雨冷凝器)。
以鋅礦山廢石、選礦尾礦、傳統(tǒng)濕法浸出渣和鐵釩渣為原料，集成重選、浮選和氣化冶金技術(shù)，綜合回收金屬鉛、鋅、銀、鎵、鍺、銦等，同時治理廢棄物堆存帶來的環(huán)境污染問題。主要研究預(yù)選拋廢技術(shù)，實現(xiàn)廢石、尾礦氧化鉛鋅預(yù)富集，得到氧化鉛鋅混合精礦;搖床和復(fù)合技術(shù)實現(xiàn)鐵釩渣的預(yù)富集，得到鉛鋅精礦;氣化冶金技術(shù)回收浸出渣中的銀和其他有價金屬。
(6)液態(tài)高鉛渣直接還原工藝和爐型
開發(fā)的底吹—鼓風(fēng)爐煉鉛新工藝，加快推廣應(yīng)用，近期應(yīng)用產(chǎn)能將達(dá)到100萬t，占鉛年產(chǎn)量40%，綜合能耗降到0.38 tce/t Pb。但該工藝高鉛渣的處理方案仍有缺陷，液態(tài)高鉛渣尚不能直接還原，如能解決這一問題，則綜合能耗還將進(jìn)一步降低，工藝更為合理。重點研究爐型、還原劑的種類、用量、工藝參數(shù)和鉛蒸氣的防護(hù)等問題，綜合能耗可降到0.3 tce/t Pb以下。
鉛主要用來生產(chǎn)鉛酸蓄電池。目前我國鉛酸蓄電池企業(yè)主要分布在江浙等省區(qū)，從鉛冶煉廠購買鉛錠后，再重新熔化，澆注成柵極/磨制鉛粉，過程中會產(chǎn)出大量鉛浮渣和鉛霧，對環(huán)境影響很大。若能在鉛冶煉廠直接生產(chǎn)鉛酸蓄電池，就可以很好地解決鉛浮渣和鉛霧的回收及污染問題，因此，鉛-鉛酸蓄電池聯(lián)產(chǎn)，也是鉛酸蓄電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。
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