范文一：铜的加工冶炼工艺流程

3．1．1 原材料

（1）铜精矿

在自然界中自然铜存量极少，一般多以金属共生矿的形态存在。铜矿石中常

伴生有多种重金属和稀有金属，如金、银、砷、锑、铋、硒、铅、碲、钴、镍、

钼等。

根据铜化合物的性质，铜矿物可分为自然铜、硫化矿和氧化矿三种类型，主

要以硫化矿和氧化矿，特别是硫化矿分布最广，目前世界钢产量的90％左右来

自硫化矿。

铜矿石经选矿富集获得精矿，常见为褐色、灰色、黑褐色、黄绿色，成粉状，

粒度一般小于0.074mm。含铜量13-30％，按行业标准YS／T 318-1997《铜精矿》

的规定，其化学成分和产品分类如表1。

（2）未精炼铜

按国家标准GB／T 11086-1989《铜及铜合金术语》规定，未精炼铜包括冰

铜、黑铜、沉淀铜和粗铜。冰铜主要由硫化亚铜和硫化亚铁组成的中间产品，黑

铜通常用彭风炉熔炼废杂铜或氧化铜矿石而产生的含杂质较多的铜，铜含量一般

为60％-85％。沉淀铜通常用铁从含铜的溶液中置换，沉淀而获得的铜和氧化铜

的不纯混合物，干量计算铜含量一般约50％-85％。粗铜是用转炉吹炼冰铜而产生的纯度不高的铜，粗铜中铜的含量一般约为98％，本标准中规定的未精炼铜，主要指的是粗铜。粗铜按行业标准YS／T 70-1993《粗铜》的规定，按化学成分分为三个品级，见表2。

表1 铜精矿的化学成分及分类

表2 粗铜的化学成分

铜精矿的检验方法：铜矿水分含量的测定按GB 14263-1993《散装浮选铜精矿取样、制样方法》中的规定进行，铜精矿化学成分的测定按GB3884-2000《铜精矿化学分析方法》的规定进行。

（3）电解用铜阳极

电解用铜阳极的化学成分见表3。

表3

（4）铜废碎料

铜废碎料涉及的范围较广，包括紫铜、黄铜、青铜、白铜的废杂料，本标准

规定的铜废碎料仅指紫杂铜。

紫杂铜为铜制品所产生的各类废料、废件。如废旧电缆、紫铜管、棒、板、

块、带及带薄镀层的上述材料和其它非合金类铜废料等。有以下5种分类及规格：

第1类：（a）紫铜管、棒、板、块、带，表面干净，无油泥和其它沾附、

夹杂。

（b）各种裸铜线、短线和其它纯铜废料。

第2类：（a）1类铜废料中混有纸屑、各种绝缘材料、少量油泥、锈垢、

杂物，但重量必须小于1％。

（b）直径0．3mm以上的漆包线，无污物和杂物。

第3类：各种报废的纯铜或有薄镀锌层的纯铜电器开关，零部件。

第4类：（a）直径0．1-0．3mm的漆包线。

（b）有油泥或少量其它夹杂的漆包线。

（C）干净、发脆的火烧线。

第5类：各种纯铜水箱、蒸发器、热交换器具、但其内部不得有充填物，只

允许有少量自然形成的水垢。

3．1．2 阴极铜

（1）阴极铜的品质要求

铜精矿由电解精炼法或电解沉积法生产得到阴极铜。按国标GB／T 467－1997《阴极铜》的规定，阴极铜按化学成分分为高纯阴极铜（Cu－CATH－1）和标准阴极铜（Cu－CATH－2）和两个牌号，见表4、表5：

表5 标准阴极铜（Cu-CATH-2）化学成分 %

阴极铜的试验方法：

高纯阴极铜化学成分的仲裁分析方法按GB／T 13293－1991《高纯阳极铜化学分析方法》的规定进行，标准阴极铜化学成分的仲裁分析方法按GB／T 5121-1996《铜及铜合金化学分析方法》的规定进行。表面质量用目视检测。

（3）铜的性质及用途

铜在元素周期表中，原子序数为29，属第一副族。其性质为：

?物理性质

铜是一种玫瑰红色金属，柔软、有金属光泽，密度为8．92克／厘米3，溶点为1083．5?，沸点为2595?，富于延展性，易弯曲，强度较好，在导电性和

导热性方面，铜仅次于银，居第二位，它可以进行冷热压力加工，由于其具有面

心立方晶格，铜及其化合物无磁性。

熔点时铜的蒸气压很小，因而在冶金过程温度下，不易挥发。

?化学性质

液体铜能溶解某些气体，H2、O2、SO2、CO2、CO和水蒸气等，溶解气体对铜的机械性质及导电性均有一定影响，纯铜在常温下与干燥空气和湿空气不起作

用，但在CO2湿空气中，表面会产生绿色薄膜CuCO3Cu（OH）2又称铜绿，它能保证铜不再被腐蚀。铜在空气中加热到185?即开始与氧作用，表面生成一层暗

红色铜氧化物，当温度高于350?时，铜颜逐渐从玫瑰色变成黄铜色，最后变成

黑色。

铜不能溶解于硝酸和有氧化剂存在的硫酸中，铜能溶解于氨水中，也能与氧、

卤等元素直接化合。

以铜为基体的合金称为铜合金，铜加入合金元素后，可改变其某些机械性能，

同时又能保持纯铜的某些优良特性，常用的铜合金有黄铜、青铜、白铜三类，它

在电子、电器、造船、建筑、汽车工业、国防工业及各种冷凝器、换热器等方面

有特定的用途，尤其是在制造核废料容器、大型集成电路、记忆合金等方面。

1．阴极铜加工方法及工艺流程

铜的冶炼方法可分为两类：火法冶金和湿法冶金。目前世界上精铜产量的

85％以上是用火法冶金从硫化铜精矿和再生铜中回收的，湿法冶金生产的精铜只

占15％左右。

（1）火法冶金

火法炼铜的方法很多，主要有：鼓风炉熔炼、反射炉熔炼、闪速熔炼、电炉

熔炼等。其工艺程序可概括为图1：

从以上炼铜的工艺流程图看出：硫化铜精矿（含铜量为13％－30％）可以采用几种不同的冶金方法进行熔炼，得到冰铜，再经过转炉吹炼得到含铜大于

97．5％的粗铜，因粗铜的质量仍满足不了工业用铜的要求，必须精炼后得到的

精铜要求含铜99．95％以上。在硫化铜精矿冶炼的过程中同时还可以回收硫、

金、银、锑、铋、镍、硒等有价元素。

在我国，从铜精矿中提取金属铜，主要采用火法冶金的方法，目前，比较先

进的是闪速熔炼，其产量占全国产铜量的30％以上。由于能耗低，规模大，能

有效控制环境污染等优点。这一冶炼技术正在炼铜工业上得到日益发展。

闪速熔炼根据不同炉型的工作原理可分为两种类型：Outokumpu闪速熔炼、InCo闪速熔炼。以下介绍Outokumpu熔炼的工艺流程。

（2）湿法冶金

湿法冶金在许多情况下与火法相配合的。其过程的主要化学反应是在水溶液

中进行的。铜（锌）矿物预先通过氧化或硫酸焙烧，转变可溶状态，然后再进行

浸出、净化电积、以提取电解铜。通常有RLE法、常压氨浸出法（阿比特法）、

高压氨浸出法、细菌浸出法等。从焙烧?浸出?净化?电积，简称RLE法。其生产流程，如下图：

湿法冶金主要适用从低品位氧化矿、废矿堆及浮选尾矿中提取金属铜。

3．1．3 损耗原因及环节

本标准只考虑了工艺损耗，途耗未计算在内。

（1）工艺损耗

炉渣含铜损失是铜冶炼的主要损失，按损失的形态可分为三种类型：

?化学损失

是指铜以Cu2O形态造渣引起的损失。只要炉料中含有足够的硫，Cu2O都将变成硫化物。但如果含硫不足或者氧化气氛太大，而又没有足够的反应条件时，

炉渣含Cu2O对就可能较高。

?物理损失

是指铜以Cu2S形态溶解于炉渣中引起的损失。它取决于炉渣成分，酸性炉

渣溶解较少，FeO含量高的炉渣对Cu2S溶解度大，因此，为了降低铜的物理损

失，应尽可能减少炉渣中的FeO量，或者提高酸度，或者加入CaO代替一部分FeO。

?机械损失

是由于冰铜颗粒未能从炉渣中沉清所引起的。炉渣粘度和比重过大，熔点过

高使冰铜不易沉清；炉渣过热度不够，熔池容积和形状不合理，沉清时间没有保

证；化学反应不完全，产生气泡的浮游作用；冰铜颗粒大细，来不及结合成大颗

粒沉降。

此外，烟气和电解液的排放都会引起铜的损失。

铜冶炼生产过程中的金属损失（以葫芦岛东北有色金属集团公司为例）情况：

?鼓风炉熔炼工序金属回收率97．8％，金属损失2．2％；

?转炉吹炼工序金属回收率99．5％，金属损失占投入工序金属量的0．5％；

?阳极炉精练工序金属回收率99．5％，金属损失占投入工序金属量的

0．5％；

?铜电解工序金属回收率99％，金属损失占投入工序金属量的1％。

按以上各工序金属回收率计算，铜冶炼总回收率为96.0％，金属损失4．0％。

范文二：铜冶炼工艺流程图 铜冶炼工艺

铜冶炼工艺

粗铜的火法精炼

火法精炼原理:粗铜中多数杂质对O的亲和力大于Cu对O的亲和力，而且，杂质氧化物在Cu中的溶解度非常小，因此，杂质以氧化物炉渣的形式出去。同时氧化过程的进行使铜中产生过量的氧化铜，最终需要还原得到粗铜。即粗铜的火法精炼分为氧化过程和还原过程。

1. 氧化过程(氧化除渣阶段)

空气进入铜熔体，首先与铜反应生成Cu2O，再与其它金属杂质作用使杂质氧化，化学反应如下:

4Cu+O2?2Cu2O

Cu2O+Me?MeO+Cu

反应式中的Me代表金属杂质。

2. 还原过程(还原得到阳极铜)

氧化除渣后铜液中的Cu2O，用还原剂进行还原:

Cu2O+H2?2Cu+H2O

1

Cu2O+CO?2Cu+CO2

Cu2O+C?2Cu+CO

还原剂有:重油、天然气、液化石油气、木炭等。得到的阳极铜送电解车间进行电解精炼。

铜的电解精炼

铜的电解精炼，是将火法精炼的铜浇铸成阳极板，用纯铜薄片作为阳极片，相间地装入电解槽中，用硫酸铜和硫酸的水溶液作电解液，在直流电的作用下，阳极上的铜和电位较负的金属溶解进入溶液，而贵金属和某些金属(硒、碲)不溶，成为阳极泥沉淀于电解槽底，溶液中的铜在阳极上优先析出，而其他电位较负的金属不能在阳极上析出。这样，阳极上析出的金属铜纯度很高，成为阴极铜或电解铜。

电解精炼过程:

阳极:火法精炼铜;

阴极:电解铜(阴极铜);

电解液:硫酸铜和硫酸的水溶液。

引入直流电，阳极铜溶解，在阴极析出纯铜，杂质进入阳极泥或电解液，从而实现铜和杂质的分离。

1. 阳极反应

电解液中含有H+、Cu2+、SO42-和水分子，当通入直流电时，在阳极上可能的氧化反应为:

2

Cu-2e?Cu2+

Me-2e?Me2+

SO42--2e?SO3+1/2O2

H2O-2e?2H++1/2O2

Me指Fe、Pb、Ni、As、Sb等，电极电位比铜负，与铜一起溶解进入电解液;SO42-和H2O电极电位比铜正得多，在阳极上不可能进行

反应。因此，阳极的主要反应式Cu溶解形成Cu2+。

2. 阴极反应

阴极上可能进行的反应为:

Cu2++2e?Cu

2H++2e?铜冶炼工艺H2

Me2++2e?Me

在这些反应中，只有电极电位比铜更正的金属离子能够优先还原。因此，阴极的主要反应式铜离子的还原得到电铜。

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范文三：铜冶炼的工艺流程及原理

铜冶炼技术的发展经历了漫长的过程，但至今铜的冶炼仍以火法冶炼为主，其产量约占世界铜总产量的85%。

1)火法冶炼一般是先将含铜百分之几或千分之几的原矿石，通过选矿提高到20,30,，作为铜精矿，在密闭鼓风炉、反射炉、电炉或闪速炉进行造锍熔炼，产出的熔锍(冰铜)接着送入转炉进行吹炼成粗铜，再在另一种反射炉内经过氧化精炼脱杂，或铸成阳极板进行电解，获得品位高达99.9,的电解铜。该流程简短、适应性强，铜的回收率可达95,，但因矿石中的硫在造锍和吹炼两阶段作为二氧化硫废气排出，不易回收，易造成污染。近年来出现如白银法、诺兰达法等熔池熔炼以及日本的三菱法等、火法冶炼逐渐向连续化、自动化发展。 2)现代湿法冶炼有硫酸化焙烧,浸出,电积，浸出,萃取,电积，细菌浸出等法，适于低品位复杂矿、氧化铜矿、含铜废矿石的堆浸、槽浸选用或就地浸出。湿法冶炼技术正在逐步推广，预计本世纪末可达总产量的20%，湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。 向左转|向右转

电解铝的基本原理和工艺过程: 电解铝就是通过电解得到金属铝。现代电解铝工业生产采用冰晶石-氧化铝熔融电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝是溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950?,970?下，在电解槽内进行电化学反应。阳极主要产物是二氧化碳和一氧化碳气体，其中含有一定量的氟化氢等有害气体和固体粉尘，该气体需经过净化处理后排空。阴极产物是铝液，铝液通过真空抬包从电解槽内抽出，送至铸造车间，在保温炉内经净化澄清后，浇铸成铝锭或直接加工成线坯、型材等 生产工艺流程 其生产工艺流程如下图:

氧化铝 氟化盐 碳阳极 直流电 ? ? ? ? ?

? ? 废气 ? 气体净化 铝 液 ? ? 排出 阳极气体------ 电解槽 ?

回收氟化物 净化澄清----------------------- ? ? ? 返回电解槽 浇注 轧制或铸造 ? ? 铝锭 线坯或型材 方程 电解铝就是通过电解得到的铝. 重要通过这个方程进行:2Al2O3==4Al+3O2。 阳极:2O2ˉ-4eˉ=O2? 阴极:Al3+ +3eˉ=Al

粗铜的火法精炼 : 火法精炼原理:粗铜中多数杂质对O的亲和力大于Cu对O的亲和力，而且，杂质氧化物在Cu中的溶解度非常小，因此，杂质以氧化物炉渣的形式出去。同时氧化过程的进行使铜中产生过量的氧化铜，最终需要还原得到粗铜。即粗铜的火法精炼分为氧化过程和还原过程。 1. 氧化过程(氧化除渣阶段) 空气进入铜熔体，首先与铜反应生成Cu2O，再与其它金属杂质作用使杂质氧化，化学反应如下: 4Cu+O2?2Cu2O Cu2O+Me?MeO+Cu 反应式中的Me代表金属杂质。 2. 还原过程(还原得到阳极铜) 氧化除渣后铜液中的Cu2O，用还原剂进行还原: Cu2O+H2?2Cu+H2O Cu2O+CO?2Cu+CO2 Cu2O+C?2Cu+CO 还原剂有:重油、天然气、液化石油气、木炭等。得到的阳极铜送电解车间进行电解精炼。 铜的电解精炼 : 铜的电解精炼，是将火法精炼的铜浇铸成阳极板，用纯铜薄片作为阳极片，相间地装入电解槽中，用硫酸铜和硫酸的水溶液作电解液，在直流电的作用下，阳极上的铜和电位较负的金属溶解进入溶液，而贵金属和某些金属(硒、碲)不溶，成为阳极泥沉淀于电解槽底，溶液中的铜在阳极上优先析出，

范文四：冶炼工艺流程 铅冶炼工艺流程

铅冶炼工艺流程选择

氧气底吹熔炼—鼓风炉还原法和浸没式顶吹(ISA或Ausmelt)熔炼—鼓风炉还原法在工艺上都是将冶炼的氧化和还原过程分开，在不同的反应器上完成，即在熔炼炉内主要完成氧化反应以脱除硫，同时产出一部分粗铅和高铅渣。高铅渣均是通过铸渣机铸成块状再送入鼓风炉进行还原熔炼，产出的粗铅送往精炼车间电解，产出的炉渣流至电热前床贮存保温，前床的熔渣流入渣包或通过溜槽进入烟化炉提锌。随着我国对节能减排和清洁生产政策的不断贯彻落实，上述工艺的弊端也显现出来，鼓风炉还原高铅渣块，液态高铅渣的潜热得不到利用，还要消耗大量的焦炭，随着焦炭价格的提升，炼铅成本居高不下。电热前床消耗大量的电能和石墨材料，也增加了冶炼成本，同时需要占用大量的土地和投资。

1

为了适应环保、低炭、节能降耗的需求，新的技术不断出现，目前在河南省济源豫光金铅，金利公司、万洋集团各自采用的液态高铅渣直接还原的三种炉型代表了我国铅冶炼发展的最高水平。

一、豫光金铅底吹还原工艺:

取消鼓风炉，不用冶金焦，实现液态渣直接还原，与原有富氧底吹炉氧化段一起，形成完整的液态渣直接还原工业化生产系统。具体技术方案为:铅精矿、石灰石、石英砂等进行配料混合后，送入氧气底吹炉熔炼，产出粗铅、液态渣和含尘烟气。液态高铅渣直接进入卧式还原炉内，底部喷枪送入天然气和氧气，上部设加料口，加煤粒和石子，采用间断进放渣作业方式。天然气和煤粒部分氧化燃烧放热，维持还原反应所需温度，气体搅拌传质下，实现高铅渣的还原。工艺流程如图1。

图1 豫光炼铅法的工艺流程图

生产实践效果

8万t/a熔池熔炼直接炼铅环保治理工程主要包括以豫光炼铅法为主的粗铅熔炼系统、大极板电解精炼系统和余热蒸汽回收利用系统等。项目09年2月正式开工，09年8月进行设备安装，2010年元月开始空车调试，3月28日熔炼系统

2

氧化炉点火烘炉。目前氧化炉、还原炉、烟化炉、硫酸及制氧系统均正常生产，经几个月的生产检验，各项环保指标优于国标，技经指标达设计水平。

豫光炼铅新技术的主要特点

(1)流程短:工艺省去了铸渣工序，淘汰了鼓风炉，减少了二次污染和烟尘率(国际同类技术的烟尘率一般在15%左右，而豫光炼铅法的烟尘率仅为7,8%)。

(2)自动化水平高:工艺可在氧化、还原等关键工序中设置3000多个数据控制点，实现全系统的DCS集中自动控制，用工大幅减少，系统生产更安全稳定性。

(3)低能耗:该工艺不仅利用了渣和铅的潜热，熔池熔炼时传热传质效率高，能耗大大降低。粗铅能耗比氧气底吹-鼓风炉炼铅低25%左右，比传统工艺低约50%。

(4)低排放:采用天然气、煤粒替代焦炭，达到清洁生产的目标，SO2排放浓度和远低于国家标准，仅为氧气底吹-鼓风炉炼铅中鼓风炉排放量的10%，同时CO2排放量仅为氧气底吹-鼓风炉炼铅工艺的22%。

(5)清洁化生产:密闭性好的熔炼设备缩短了工艺流程，减少了无组织排放量，实现了铅清洁化生产。终渣含铅指标比国际同类工艺低2%左右，资源利用率提高。

二、金利侧吹还原工艺:

熔炼炉产出的高铅渣定期的由排放口放出，熔融状态下通

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过溜槽加入到侧吹还原炉中、侧吹还原炉设有热渣加入口和冷料加入口。还原粒煤、熔剂经配料由冷料口加入。还原炉两侧设煤气、工业氧喷枪为还原炉提供热源，还原炉下部侧墙设铅虹吸放出口，还原铅由虹吸口连续排出转送精炼车间，还原炉端墙下部设有排渣口，当虹吸排铅停止时，即为一个周期的终点。排渣口放渣，为进一步回收渣中的锌，此渣经前床贮存后送烟化炉处理。侧吹还原烟气通过余热锅炉回收余热，表面冷却器降温，布袋收尘器收尘后，是否经尾气处理，依煤粒含硫而定。

图2 金利侧吹炉工艺流程图

金利液态高铅渣还原炉工业性试验装置工程的设计和建设于2008年底完工，包括一座8m2的侧吹还原炉、相应的烟气处理系统、冷料配料、上料系统及供气系统。2009年初进入试运行阶段。工业性试验共分三个阶段，其内容包括装置的适应性、渣型的选择、工况、供气、还原粒煤与还原周期调整等试验。其间对设施进行了必要的维护和修改:炉子下部面积扩大为13m2,试验工作于2009年8月底完成，达到了与底吹熔炼炉放渣制度相适应的稳定运行。各项技术条件和指标较稳定。2009年9月初即转入示范性生产。停止了高铅渣的铸块和鼓风炉的生产。还原炉第一炉期共进行了5个月，2010年3月20号更换炉衬，2010年3月底第二炉期开始运

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行. 金利新技术的工艺技术特点

(1) 侧吹还原炉能耗低，产出烟气量和二氧化硫排放量远低于鼓风炉，同等规模的烟气量为鼓风炉的30%，二氧化硫排放量约为10%。

流程短捷，扬尘点少，易于密闭通风除尘，有效的防治了铅尘的弥散，经测定，操作岗位铅含量小于0.03mg/m3，卫生通风除尘后的排放铅尘浓度6mg/m3。

(2) 经金利公司生产10个月的冶炼数据核算，侧吹还原炉焦炉煤气和无烟粒煤消耗折合标煤为197kgce/t-pb，比鼓风炉纯铅能耗380kg，折合标煤369 kgce/t-pb的指标大幅降低。

(3)侧吹还原炉渣含铅小于2%，而鼓风炉渣含铅3—4%，侧吹还原炉铅回收率为97.1%，鼓风炉铅回收率95.5%。

(4) 过程简单，工序少，作业稳定，易操作，可实现DCS控制和管理，提高了劳动生产率。 (5)经金利公司统计计算，粗铅单位或成本为550元左右，比鼓风炉单位成本840元明显降低。 (6)侧吹还原炉、烟化炉与熔炼炉放置在一个厂房内，省略了鼓风炉上料、热渣铸造系统，建筑面积显著减少。

三、万洋三连炉工艺:

万洋公司与豫北金铅公司、中联公司于2009年合作开发“三连炉”炼铅新工艺，采用氧化炉—还原炉—烟化炉三炉相

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连，热渣直流，三台熔池熔炼炉由两道连接溜槽串接在一起组成一整体;两连接溜槽分别连接在前一台熔池熔炼炉的出渣口和后一台熔池熔炼炉的熔融渣加料口之间，充分利用液态高铅渣和还原炉渣的潜热，紧凑的布置使得流程短占地很少，工人劳动强度小，环保效果好，实现了铅冶炼生产的低碳模式。“三连炉”炼铅工艺流程图见图3。

图3 万洋“三连炉”炼铅工艺流程图

如图3所示，“三连炉”中氧化炉可以是氧气底吹炉，也可以是奥斯麦特(Ausmelt)炉、艾萨(ISA)

炉、氧气侧吹炉等，还原炉为氧气侧吹还原炉，烟化炉增加渗铅装置改进。生产系统具体为硫化物精矿、石灰石、石英砂、含铅烟尘物料进入氧化炉熔炼炉内充分混合、迅速熔化和氧化，生成一次粗铅、高铅渣和烟气。粗铅送到下道工序进行电解精炼。氧化炉产生的液态高铅渣通过溜槽直接流入氧气侧吹还原炉，高铅渣与煤、熔剂，经鼓入的富氧空气强烈搅拌而激烈反应，产出的粗铅经虹吸道流出，含有微量SO2气体经锅炉回收余热后进入脱硫塔处理排空。还原炉产出的炉渣通过直接流入烟化炉提锌。

与氧气底吹熔炼—鼓风炉还原工艺相比，三炉通过溜槽直接相连，液态高铅渣直接流入侧吹还原炉内，充分利用了高铅渣的潜热，取消了铸渣机，避免了高铅渣块产生的烟尘飞

6

扬现象;还原炉热渣直接流入烟化炉内，潜热也得到了充分利用，进入烟化炉内不需要提温期，可以直接喷入粉煤还原提锌，降低了煤耗，缩短了烟化提锌时间，提高了生产效率;同时取消了电热前床和热渣吊运过程，既节省了设备投资，也降低了生产电耗以及避免了渣包运输带来的环境问题。

万洋公司氧气侧吹炉在新乡中联公司多次试验的基础上，于2011年3月10日一次性开炉成功，运行半年来，生产稳定连续，各项技术经济指标达到了预期目标值。前期氧化段底吹炉为Φ3.8m×11.5m，110,120min放一次渣，产出液态高铅渣量为28,35t/炉，渣含铅43,50%，此次设计的氧气侧吹炉为8.4m，高铅渣在一个还原周期内完全可以降至1%以下。为了考虑后面烟化炉的生产，使熔池内的锌尽可能的保留在渣中，生产中控制渣含铅不大于2%。

万洋、豫北“三连炉”工艺特点

2

与氧气底吹熔炼—鼓风炉还原法和浸没式顶吹(ISA

“三连炉”工艺具有以下的优势:

或Ausmelt)熔炼—鼓风炉还原法相比，

(1)取消了铸渣机，避免了高铅渣冷却铸块过程中水汽迷漫、碎沫飞扬的现象，生产环境进一步改善，也省下了铸渣机的设备投资。

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(2)高铅渣在熔融液态下直接还原，充分利用了高铅渣熔体的潜热，节省了大量的燃料，使吨铅生产能耗下降。

(3)侧吹还原炉的高温炉渣直接流入烟化炉，不需要电热前床保温，烟化炉省略提温阶段，充分利用了熔渣的热能，可直接进入还原提锌，节省了粉煤，也提高了生产效率，同时氧化锌品质更好。

(4)高铅渣还原只采用单一的煤作为燃料和还原剂，起到加热和还原的作用。与鼓风炉相比煤比焦炭价格低廉，与国内其他的还原炉相比不需要天然气或煤气作为燃料，使不具有天然气或煤气的厂家也可采用此种工艺，对建厂条件的适应性更好，推广前景更广。

(5)侧吹还原炉床能率很高，时间上可以与底吹炉、烟化炉相匹配，取消了电热前床，节省大

量的电能及石墨电极，使能耗降低。

(6)侧吹还原炉熔池熔炼反应激烈，还原程度彻底，为了保证锌的回收，渣含铅控制不大于2%。 (7)烟化炉采用渗铅改进，既增加了铅的回收率，也提高了氧化锌的品位。 (8)三炉相连，热渣直流，占地很少，节省投资。

(9)生产操作简单，指标易于控制，工人劳动强度小，生产操作环境好。

四、几种工艺技术参数的比较:

表1 几种工艺的技术经济指标对比

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项目 工艺流程 工作环境

豫光底吹-液态渣还原工艺 短

扬尘点较少，环境好

高:1)氧化段产出部分粗铅;2) 高:1)氧化段产出部分粗铅; 高:1)氧化段产出部分粗铅;

2)采用富氧熔炼，反应速度较快;2)采用富氧熔炼，反应速度较快; 采用富氧熔炼，反应速度较快; 3)氧化段生成的液态高铅渣直接

3)氧化段生成的液态高铅渣直接3)氧化段生成的液态高铅渣直接流

入还原炉，流程紧凑，效率高。 流入还原炉，流程紧凑，效率高。 流入还原炉，流程紧凑，效率高。

金利底吹-液态渣还原工艺 短

扬尘点少,环境更好

万洋、豫北“三连炉”工艺 短

扬尘点少,环境更好

生产效率

原料适应性 粗铅品位

烟气SO2浓度及收率 铅总收率 脱硫率 烟尘率 熔剂率 氧气单耗 电耗 jn煤耗 天然气耗 混合矿含铅 混合矿含硫 还原炉床能力 终渣含铅 综合能耗(注) 投资额

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原料适应性广 98-99% SO2浓度:8,10% SO2收率:98% 96.5,98% 98%

氧化段:12,14%， 还原段:12~13% 氧化段:3%， 还原段:2,3% 360m3/t 100铅冶炼工艺流程kWh/t 150kg/t

75Nm3/t 45,65% 14,18% —— ,3% 276 kgce/t 大

原料适应性广 98-99%

SO2浓度:8,10% SO2收率:98% 97,98% 98%

氧化段:12,14%， 还原段:,10% 氧化段:3%， 还原段:2,3% 360 m3/t 80,96 kwh/t 69 kg/t 37.4Nm3/t 45,65% 16,18% —— ?2% 230 kgce/t 较大

原料适应性广 98-99%

SO2浓度:8,10% SO2收率:98% 97,98% 98%

氧化段:12,14%， 还原段: ,10% 氧化段:3%， 还原段:2,3% 320,330 m3/t 68,80 kwh/t 131 kg/t —— 43,47% 16,18%

50,80 t/(m2日) ?2% 230 kgce/t 小

注:以上技术经济指标均来自相关厂的报道。 五、结论:

1、液态高铅渣直接还原技术具有成熟可靠、实用性强、节能效果明显等特点，实现了直接炼铅，节约能源消耗，减少CO2、SO2排放，其经济技术指标已达到国际先进水平。

2、以上三种工艺技术相比较，其氧化熔炼均采用了底吹炉工艺，则还原炉采用的炉型和还原剂不同。“豫光法”底吹还

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原炉投资高，设备庞大，必须要有天然气来参加还原，而“金利法”采用的炉型与万洋基本相同，但其1:还原炉炉体采用内耐火材料，外用水淋降温，炉内的耐火材料寿命为3-6个月，(最近正在改为铜水套)。其2:风口采用底吹炉上用的多孔风口，不但风口易损，而在紧急情况下(如设备事故，突然停电、停风、停气)，风口无法关闭，只有任其烧损或堵塞，重新开车起动困难。其3:铅的还原剂采用的是焦炉煤气，因而不适宜用于没有煤气的地区。因此，由新乡中联公司开发的氧气侧吹炉应为无天然气地区建设的工厂首选方案。

3、“氧气侧吹炉熔池熔炼技术”已被国家发改委列入“十一五”国家重点(第三批)节能技术推广项目，公告文号，2010年第33号。

作者:新乡中联公司 蔺公敏 13903809114

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范文五：铅冶炼工艺流程

铅冶炼工艺流程

铅冶炼工艺流程选择

氧气底吹熔炼—鼓风炉还原法和浸没式顶吹(ISA或Ausmelt)熔炼—鼓风炉还原法在工艺上都是将冶炼的氧化和还原过程分开，在不同的反应器上完成，即在熔炼炉内主要完成氧化反应以脱除硫，同时产出一部分粗铅和高铅渣。高铅渣均是通过铸渣机铸成块状再送入鼓风炉进行还原熔炼，产出的粗铅送往精炼车间电解，产出的炉渣流至电热前床贮存保温，前床的熔渣流入渣包或通过溜槽进入烟化炉提锌。随着我国对节能减排和清洁生产政策的不断贯彻落实，上述工艺的弊端也显现出来，鼓风炉还原高铅渣块，液态高铅渣的潜热得不到利用，还要消耗大量的焦炭，随着焦炭价格的提升，炼铅成本居高不下。电热前床消耗大量的电能和石墨材料，也增加了冶炼成本，同时需要占用大量的土地和投资。

为了适应环保、低炭、节能降耗的需求，新的技术不断出现，目前在河南省济源豫光金铅，金利公司、万洋集团各自采用的液态高铅渣直接还原的三种炉型代表了我国铅冶炼发展的最高水平。

一、豫光金铅底吹还原工艺:

取消鼓风炉，不用冶金焦，实现液态渣直接还原，与原有富氧底吹炉氧化段一起，形成完整的液态渣直接还原工业化生产系统。具体技术方案为:铅精矿、石灰石、石英砂等进行配料混合后，送入氧气底吹炉熔炼，产出粗铅、液态渣和含尘烟气。液态高铅渣直接进入卧式还原炉内，底部喷枪送入天然气和氧气，上部设加料口，加煤粒和石子，采用间断进放渣作业方式。天然气和煤粒部分氧化燃烧放热，维持还原反应所需温度，气体搅拌传质下，实现高铅渣的还原。工艺流程如图1。

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图1 豫光炼铅法的工艺流程图

生产实践效果

8万t/a熔池熔炼直接炼铅环保治理工程主要包括以豫光炼铅法为主的粗铅熔炼系统、大极板电解精炼系统和余热蒸汽回收利用系统等。项目09年2月正式开工，09年8月进行设备安装，2010年元月开始空车调试，3月28日熔炼系统氧化炉点火烘炉。目前氧化炉、还原炉、烟化炉、硫酸及制氧系统均正常生产，经几个月的生产检验，各项环保指标优于国标，技经指标达设计水平。

豫光炼铅新技术的主要特点

(1)流程短:工艺省去了铸渣工序，淘汰了鼓风炉，减少了二次污染和烟尘率(国际同类技术的烟尘率一般在15%左右，而豫光炼铅法的烟尘率仅为7,8%)。

(2)自动化水平高:工艺可在氧化、还原等关键工序中设置3000多个数据控制点，实现全系统的DCS集中自动控制，用工大幅减少，系统生产更安全稳定性。

(3)低能耗:该工艺不仅利用了渣和铅的潜热，熔池熔炼时传热传质效率高，能耗大大降低。粗铅能耗比氧气底吹-鼓风炉炼铅低25%左右，比传统工艺低约50%。

(4)低排放:采用天然气、煤粒替代焦炭，达到清洁生产的目标，SO2排放浓度和远低

于国家

标准，仅为氧气底吹-鼓风炉炼铅中鼓风炉排放量的10%，同时CO2排放量仅为氧气底吹-鼓风炉炼铅

工艺的22%。

(5)清洁化生产:密闭性好的熔炼设备缩短了工艺流程，减少了无组织排放量，实现了铅清洁化生产。终渣含铅指标比国际同类工艺低2%左右，资源利用率提高。

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二、金利侧吹还原工艺:

熔炼炉产出的高铅渣定期的由排放口放出，熔融状态下通过溜槽加入到侧吹还原炉中、侧吹还原炉设有热渣加入口和冷料加入口。还原粒煤、熔剂经配料由冷料口加入。还原炉两侧设煤气、工业氧喷枪为还原炉提供热源，还原炉下部侧墙设铅虹吸放出口，还原铅由虹吸口连续排出转送精炼车间，还原炉端墙下部设有排渣口，当虹吸排铅停止时，即为一个周期的终点。排渣口放渣，为进一步回收渣中的锌，此渣经前床贮存后送烟化炉处理。侧吹还原烟气通过余热锅炉回收余热，表面冷却器降温，布袋收尘器收尘后，是否经尾气处理，依煤粒含硫而定。

图2 金利侧吹炉工艺流程图

金利液态高铅渣还原炉工业性试验装置工程的设计和建设于2008年底完工，包括一座8m2的侧吹还原炉、相应的烟气处理系统、冷料配料、上料系统及供气系统。2009年初进入试运行阶段。工业性试验共分三个阶段，其内容包括装置的适应性、渣型的选择、工况、供气、还原粒煤与还原周期调整等试验。其间对设施进行了必要的维护和修改:炉子下部面积扩大为13m2,试验工作于2009年8月底完成，达到了与底吹熔炼炉放渣制度相适应的稳定运行。各项技术条件和指标较稳定。2009年9月初即转入示范性生产。停止了高铅渣的铸块和鼓风炉的生产。还原炉第一炉期共进行了5个月，2010年3月20号更换炉衬，2010年3月底第二炉期开始运行.

金利新技术的工艺技术特点

(1) 侧吹还原炉能耗低，产出烟气量和二氧化硫排放量远低于鼓风炉，同等规模的烟气量为鼓风炉的30%，二氧化硫排放量约为10%。

流程短捷，扬尘点少，易于密闭通风除尘，有效的防治了铅尘的弥散，经测定，操作岗位铅含量小于0.03mg/m3，卫生通风除尘后的排放铅尘浓度6mg/m3。

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(2) 经金利公司生产10个月的冶炼数据核算，侧吹还原炉焦炉煤气和无烟粒煤消耗折合标煤为197kgce/t-pb，比鼓风炉纯铅能耗380kg，折合标煤369 kgce/t-pb的指标大幅降低。

(3)侧吹还原炉渣含铅小于2%，而鼓风炉渣含铅3—4%，侧吹还原炉铅回收率为97.1%，鼓风炉铅回收率95.5%。

(4) 过程简单，工序少，作业稳定，易操作，可实现DCS控制和管理，提高了劳动生产率。

(5)经金利公司统计计算，粗铅单位或成本为550元左右，比鼓风炉单位成本840元明显降低。

(6)侧吹还原炉、烟化炉与熔炼炉放置在一个厂房内，省略了鼓风炉上料、热渣铸造系统，建筑面积显著减少。

三、万洋三连炉工艺:

万洋公司与豫北金铅公司、中联公司于2009年合作开发“三连炉”炼铅新工艺，采用氧化炉—还原炉—烟化炉三炉相连，热渣直流，三台熔池熔炼炉由两道连接溜槽串接在一起组成一整体;两连接溜槽分别连接在前一台熔池熔炼炉的出渣口和后一台熔池熔炼炉的熔融渣加料口之间，充分利用液态高铅渣和还原炉渣的潜热，紧凑的布置使得流程短占地很少，工人劳动强度小，环保效果好，实现了铅冶炼生产的低碳模式。“三连炉”炼铅工艺流程图见图3。

图3 万洋“三连炉”炼铅工艺流程图

如图3所示，“三连炉”中氧化炉可以是氧气底吹炉，也可以是奥斯麦特(Ausmelt)炉、艾萨(ISA)

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炉、氧气侧吹炉等，还原炉为氧气侧吹还原炉，烟化炉增加渗铅装置改进。生产系统具体为硫化物精矿、石灰石、石英砂、含铅烟尘物料进入氧化炉熔炼炉2

与氧气底吹熔炼—鼓风炉还原法和浸没式顶吹(ISA

“三连炉”工艺具有以下的优势: 或Ausmelt)熔炼—鼓风炉还原法相比，

(1)取消了铸渣机，避免了高铅渣冷却铸块过程中水汽迷漫、碎沫飞扬的现象，生产环境进一步改善，也省下了铸渣机的设备投资。

(2)高铅渣在熔融液态下直接还原，充分利用了高铅渣熔体的潜热，节省了大量的燃料，使吨铅生产能耗下降。

(3)侧吹还原炉的高温炉渣直接流入烟化炉，不需要电热前床保温，烟化炉省略提温阶段，充分利用了熔渣的热能，可直接进入还原提锌，节省了粉煤，也提高了生产效率，同时氧化锌品质更好。

(4)高铅渣还原只采用单一的煤作为燃料和还原剂，起到加热和还原的作用。与鼓风炉

相比煤比焦炭价格低廉，与国内其他的还原炉相比不需要天然气或煤气作为燃料，使不具有天然气或煤气的厂家也可采用此种工艺，对建厂条件的适应性更好，推广前景更广。

(5)侧吹还原炉床能率很高，时间上可以与底吹炉、烟化炉相匹配，取消了电热前床，节省大

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量的电能及石墨电极，使能耗降低。

(6)侧吹还原炉熔池熔炼反应激烈，还原程度彻底，为了保证锌的回收，渣含铅控制不大于2%。 (7)烟化炉采用渗铅改进，既增加了铅的回收率，也提高了氧化锌的品位。 (8)三炉相连，热渣直流，占地很少，节省投资。

(9)生产操作简单，指标易于控制，工人劳动强度小，生产操作环境好。

四、几种工艺技术参数的比较:

表1 几种工艺的技术经济指标对比

项目 工艺流程 工作环境

豫光底吹-液态渣还原工艺 短

扬尘点较少，环境好

高:1)氧化段产出部分粗铅;2) 高:1)氧化段产出部分粗铅; 高:1)氧化段产出部分粗铅;

2)采用富氧熔炼，反应速度较快;2)采用富氧熔炼，反应速度较快; 采用富氧熔炼，反应速度较快; 3)氧化段生成的液态高铅渣直接

3)氧化段生成的液态高铅渣直接3)氧化段生成的液态高铅渣直接流

入还原炉，流程紧凑，效率高。 流入还原炉，流程紧凑，效率高。 流入还原炉，流程紧凑，效率高。

金利底吹-液态渣还原工艺 短

扬尘点少,环境更好

万洋、豫北“三连炉”工艺 短

扬尘点少,环境更好

生产效率

原料适应性 粗铅品位

烟气SO2浓度及收率 铅总收率 脱硫率 烟尘率 熔剂率 氧气单耗 电耗 jn煤耗 天然气耗 混合矿含铅 混合矿含硫 还原炉床能力 终渣含铅 综合能耗(注) 投资额

原料适应性广 98-99% SO2浓度:8,10% SO2收率:98% 96.5,98% 98%

氧化段:12,14%， 还原段:12~13% 氧化段:3%， 还原段:2,3% 360m3/t 100kWh/t

150kg/t 75Nm3/t 45,65% 14,18% —— ,3% 276 kgce/t 大

原料适应性广 98-99%

SO2浓度:8,10% SO2收率:98% 97,98% 98%

氧化段:12,14%， 还原段:,10% 氧化段:3%， 还原段:2,3% 360 m3/t 80,96 kwh/t 69 kg/t 37.4Nm3/t 45,65% 16,18% —— ?2% 230 kgce/t 较大

原料适应性广 98-99%

SO2浓度:8,10% SO2收率:98% 97,98% 98%

氧化段:12,14%， 还原段: ,10% 氧化段:3%， 还原段:2,3% 320,330 m3/t 68,

80 kwh/t 131 kg/t —— 43,47% 16,18%

50,80 t/(m2?日) ?2% 230 kgce/t 小

注:以上技术经济指标均来自相关厂的报道。 五、结论:

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1、液态高铅渣直接还原技术具有成熟可靠、实用性强、节能效果明显等特点，实现了直接炼铅，节约能源消耗，减少CO2、SO2排放，其经济技术指标已达到国际先进水平。

2、以上三种工艺技术相比较，其氧化熔炼均采用了底吹炉工艺，则还原炉采用的炉型和还原剂不同。“豫光法”底吹还原炉投资高，设备庞大，必须要有天然气来参加还原，而“金利法”采用的炉型与万洋基本相同，但其1:还原炉炉体采用内耐火材料，外用水淋降温，炉内的耐火材料寿命为3-6个月，(最近正在改为铜水套)。其2:风口采用底吹炉上用的多孔风口，不但风口易损，而在紧急情况下(如设备事故，突然停电、停风、停气)，风口无法关闭，只有任其烧损或堵塞，重新开车起动困难。其3:铅的还原剂采用的是焦炉煤气，因而不适宜用于没有煤气的地区。因此，由新乡中联公司开发的氧气侧吹炉应为无天然气地区建设的工厂首选方案。

3、“氧气侧吹炉熔池熔炼技术”已被国家发改委列入“十一五”国家重点(第三批)节能技术推广项目，公告文号，2010年第33号。

作者:新乡中联公司 蔺公敏 13903809114

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