還原熔煉的原料某些煉鉛廠的鉛燒結(jié)塊化學(xué)成分用還原熔煉方法生產(chǎn)的重金屬主要有

Pb、Zn、Sn、Sb、Bi等，它們的礦物原料(見表4-1)除錫是氧化礦(SnO?)

以外，其他大都是硫化礦物，如方鉛礦(PbS)、閃鋅礦(ZnS)、輝銻礦

(Sb?S?)、輝鉍礦

(Bi?S?)等。廠

別PbZnSFeSiO?CaOCu143.506.271.4811.4411.188.451.0243.396.452.0612.8811.568.280.8340.055.753.1313.0016.288.50.5448.504.081.411.709.005.01表4-1

某些煉鉛廠的鉛燒結(jié)塊化學(xué)成分(%)還原熔煉原料還原熔煉所處理的原料中，氧化礦和二次物料也占有一定的比例。氧化礦就是包括氧化物、碳酸鹽、硫酸鹽以及硅酸鹽在內(nèi)的廣義的氧化物所構(gòu)成的礦石。二次物料，主要是廢雜金屬和冶金、化工、金屬材料加工等過程中產(chǎn)出的煙灰、殘?jiān)雀碑a(chǎn)物。原礦和精礦精礦處理Pb、Zn等硫化精礦，先經(jīng)焙燒或燒結(jié)焙燒預(yù)處理，將硫化物轉(zhuǎn)變成氧化物后再用碳還原。焙燒過程中同時(shí)回收硫，用于生產(chǎn)硫酸或元素硫。充分利用硫化礦焙燒煙氣中的二氧化硫制酸，也是重金屬冶金企業(yè)必須注意的環(huán)境效益。雜質(zhì)鐵帶來的影響精礦成分中含量最多的雜質(zhì)金屬仍然是鐵。鐵的礦物形態(tài)及其在冶煉中的行為與有色金屬有許多相似之處，從而給冶煉過程帶來很大的麻煩。同Cu、Ni冶金的造硫熔煉一樣，還原熔煉也是主金屬與雜質(zhì)金屬和脈石成分的分離過程，如何合理選擇冶煉方法和工藝條件，使鐵與其他脈石充分進(jìn)入爐渣是至關(guān)重要的，將直接影響到主金屬產(chǎn)品質(zhì)量、回收率和冶煉過程的順利進(jìn)行。精礦中的伴生金屬精礦成分中普遍含有主金屬元素以外的其他有色金屬。例如，鉛精礦含有較高的

Zn、Cu等重金屬，鋅精礦含有一定量的Pb、Cd等。地殼中還沒有發(fā)現(xiàn)單獨(dú)的鎘礦床，輝鎘礦主要伴隨于鋅精礦。鎘是鋅冶金最重要的副產(chǎn)品，世界鎘產(chǎn)量的95%是從煉鋅過程中回收的。此外，冶煉過程不可忽視貴金屬和稀散金屬的綜合回收。燒結(jié)塊燒結(jié)焙燒得到的鉛燒結(jié)塊中的鉛主要以PbO(包括結(jié)合態(tài)的硅酸鉛和鐵酸鉛)和少量的PbS、金屬鉛及

硫酸鉛等形態(tài)存在，此外還含有伴存的Cu、Zn、Bi等有價(jià)金屬和貴金屬

Ag、Au以及一些脈石氧化物。鼓風(fēng)爐還原熔煉的目的最大限度地將燒結(jié)塊中的鉛還原出來獲得金屬鉛，同時(shí)將

Au、Ag、Bi

等貴重金屬富集其中。將Cu

還原進(jìn)入粗鉛；若燒結(jié)塊中含Cu、S都高時(shí)，則使

Cu呈Cu2S形態(tài)進(jìn)入鉛锍中，以便下一步回收。如果爐料中含有

Ni、Co時(shí)，使其還原進(jìn)入黃渣。將燒結(jié)塊中一些易揮發(fā)的有價(jià)金屬化合物富集于煙塵中，便于進(jìn)一步綜合回收。使脈石成分造渣。鉛鼓風(fēng)爐熔煉的主要過程炭質(zhì)燃料的燃燒過程金屬氧化物的還原過程脈石氧化物的造渣過程造锍、造黃渣過程熔體產(chǎn)物的沉淀分離過程鉛鼓風(fēng)爐熔煉的爐料組成及對(duì)爐料的要求鼓風(fēng)爐煉鉛的原料體系鼓風(fēng)爐煉鉛的原料體系爐料的核心是自熔性燒結(jié)塊，它在爐料中的占比高達(dá)80%至100%，占據(jù)著舉足輕重的地位。此外，為了維持鼓風(fēng)爐的正常運(yùn)作，我們有時(shí)會(huì)根據(jù)實(shí)際需求，巧妙地添加少量的鐵屑、返渣、黃鐵礦以及螢石等輔助材料，這些“調(diào)味劑”各自扮演著不可或缺的角色。焦炭對(duì)于燒結(jié)塊品質(zhì)要求焦炭的質(zhì)量要求鉛鼓風(fēng)爐在鉛鼓風(fēng)爐的還原熔煉過程中，焦炭發(fā)揮著兩大核心作用：燃燒釋放熱量，為化學(xué)反應(yīng)及爐料熔化造渣提供充足的能量，確保熔體達(dá)到過熱所需的溫度；產(chǎn)生一氧化碳?xì)怏w，促使?fàn)t料中的金屬氧化物還原為金屬。焦炭的質(zhì)量要求表

4-2

鉛鼓風(fēng)爐對(duì)焦炭的要求固定碳/%灰分/%發(fā)熱量/MJ·kg? 1著火點(diǎn)/℃孔隙率/%抗壓強(qiáng)度/MPa塊度/mm75~80<1625~29600~80040~50≥30

MPa50~100輔助物料的使用黃鐵礦的雙重作用提高鉛回收率的方法鉛鼓風(fēng)爐熔煉過程在正常情況下，鉛鼓風(fēng)爐熔煉過程中無需額外添加熔劑。但在爐況異常時(shí)，可能會(huì)添加螢石或黃鐵礦進(jìn)行洗爐。黃鐵礦不僅作為硫化劑使用，還能促進(jìn)銅進(jìn)入鉛中，提高銅的回收率。優(yōu)化爐況的措施為了使熔煉過程更加順暢，有時(shí)會(huì)加入特定塊度的鼓風(fēng)爐渣。當(dāng)燒結(jié)塊含硫量較高時(shí)，添加鐵屑能置換出殘留在PbS中的鉛，降低銅锍中的鉛含量，從而提升鉛的回收率。爐內(nèi)料層沿不同高度所起的物理化學(xué)變化爐內(nèi)料層沿不同高度所起的物理化學(xué)變化爐料在爐內(nèi)形成垂直的料柱，它支承在盛接熔煉液態(tài)產(chǎn)物的爐缸上，一部分壓在爐子的水套壁上。氣流給予爐料以動(dòng)壓力，故料柱大部分重量為相對(duì)氣流所平衡。由于燃料燃燒和液態(tài)粗鉛、爐渣等產(chǎn)物的生成，在料柱下面形成空洞，所以料柱逐漸下移，經(jīng)風(fēng)口送入鼓風(fēng)爐的空氣與焦炭發(fā)生劇烈反應(yīng)，生成的高溫爐氣不斷向上運(yùn)動(dòng)，穿過和沖洗下降的爐料，這時(shí)爐料中的組分與爐氣之間不斷發(fā)生化學(xué)反應(yīng)過程和熱交換過程，生成粗鉛、爐渣、鏡等流體產(chǎn)物和爐氣。爐料在還原熔煉過程中由上而下移動(dòng)時(shí)，將發(fā)生一系列物理及化學(xué)變化，影響此變化的主要因素是爐氣成分和溫度。焦炭不同料層分析不同料層分析不同料層分析分層以后，鉛锍、黃渣、爐渣等從爐缸的排渣口一道排出，至前床或沉淀鍋；而粗鉛經(jīng)缸吸道連續(xù)排出外鑄錠或流入鉛包送往精煉。焦炭的燃燒反應(yīng)碳燃燒的主要化學(xué)反應(yīng)C+O2=CO2 +408KJ(4-1)這個(gè)反應(yīng)被稱為完全燃燒反應(yīng)，它釋放了大量的熱能。C+CO2=2CO ?162KJ(4-2)反應(yīng)(4-2)是碳與二氧化碳的反應(yīng)，生成一氧化碳，并吸收熱量，這個(gè)過程也被稱為碳的氣化反應(yīng)或布多爾反應(yīng)。2C+O2=2CO +246KJ(4-3)反應(yīng)(4-3)是不完全燃燒反應(yīng)，它產(chǎn)生的熱能較少，但同樣生成了一氧化碳。焦炭在鼓風(fēng)爐中的燃燒過程焦炭從爐頂加入，隨著下落被熱爐氣逐漸加熱，并發(fā)生上述化學(xué)反應(yīng)。到達(dá)風(fēng)口區(qū)時(shí)，爐內(nèi)溫度已超過1000℃，焦炭燃燒產(chǎn)生的主要產(chǎn)物為一氧化碳和二氧化碳。其中，反應(yīng)（4-1）生成的二氧化碳會(huì)與熾熱的焦炭進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)（4-2），將固體還原劑碳轉(zhuǎn)化為氣體還原劑一氧化碳。焦炭燃燒反應(yīng)分析反應(yīng)（4-1）和反應(yīng)（4-3）的平衡常數(shù)極大，幾乎可以視為不可逆反應(yīng)。而反應(yīng)（4-2）則是一個(gè)可逆且吸熱的反應(yīng)。在一定溫度下，當(dāng)反應(yīng)（4-2）達(dá)到平衡時(shí)，氣相中一氧化碳的平衡濃度與溫度的關(guān)系如圖4-2所示。從圖中我們可以看出，隨著溫度的升高，平衡反應(yīng)（4-2）更傾向于生成一氧化碳，氣相中一氧化碳的平衡濃度也隨之增加。當(dāng)溫度超過1000℃時(shí)，只要有足夠的碳源，平衡氣相中的一氧化碳濃度最高可達(dá)100%。風(fēng)口區(qū)的反應(yīng)情況鼓風(fēng)爐內(nèi)反應(yīng)過程隨著鼓風(fēng)攜帶的空氣向爐子中心運(yùn)動(dòng)，空氣中的氧與焦炭發(fā)生反應(yīng)，生成二氧化碳和一氧化碳，導(dǎo)致氧含量急劇下降。布多爾反應(yīng)的影響由于布多爾反應(yīng)的存在，爐氣中的一氧化碳含量顯著增加，二氧化碳含量逐漸降低。風(fēng)口區(qū)爐子中心反應(yīng)在風(fēng)口區(qū)爐子中心，一氧化碳的含量甚至可達(dá)到50%以上，說明碳的完全燃燒和金屬氧化物被一氧化碳還原產(chǎn)生的二氧化碳，在高溫下被焦炭層迅速還原為一氧化碳。還原劑的提供這為鼓風(fēng)爐內(nèi)金屬氧化物的還原提供了源源不斷的還原劑。鉛及其主要雜質(zhì)鐵的氧化物還原焦炭反應(yīng)動(dòng)力學(xué)固體炭的還原作用微弱，實(shí)際上是靠CO來起還原作用。在以焦炭作還原劑時(shí)，固體炭還原氧化物的固-

固或固-

液反應(yīng)，與用CO還原的氣-

固或氣-液反應(yīng)相比，反應(yīng)速度緩慢。在高溫下,CO比CO?更穩(wěn)定,

在CO+CO?的混合氣體中占有優(yōu)勢(shì)，

只要有固體炭存在就可以提供大量的CO作為還原劑。氧化鉛還原的熱力學(xué)<327℃PbO（s）+CO=Pb（s）+CO2

+63625J327~883℃PbO（s）+CO=Pb（l）+CO2

+58183J>883℃PbO（l）+CO=Pb（l）+CO2

+67895J反應(yīng)的平衡常數(shù)方程式：LgKp

=+0.471×10-3T

+0.3T3250CO還原濃度分析T/KΔG°

(kJ/mol)平衡氣相中中CO含量/%5735.170.0011000-0.13-0.130.131500+1.245.10用CO還原PbO的熱力學(xué)計(jì)算結(jié)果用CO

還原PbO

的熱力學(xué)計(jì)算結(jié)果見表4-3。由表4-3

數(shù)據(jù)可知：PbO

還原所需CO濃度不大，低于

1000℃的溫度下為萬分之幾至百分之幾，高于

1000℃時(shí)，CO的濃度為3%~5%。不管是固體氧化鉛還是液體氧化鉛都是易還原的氧化物。由于上述反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以溫度越高，還原所需

CO

濃度也越大。硅酸鉛對(duì)煉鉛爐渣含鉛的影響硅酸鉛硅酸鉛是燒結(jié)塊中最多的一種結(jié)合態(tài)氧化鉛，熔化溫度為720~

800℃熔融后的硅酸鉛還原反應(yīng)進(jìn)行的程度是降低鼓風(fēng)爐渣含鉛的關(guān)鍵所在。還原反應(yīng)進(jìn)行的極限或以氧化物形態(tài)殘留在爐渣中的金屬鉛量以4-5加以判斷：PbO（l）+CO=Pb（l）

+CO2 △G☉=-87320+8.97T

(4-5)硅酸鉛對(duì)煉鉛爐渣含鉛的影響還原反應(yīng)進(jìn)行的極限或以氧化物形態(tài)殘留在爐渣中的金屬鉛量以此公式加以判斷：PbO（l）+CO=Pb（l）

+CO2 △G☉=-87320+8.97T?

=???2????

????=

420(1200℃）還原氣氛對(duì)煉鉛爐渣含鉛的影響Pco?/PcoxPbOWPbO(%

Pb)實(shí)際意義40.0319.7氧化性最強(qiáng)，渣含鉛量最高10.00782.4中等還原條件0.1440.00110.35還原性最強(qiáng)，渣含鉛量最低硅酸鉛對(duì)煉鉛爐渣含鉛的影響從反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式可知，熔渣中

aPbO（xPbO）越小，氣相成分中

PCO2/PCO平衡值越低。因此，要想提高結(jié)合態(tài)

PbO

的還原程度，降低渣含鉛，混合氣體中的CO

濃度必須比游離PbO還原高，這表明結(jié)合態(tài)氧化物被CO

還原比游離

PbO要困難得多。隨著爐渣中的PbO含量越來越少，即

PbO

的活度

aPbO逐漸降低，殘存的PbO

還原越來越困難，其氣相平衡組成可由一組曲線來表示(見圖4-4)。硅酸鉛對(duì)煉鉛爐渣含鉛的影響從上面計(jì)算還可以看出，當(dāng)采用強(qiáng)還原氣氛時(shí)，有利于降低渣含鉛。但是，強(qiáng)還原氣氛除在熱的利用上不經(jīng)濟(jì)外，還受到鐵的還原反應(yīng)的制約。通常鐵按0.4的活度相應(yīng)地溶入主金屬中，并形成合金。但在鉛冶煉中，鉛鐵是完全不互溶的，所以金屬鉛幾乎不含鐵。為使有足夠的還原氣氛以降低渣含鉛，局部的、很少量的鐵還原是很難避免的，但對(duì)熔煉過程無多大妨礙。但當(dāng)還原氣氛強(qiáng)時(shí)，則固體鐵作為獨(dú)立相析出，從而影響熔煉的順利進(jìn)行。燒結(jié)快中鐵的還原鉛燒結(jié)塊中的

Fe2O3應(yīng)還原為FeO，但不能還原為Fe3O4

,

因?yàn)?/p>

Fe3O4也會(huì)導(dǎo)致像金屬鐵一樣的爐缸“積鐵”，迫使?fàn)t子停產(chǎn)，也只有

FeO

才能形成性質(zhì)很好的鐵硅酸鹽爐渣。因此對(duì)于熔渣中PbO的充分還原和

Fe3O4還原成FeO

來說，煉鉛鼓風(fēng)爐的氣體組成應(yīng)居于

Fe3O4還原線和FeO

還原線之間(見圖4-4)，圖中某些曲線斜率的符號(hào)相反,

這是由于ZnO

及

Fe3O4的還原反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，而

PbO

及

FeO

的還原反應(yīng)是放熱反應(yīng)。鉛燒結(jié)塊中其他組分在還原熔煉中的行為銅的化合物燒結(jié)塊中的銅大部分以氧化亞銅、硅酸亞銅和硫化亞銅的形態(tài)存在。

硫化亞銅在還原熔煉過程中不起化學(xué)變化而入鉛锍；Cu?O

則視燒結(jié)塊的焙燒程度而有不同的化學(xué)變化。如果燒結(jié)塊中殘留有足量的硫，則Cu?O

將與其他金屬硫化物發(fā)生反應(yīng)，例如：Cu2O+FeS

=Cu2S

+FeO （4-7）這便是鼓風(fēng)爐熔煉的硫化

(造锍)過程。當(dāng)燒結(jié)塊殘硫很少時(shí)，Cu2O

按如下反應(yīng)：Cu2O+CO=2Cu+CO2 （4-8）Cu2O

被還原為金屬銅而進(jìn)入粗鉛中。

硅酸亞銅在鉛鼓風(fēng)爐還原氣氛下，不能完全被還原，未還原的硅酸亞銅進(jìn)入爐渣。鋅的化合物鋅在燒結(jié)塊中主要以ZnO

及ZnO·FeO

狀態(tài)存在，只有小部分呈

ZnS

和ZnSO4的狀態(tài)。ZnSO4在鉛鼓風(fēng)爐還原熔煉過程中發(fā)生如下反應(yīng)：2ZnSO4=2ZnO

+2SO2

+O2 (4-9)ZnO

在熔煉時(shí)的有害影響不大，這是因?yàn)榇蟛糠諾nO

能溶解在爐渣中。實(shí)踐證明，爐渣溶解ZnO

的能力隨渣中FeO含量的增加和SiO?與CaO含量的降低而增大。因此，當(dāng)鉛精礦中含有相當(dāng)多的鋅時(shí)，則需完全焙燒，在配料時(shí)，應(yīng)選用高鐵的渣型。ZnS為爐料中最有害的雜質(zhì)化合物，在熔煉過程中不起變化而進(jìn)入爐渣及鉛锍。ZnS熔點(diǎn)高，密度又較大

(4.7g/cm3)，進(jìn)入鉛锍和爐渣后增加兩者的黏度，減少兩者的密度差，使渣與鉛锍分離困難。砷、銻、錫、鎘及鉍的化合物鉛燒結(jié)塊中砷以砷酸鹽狀態(tài)存在。在還原熔煉的溫度和氣氛下，被還原為As2O3和砷，As2O3揮發(fā)入煙塵，元素砷一部分溶解于粗鉛中，一部分與鐵、鎳、鈷等結(jié)合為砷化物并形成黃渣。銻的化合物在還原熔煉中的行為與砷相似。錫主要以SnO2形態(tài)存在,

SnO2在還原熔煉中按式

(4-10)還原:SnO2+2CO=Sn

+2CO2(4-10)還原后的Sn進(jìn)入粗鉛，一小部分進(jìn)入煙塵、爐渣和鉛锍。鎘主要以CdO

形態(tài)存在，在600

~700℃下被還原為金屬鎘。由于鎘的沸點(diǎn)低(776℃)，易于揮發(fā)，故在熔煉中大部分鎘進(jìn)入煙塵。鉍以Bi2O3存在，在鼓風(fēng)爐熔煉時(shí)被還原為金屬鉍而進(jìn)入粗鉛中。金和銀以及脈石成分鉛是金、銀的捕收劑，熔煉時(shí)大部分金、銀進(jìn)入粗鉛，只有很少一部分進(jìn)入鉛锍和黃渣中。爐料中的SiO2、CaO、MgO和Al2O3等脈石成分,

在熔煉中都不被還原,

全部與FeO一道形成爐渣。SiO?-FeO-CaO三元系爐渣雜質(zhì)鐵鐵在有色金屬硫化精礦的原料構(gòu)成中，鐵作為一種雜質(zhì)金屬，其含量相對(duì)較為豐富。在精礦的提煉過程中，硫化鐵會(huì)經(jīng)歷氧化脫硫和高價(jià)氧化鐵的還原反應(yīng)，最終轉(zhuǎn)化為相對(duì)穩(wěn)定的低價(jià)鐵氧化物——氧化亞鐵（FeO），并融入爐渣之中，成為爐渣的重要構(gòu)成部分。FeO，作為一種堿性氧化物，其熔點(diǎn)高達(dá)1370℃。當(dāng)它與酸性氧化物二氧化硅（SiO?，熔點(diǎn)為1713℃）相遇時(shí)，會(huì)結(jié)合形成穩(wěn)定的鐵硅酸鹽，如鐵橄欖石（2FeO·SiO?，熔點(diǎn)為1205℃）。因此，在火法煉鉛的過程中，為了補(bǔ)充鉛精礦中SiO?的不足，通常會(huì)添加石英石作為熔劑。造渣加CaO的作用氧化鈣（CaO）在鐵硅酸鹽爐渣中，由于FeO的含量較高，爐渣的密度增大，對(duì)金屬硫化物（如鉛锍）的溶解能力也隨之增強(qiáng)，這導(dǎo)致了金屬隨渣流失的損失加大。因此，在工業(yè)實(shí)踐中，我們并不單獨(dú)采用氧化亞鐵硅酸鹽作為爐渣，而是會(huì)加入CaO以優(yōu)化爐渣的性能。氧化鈣的性質(zhì)和作用氧化鈣的性質(zhì)氧化鈣（CaO）是硫化精礦中常見的脈石成分之一，熔點(diǎn)極高，達(dá)到2570℃，是一種堿性較強(qiáng)的堿性氧化物。爐渣成分與熔點(diǎn)的關(guān)系在SiO?

-FeO-CaO三元渣系中，熔點(diǎn)最低的爐渣成分大約位于45%

FeO、20%

CaO和35%SiO? 的比例附近，此時(shí)的溫度約為1100℃。氧化鈣在爐渣中的作用在成分接近鐵橄欖石的爐渣中加入適量的CaO，可以降低爐渣的熔點(diǎn)、密度及對(duì)金屬的溶解能力，得到滿足熔煉要求的爐渣。爐渣成分的實(shí)際應(yīng)用這一組成與鉛鼓風(fēng)爐還原熔煉所產(chǎn)生的爐渣成分大致相同。黏度黏度對(duì)爐渣性質(zhì)的影響?zhàn)ざ茸鳛闋t渣的一個(gè)重要性質(zhì)，不僅影響著爐渣的流動(dòng)性以及爐渣與金屬的分離程度，還直接關(guān)系到冶金過程的順利進(jìn)行。堿性氧化物對(duì)爐渣黏度的影響適量增加堿性氧化物可以降低爐渣的黏度，但堿性氧化物含量過高時(shí)，可能會(huì)生成各種高熔點(diǎn)化合物，使得爐渣難以熔化，爐渣黏度再次升高。酸性爐渣的黏度特點(diǎn)酸性爐渣中SiO? 的含量較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的硅氧復(fù)合離子（SixOy）會(huì)導(dǎo)致爐渣的黏度上升。SiO?

-FeO-CaO系爐渣的黏度組成對(duì)于SiO?

-FeO-CaO系爐渣而言，黏度最小的組成大致為10%~30%的CaO、20%~30%的SiO?

和40%~60%的FeO，這與上述最低熔點(diǎn)的爐渣成分范圍基本吻合。結(jié)語鼓風(fēng)爐煉鉛爐渣的特點(diǎn)鉛爐渣煉鉛原料中的脈石氧化物以及在燒結(jié)-還原熔煉過程中爐料發(fā)生物理化學(xué)變化而生成的鐵、鋅氧化物是鉛鼓風(fēng)爐爐渣的主要組成。因此，煉鉛爐渣的成分包括SiO?、CaO、FeO、ZnO、Al?O?、MgO等,與其他有色金屬熔煉的渣型一樣,

SiO?、FeO

和

CaO是鉛爐渣的基本成分，但相對(duì)其他有色冶金爐渣而言，高CaO、高ZnO含量又是鉛爐渣的特點(diǎn)。煉鉛原料中鋅的控制煉鉛原料一般都含百分之幾的鋅。鋅對(duì)氧的親和力大，難被碳還原(參見圖4-4)，故大部分呈

ZnO

狀態(tài)入渣，但也有少量的

ZnO

在爐子下部被CO、C還原，還原反應(yīng)產(chǎn)出的鋅蒸氣隨爐氣上升，被爐氣中氧化為

ZnO，也可被爐氣中的

SO2硫化成為ZnS，此時(shí)ZnO

和ZnS

若沉積于半融狀態(tài)的碎料上或爐壁上，則引起上部爐結(jié)的生成；若

ZnO

沉積于爐料表面孔隙之間，會(huì)隨爐料一起下降到爐子下部，又被還原為鋅蒸氣，并隨爐氣上升，如此反復(fù)循環(huán)。ZnS是非常有害的難熔物質(zhì)，在熔煉過程中進(jìn)入爐渣會(huì)增大爐渣黏度，使?fàn)t渣含鉛升高，嚴(yán)重情況下會(huì)造成爐結(jié)，迫使生產(chǎn)停爐。這也就是煉鉛鼓風(fēng)爐處理高鋅鉛精礦要求燒結(jié)塊殘硫低的原因，并且一般要求鉛精礦含鋅在5%以下。爐渣含鋅一般控制在15%以內(nèi)。煉鉛廠為什么普遍采用高CaO

渣型？其出發(fā)點(diǎn)是降低渣含鉛，提高金屬回收率。因?yàn)?/p>

CaO是強(qiáng)堿性氧化物，可將硅酸鉛中的PbO

置換出來使其變得容易被碳還原；高

CaO

的爐渣可提高爐溫，降低爐渣密度；CaO可提高燒結(jié)塊的軟化溫度，故高

CaO

渣型適宜于處理高品位鉛燒結(jié)塊，可防止其在爐內(nèi)過早軟化影響透氣性和過早熔化影響硅酸鉛的充分還原；此外，提高爐渣中

CaO，可使Si-O

及

Fe-O-Zn的結(jié)合能力減弱，增加鋅和鐵在熔渣中的活度，有利于爐渣的煙化處理；提高爐渣中

CaO

能破壞熔渣中硅氧復(fù)合離子

SixOy降低爐渣的黏度。示例高

ZnO、高CaO和高SiO?、高CaO渣型成分及特性廠家FeO/%SiO?/%CaO/%ZnO/%Pb/%熔點(diǎn)/℃黏度(1200℃)/Pa·s渣型分類適用場(chǎng)景株洲冶煉廠28~3021~2218~2015~160.9~1.61100~1150℃0.4~0.6高ZnO高CaO高鋅鉛精礦處理原沈陽冶煉廠26~2828~30≤10≤101.5~2.01040~10900.3~0.5高SiO?高CaO常規(guī)鉛精礦冶煉基于上述觀點(diǎn)，又派生出高ZnO、高CaO

渣型和高

SiO2、高CaO

渣型。株洲冶煉廠在燒結(jié)配料中配入10%的氧化鋅浸出渣，混合料含鋅達(dá)6%左右，因而實(shí)行高ZnO、高CaO

渣型熔煉，達(dá)到綜合利用的目的。原沈陽冶煉廠在燒結(jié)配料中加入含

Au

高、含

SiO?也高的金鉛塊礦和金鉛精礦，燒結(jié)塊含SiO?高達(dá)15%，實(shí)行高SiO2高CaO

渣型熔煉，達(dá)到副產(chǎn)黃金，提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。表4-7為上述兩廠所控制的渣成分及特性。爐渣成分的選擇應(yīng)滿足盡可能選用自熔性渣型，減少熔劑消耗黏度小，在熔煉溫度下黏度不大于0.5~1.10Pa·s密度小，渣與鉛的密度差應(yīng)大于1t/m3適當(dāng)?shù)娜埸c(diǎn)，為1100~1150℃鉛鼓風(fēng)爐熔煉產(chǎn)物產(chǎn)物鉛鼓風(fēng)爐粗鉛結(jié)塊中各種含鉛化合物在鼓風(fēng)爐內(nèi)經(jīng)過一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，得到金屬鉛，而燒結(jié)塊中以金屬鉛形態(tài)存在的鉛珠也被加熱熔化，一并通過料層向下流入爐缸。當(dāng)通過料層時(shí)，會(huì)同時(shí)溶解貴金屬及其他金屬(Cu、Bi等)而形成粗鉛。粗鉛的成分因原料成分和熔煉條件不同變化很大，一般含Pb97%~98%，如果處理大量鉛的二次原料，則含Pb降至92%~95%。這些粗鉛都需要進(jìn)行精煉之后，才能得到滿足用戶要求的精鉛。鉛锍鉛锍為

PbS、CuS、FeS、ZnS等硫化物的共熔體。煉鉛的鼓風(fēng)爐有時(shí)要求在熔煉過程中副產(chǎn)锍，其目的是為了將燒結(jié)塊中的銅富集其中，以利于從煉鉛中間產(chǎn)物——鉛锍中回收銅。鉛燒結(jié)塊一般殘硫?yàn)?.5%~3.0%,主要呈

PbS、PbSO?形態(tài),其次還有少量Cu2S、ZnS、ZnSO?、FeS、CaS

及

CaSO?等硫化物和硫酸鹽。這些硫化物或硫酸鹽被還原后產(chǎn)生的金屬硫化物會(huì)互熔在一起，形成鉛鼓風(fēng)爐熔煉的鉛锍。煉鉛鼓風(fēng)爐所產(chǎn)鉛锍成分由于原料成分和操作制度不同，鼓風(fēng)爐煉鉛所產(chǎn)鉛锍成分波動(dòng)范圍很大，因而其熔點(diǎn)、密度等物理性質(zhì)大不相同，一般熔點(diǎn)為850~1050℃，密度為4.1~5.5t/m3。煉鉛鼓風(fēng)爐所產(chǎn)鉛锍成分

(%)廠

別CuPbFeSZnAsSb112.517.1828.5417.712.76——215.09.137.923.65.4328.644.37.617.1——--—418~2412~1824~3015~187~8.0.5~2.50.5~0.8黃渣黃渣黃渣是鼓風(fēng)爐煉鉛在處理含

As、Sb較高的原料時(shí)產(chǎn)出的金屬砷化物與銻化物的共熔體。存在于燒結(jié)塊中的砷、銻氧化物及其鹽類，在鼓風(fēng)爐還原熔煉過程中被還原為As、Sb,

然后與銅和鐵族元素形成許多砷化物和銻化物,

這些砷、銻化合物在高溫下互相熔融，形成鼓風(fēng)爐的黃渣。黃渣黃渣金屬元素進(jìn)入黃渣中的難易順序是

Ni、Co最容易，而

Cu、Fe次之。這不僅決定于它們與As和Sb的親和力，而且還由于

Ni、Co與S、O的親和力不大，所以與鉛锍和爐渣相比，則M（可能是

Cu、Fe、Ni、Co）、Co

更容易進(jìn)入黃渣；與此相反，Cu與O的親和力雖然較小，但與S的親和力卻很大，因此

Cu就更容易進(jìn)入锍相中；至于Fe，由于它與As、S、O都有很大的親和力，所以Fe分配于黃渣、锍和爐渣三相之中，而且當(dāng)還原氣氛強(qiáng)時(shí)，F(xiàn)e

則更容易進(jìn)入黃渣，這與锍的情況相同，F(xiàn)e也是黃渣的重要組分；但像

Pb

這樣的金屬，對(duì)As、S、O

的親和力都小，因此它可作為粗鉛而構(gòu)成獨(dú)立相存在。黃渣成分編號(hào)AsSbFePbCuSNi+CoAuAg117~181~225~356~1520~341.30.5~1.00.0120.2223.46.517.811.224.33.511.30.0010.077335.00.643.34.67.84.40.00070.134煉鉛鼓風(fēng)爐所產(chǎn)黃渣成分(%)為了提高Pb、Au的直接回收率，鼓風(fēng)爐熔煉一般不希望產(chǎn)黃渣，只有當(dāng)

As、Sb或Ni、Co

含量高的情況才考慮造少量黃渣。煉鉛鼓風(fēng)爐所產(chǎn)黃渣成分見表4-9。黃渣熔點(diǎn)較鉛锍高，約為1150~1200℃，甚至更高，其密度約為7t/m3，在爐缸內(nèi)分層時(shí)它存在于鉛锍與粗鉛之間。鉛鼓風(fēng)爐的類型以及結(jié)構(gòu)傾斜爐腹型鼓風(fēng)爐由于上寬下窄，爐子截面向上擴(kuò)大，降低了爐氣上升速度，延長了還原氣體與爐料的接觸時(shí)間，有利于氣相與固相熱交換及反應(yīng)的進(jìn)行；由于爐氣上升速度減慢，被爐氣帶走的煙塵相對(duì)減少；爐腹向下傾斜，斷面面積逐漸縮小，使熱量集中在焦點(diǎn)區(qū)，有利于熔煉過程的進(jìn)行和熔體產(chǎn)物的過熱。普通煉鉛鼓風(fēng)爐皮里港式鼓風(fēng)爐皮里港式鼓風(fēng)爐皮里港式鼓風(fēng)爐的特點(diǎn)采用雙排風(fēng)口。下排風(fēng)口的鼓風(fēng)量可保證焦炭的強(qiáng)烈燃燒，使CO2/CO比值接近于1；上排風(fēng)口供給附加風(fēng)量，使上升氣流中對(duì)還原過程多余的CO燃燒為

CO2

，這樣既保證了還原能力，又提高了燃料熱量的利用率和風(fēng)口區(qū)的溫度，使?fàn)t子生產(chǎn)能力大大提高。采用椅形水套。上排風(fēng)口區(qū)寬度比下排擴(kuò)大一倍左右，兩排風(fēng)口相距約1m，上部氣流速度大為降低，熱交換充分，焦點(diǎn)區(qū)更為集中，同一水平爐溫均衡，爐況穩(wěn)定，爐結(jié)形成及其危害大為減輕。普通鉛鼓風(fēng)爐組成鉛鼓風(fēng)爐由爐基、爐缸、爐身、爐頂和風(fēng)管、水管系統(tǒng)及支架等組成。爐基一般用硅酸鹽混凝土澆筑，高出地面2~2.5m，要求能承受鼓風(fēng)爐的全部重量，單位面積承受負(fù)荷的能力為

50-60t/m2。爐缸砌筑在爐基上，常用厚鋼板制成爐缸外殼。目前鉛鼓風(fēng)爐分為有爐缸和無爐缸兩種結(jié)構(gòu)。爐身是由多個(gè)水套拼裝而成，水套之間用螺栓扣緊并固定于爐子的鋼架上，水套內(nèi)壁常用整塊14~16mm的鍋爐鋼板壓制成型并焊接而成，外壁用10~12mm普通鋼板。鉛鼓風(fēng)爐爐腹角一般為4°~8°，較大的爐腹角可以降低爐氣上升的速度，改善爐內(nèi)氣流的分布；爐腹角較小時(shí)，爐結(jié)不易生成且便于清理。爐頂爐料的加入和爐氣的排出都是通過爐頂來進(jìn)行的，由于采取的加料和排煙方式不同，爐頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式也不盡相同。一般分為開式和閉式爐頂，前者很少采用。目前一般都采用閉式爐頂，爐頂設(shè)煙罩，煙罩中央設(shè)排氣口，通過煙管與煙道相連，兩側(cè)則設(shè)加料口，通過布料小車使下料均勻，從而穩(wěn)定爐況。咽喉口及咽喉溜槽結(jié)構(gòu)示意圖咽喉口及咽喉溜槽結(jié)構(gòu)示意圖鼓風(fēng)爐其他結(jié)構(gòu)供風(fēng)裝置包括風(fēng)口、環(huán)形風(fēng)管、支風(fēng)管及調(diào)節(jié)閥。風(fēng)口對(duì)稱地設(shè)置在爐子兩側(cè)下水套上，風(fēng)口比為全部風(fēng)口的面積總和與爐床面積之比值(%)。鉛鼓風(fēng)爐的風(fēng)口比一般為3.5%~4%，可根據(jù)風(fēng)口比來確定風(fēng)口的大小和個(gè)數(shù)。爐子的總高度是指從爐底基礎(chǔ)面至加料平臺(tái)的高度。料柱高度是指從風(fēng)口中心至料面的距離。國內(nèi)外鉛鼓風(fēng)爐主要結(jié)構(gòu)參數(shù)結(jié)構(gòu)參數(shù)廠 別IⅡⅢⅣV風(fēng)口區(qū)橫斷面積//m28.08.655.66.2411.7寬度/m1.41.351.251.31.83長度/m6.016.414.454.86.4爐子總高度/m6.95676.95料柱高度/m3.5~43.3~3.83~3.535.9風(fēng)口設(shè)置風(fēng)口高度/m0.450.290.40.450.58風(fēng)口直徑/mm100939210057風(fēng)口個(gè)數(shù)3648303257風(fēng)口比/%3.533.773.554.05爐腹角3°36'7°30'9°12'0°爐缸深度/m0.700.70.163爐底厚度/m0.780.800.870.89電熱前床電熱前床電熱前床，這一冶金領(lǐng)域的創(chuàng)新設(shè)備，巧妙地將電能轉(zhuǎn)化為熱能，用于高效加熱爐渣。電熱前床還扮演著鼓風(fēng)爐與煙化爐之間熔渣儲(chǔ)存器的關(guān)鍵角色。鑒于煙化爐采取間斷周期性的作業(yè)模式，電熱前床的儲(chǔ)存能力必須滿足煙化爐單次吹煉的最大裝料需求，并確保熔渣溫度維持在約1200℃，以確保工藝的連續(xù)性與高效性。電熱前床的結(jié)構(gòu)從結(jié)構(gòu)上看，電熱前床呈現(xiàn)出獨(dú)特的矩形容器形態(tài)，兩端以半圓形收尾。其外殼采用堅(jiān)固的普通鋼板打造，兩側(cè)則通過立柱緊緊拉固，確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。內(nèi)部構(gòu)造同樣考究，底層鋪設(shè)耐火材料，其上疊砌普通耐火磚，再往上則以鎂磚構(gòu)筑成倒拱形結(jié)構(gòu)。墻體部分則選用鎂磚、鉻鎂磚或鉻渣磚精心砌筑。電熱前床的頂部，采用高鋁磚或普通黏土磚砌成拱形，并巧妙地設(shè)計(jì)了三個(gè)用于安放電極的孔。一端設(shè)有放渣孔及底鉛、鉛鏡放出孔，而另一端上部則巧妙地安置了與鼓風(fēng)爐相連的渣溜口。電極的升降由卷揚(yáng)機(jī)精準(zhǔn)控制，并通過紫銅母線與導(dǎo)電排緊密相連。電熱前床的結(jié)構(gòu)電熱前床的主要技術(shù)性能項(xiàng)

目床面積/m2項(xiàng)

目床面積/m2101316.75101316.75前床內(nèi)部尺寸/mm電極數(shù)量/根長寬高520056006200電極中心距/mm120012001200200026002700電極直徑/mm400400500175019602390變壓器功率/kV·A7501250750333皮里港式鼓風(fēng)爐皮里港式鼓風(fēng)爐爐頂掌握了電熱前床的原理。主要技術(shù)性能和電熱前床結(jié)構(gòu)示意圖進(jìn)行了學(xué)習(xí)。鉛鼓風(fēng)爐熔煉的正常操作與故障處理開爐前的要求包括爐子的砌體、供水系統(tǒng)、供風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行周密檢查和試車。對(duì)開爐用的粗鉛、木柴、木炭、焦炭、返渣、燒結(jié)塊等要準(zhǔn)備充足，所需工具準(zhǔn)備齊全?？緺t烤爐的目的是將耐火磚砌體中的水分逐漸蒸發(fā)出來，先用木柴、木炭小火烘烤，條件許可用電阻絲加熱最為理想?？緺t缸時(shí)切不可升溫太急，以防磚縫開裂和磚塊破裂，導(dǎo)致生產(chǎn)時(shí)由于磚縫滲鉛而損壞爐缸，嚴(yán)重時(shí)甚至使?fàn)t缸浮起來而被迫停爐。木柴烘烤期間要勤清灰，保持砌體與火焰直接接觸，使?fàn)t缸烘烤達(dá)到赤熱程度。電弧烘爐方法操作流程優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用場(chǎng)景熱渣起弧鼓風(fēng)爐先出渣渣流入即起弧?

省時(shí)省燃料?

升溫快?

起弧失敗風(fēng)險(xiǎn)大?

連累鼓風(fēng)爐緊急生產(chǎn)/有經(jīng)驗(yàn)的操作冷渣起弧預(yù)先裝冷渣緩慢起弧升溫?

安全可控?

可調(diào)試?

耗時(shí)較長?

燃料消耗多常規(guī)生產(chǎn)/安全優(yōu)先開爐前準(zhǔn)備工作開爐的順序爐缸鋪設(shè)木柴清灰加底焦、底鉛（開始送風(fēng)）進(jìn)輕本料點(diǎn)火投木柴進(jìn)渣料進(jìn)本料轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)開爐的具體操作點(diǎn)火后砌好山型水箱、咽喉窩、安放小水箱，于咽喉眼中插入鋼釬并用黃泥扎實(shí)，打開風(fēng)口大蓋自然送風(fēng)。點(diǎn)燃木柴，使其充分燃燒。投焦炭前，關(guān)上風(fēng)口大蓋，開鼓風(fēng)機(jī)少量送風(fēng)，每批焦炭都帶入底鉛，當(dāng)?shù)足U投入量占總量的80%左右時(shí)，投入渣料，提高爐溫。當(dāng)進(jìn)完渣料后，要注意從風(fēng)口檢查爐內(nèi)液面情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有上渣跡象時(shí)，咽喉即放渣，然后逐步提高風(fēng)量，恢復(fù)料柱，調(diào)整渣溜槽高度和鉛壩高度，正常排出熔渣、粗鉛。鉛鼓風(fēng)爐正常作業(yè)鼓風(fēng)爐的正常作業(yè)包括進(jìn)料（燃料和爐料）熔煉產(chǎn)物的排放（即咽喉、虹吸的操作）風(fēng)量、風(fēng)壓的控制及風(fēng)口的作業(yè)水冷系統(tǒng)的照應(yīng)電熱前床的操作進(jìn)料一般進(jìn)料順序布于兩端。裝料操作關(guān)鍵在于控制料柱高度，確切地說是控制進(jìn)料前后的料位差值最小，即穩(wěn)定料面。生產(chǎn)實(shí)踐中，有兩種作業(yè)制度，即高料柱(3.6~6m)和低料柱(2.5~3m)。目前，這兩種作業(yè)制度都有廠家采用。一般進(jìn)料順序技術(shù)指標(biāo)高料

柱低料

柱生產(chǎn)能力/t·

(m2·d)-145~6060~75焦炭消耗

(占爐料)

/%11~137.5~10爐渣含鉛/%約12~2.5熔煉脫硫率/%30~5060~70爐頂溫度/℃100~150約600噸料的空氣消耗/m39001440煙塵率

(占爐料)

/%0.5~1.03~5鉛鼓風(fēng)爐高、低料柱熔煉的技術(shù)指標(biāo)熔煉產(chǎn)物的排放產(chǎn)物排放口位置排放方式后續(xù)處理關(guān)鍵控制參數(shù)粗鉛爐缸虹吸道連續(xù)排放鑄錠或精煉溫度≥800℃爐渣咽喉口連續(xù)排放電熱前床沉淀分離流速≤1.5t/h鉛鏡渣溜槽側(cè)面放锍口間歇排放單獨(dú)收集積存量≥0.5m3觸發(fā)排放風(fēng)量、

風(fēng)壓的控制及風(fēng)口的作業(yè)鉛鼓風(fēng)爐的送風(fēng)量應(yīng)該穩(wěn)定，任何風(fēng)量波動(dòng)均能給爐子作業(yè)帶來負(fù)面影響。實(shí)際上，往往由于爐料、焦炭質(zhì)量及操作上的原因，加入爐內(nèi)焦炭相應(yīng)減少或因料柱阻力升高，而使送風(fēng)量減少，造成風(fēng)焦比的嚴(yán)重失調(diào)。對(duì)鼓風(fēng)爐風(fēng)量的控制更確切地說是對(duì)風(fēng)焦比的控制。風(fēng)口操作的基本任務(wù)風(fēng)口操作的基本任務(wù)是要經(jīng)常捅打風(fēng)口，擴(kuò)大風(fēng)口送風(fēng)面積，使風(fēng)能達(dá)到爐子的中心；要減少風(fēng)口大蓋的漏風(fēng)，及時(shí)更換密封圈，擰緊大蓋螺栓，通過觀察風(fēng)口內(nèi)部，判斷爐況是否正常。水冷系統(tǒng)的照應(yīng)不論是汽化冷卻還是水冷卻，都要求水套內(nèi)水溫穩(wěn)定并且不得斷水，如果水套采用水冷則應(yīng)控制出口溫度達(dá)70~80℃，水溫太低則熱損失增大，爐結(jié)易形成。如果實(shí)行汽化冷卻，則要經(jīng)常檢查汽包水位、蒸汽壓力，關(guān)鍵是要穩(wěn)定汽包壓力0.2

~0.25MPa，汽包嚴(yán)禁缺水，缺水時(shí)間長了水套有被燒壞的危險(xiǎn)。電熱前床的操作電熱前床的操作正常操作時(shí)，通過升降電極插入熔渣的深度來調(diào)節(jié)電流，從而達(dá)到調(diào)整爐溫的目的。只有當(dāng)調(diào)整電極插入深度還不能滿足所需溫度時(shí)，才改變電壓檔次。通常電極插入深度為熔渣層厚的0.4~0.5倍?？刂齐妷捍蠹s為40V，電流為4000A。當(dāng)煙化爐需要熔渣時(shí)，打開放渣口即可，放完渣后，用黃泥堵住再插入釬子。鉛鼓風(fēng)爐作業(yè)常見故障及其處理爐頂故障及其處理方法爐頂冒火產(chǎn)生的原因：風(fēng)焦比不當(dāng)，焦炭過剩，大量CO

在爐頂燃燒焦炭中含揮發(fā)物過多焦點(diǎn)上移料柱太低，大量CO來不及同爐料作用，便逸到爐面上燃燒爐結(jié)形成，引起懸料爐頂故障及其處理方法爐頂冒火消除的措施：調(diào)節(jié)好風(fēng)量、風(fēng)壓改善焦炭質(zhì)量提高料柱消除爐結(jié)和懸料料面跑空風(fēng)產(chǎn)生的原因爐結(jié)嚴(yán)重，造成爐子橫截面積縮小，爐氣集中通過；爐料粉狀物多，透氣性差，風(fēng)壓高，將粉料吹出形成空洞。料面跑空風(fēng)消除的措施暫停風(fēng)，消除爐結(jié)改進(jìn)燒結(jié)配料和操作，提高燒結(jié)塊強(qiáng)度適當(dāng)降低風(fēng)壓降料速度慢產(chǎn)生的原因故障原因消除措施風(fēng)口送風(fēng)不良處理風(fēng)口，擴(kuò)大送風(fēng)面積還原過強(qiáng)，風(fēng)口區(qū)溫度低調(diào)整風(fēng)焦比爐料粉狀物多，透氣性差加入返渣改善透氣性爐料/爐渣熔點(diǎn)高調(diào)整燒結(jié)配料，優(yōu)化爐渣成分風(fēng)口故障及其處理方法故障原因故障現(xiàn)象處理方法焦率太低風(fēng)口發(fā)黑、發(fā)暗增加焦炭配比，提高焦率焦率太高焦點(diǎn)上移，風(fēng)口區(qū)變冷、發(fā)黑減少焦炭配比，調(diào)整風(fēng)量風(fēng)口上方長爐結(jié)風(fēng)口區(qū)出現(xiàn)空洞清理爐結(jié)，調(diào)整爐料分布焦炭分布不均勻爐中心焦炭不足，中心發(fā)硬改善布料均勻性，調(diào)整布料小車水冷水套水溫太低風(fēng)口區(qū)冷凝或發(fā)紅提高冷卻水溫度至70~80℃風(fēng)口故障消除的措施故障現(xiàn)象消除措施風(fēng)焦比失調(diào)調(diào)整焦率至適當(dāng)比例焦炭分布不均改進(jìn)布料方法風(fēng)口區(qū)溫度低集中壓一次底焦存在爐結(jié)及時(shí)清除爐結(jié)水溫異常調(diào)整水套冷卻水量咽喉故障及其處理方法咽喉故障產(chǎn)生原因及咽喉故障處理方法故障原因處理方法渣成分不合格調(diào)整燒結(jié)配料，加入塊狀熔劑/螢石鉛锍/黃渣堆積及時(shí)排出鉛锍、黃渣及黏渣風(fēng)焦比失調(diào)調(diào)整風(fēng)焦比，提高爐溫壩高不合理墊高鉛壩，降低渣壩高度燒結(jié)塊含硫高降低燒結(jié)塊含硫量咽喉口堵塞用氧氣燒化凝結(jié)物，清除雜物鉛鼓風(fēng)爐的供風(fēng)與焦炭燃燒焦炭焦炭是鉛鼓風(fēng)爐熔煉的重要物料，它的燃燒影響著鼓風(fēng)爐的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。為了獲得良好的熔煉指標(biāo)，應(yīng)該保證其在風(fēng)口區(qū)合理燃燒。在鉛鼓風(fēng)爐內(nèi)，焦炭燃燒的化學(xué)反應(yīng)式如下：完全燃燒：C+O2=CO2 +408kJ不完全燃燒：CO2+C=2CO -162kJ總反應(yīng)式（完全轉(zhuǎn)CO時(shí)）：2C+

O2

=2CO +246kJ碳的燃燒反應(yīng)分析由上可以看出，焦炭燃燒的產(chǎn)物是CO?和CO。燃燒反應(yīng)的發(fā)熱量是指碳完全燃燒生成CO?時(shí)的發(fā)熱量。因此按反應(yīng)(4-13)

燃燒1mol碳放出的熱量為123kJ，比按反應(yīng)(4-11)

計(jì)算的發(fā)熱量少285kJ，即不完全燃燒(反應(yīng)(4-13))

的發(fā)熱量的利用率約為30%。因此，為了提高焦炭的熱利用率，在保證爐內(nèi)所需還原氣氛的條件下，焦炭在風(fēng)口區(qū)應(yīng)盡可能實(shí)現(xiàn)完全燃燒，使高溫區(qū)集中在風(fēng)口區(qū)。影響焦炭燃燒的因素評(píng)價(jià)焦炭的質(zhì)量灰分塊度孔隙率強(qiáng)度灰分少，單位體積內(nèi)碳的含量高，反應(yīng)表面加大，使反應(yīng)能力增大；塊度小同樣也增加單位質(zhì)量的外表面積，有利于焦炭與氧的接觸，使反應(yīng)能力增大；孔隙率大使氧氣易于滲透到焦炭內(nèi)部，使燃料燃燒激烈。但孔隙率過大，著火點(diǎn)低，強(qiáng)度小，不但容易被壓碎，而且會(huì)導(dǎo)致高溫區(qū)拉長。所以，要選擇反應(yīng)能力適當(dāng)?shù)慕固俊ｏL(fēng)焦比風(fēng)焦比

=

鼓風(fēng)量（Nm3/h）

/

焦炭消耗量（kg/h）風(fēng)焦比：同一時(shí)間鼓風(fēng)爐內(nèi)的空氣量與加入焦炭量之比，它是鉛鼓風(fēng)爐熔煉的重要技術(shù)控制條件。鉛鼓風(fēng)爐焦率與鼓風(fēng)參數(shù)控制鉛鼓風(fēng)爐熔煉的焦率一般控制為10%~14%。爐子的鼓風(fēng)量可按焦炭中碳量的50%

~55%燃燒成CO,

其余45%~50%燃燒成CO?的比例來計(jì)算,

但由于管道和通風(fēng)口時(shí)的漏風(fēng)損失，所以實(shí)際鼓風(fēng)量應(yīng)比理論計(jì)算量富余10%~30%。生產(chǎn)中采用高料柱作業(yè)時(shí)，鼓風(fēng)強(qiáng)度為

25-35m3/（m2

min）低料柱作業(yè)時(shí)，鼓風(fēng)強(qiáng)度為

40-60m3/（m2

min）。鼓風(fēng)爐煉鉛的主要技術(shù)條件進(jìn)料量鼓風(fēng)爐的每批進(jìn)料量隨爐子大小差異較大，大型爐可達(dá)1~3.5t，小型爐僅為

100~500kg,

進(jìn)料時(shí)間間隔一般為10~20min,

要求加料前后料面波動(dòng)不大于0.5m。4.8.1.2

料柱高度鉛鼓風(fēng)爐生產(chǎn)有高料柱(3.6~6.