铅冶炼厂设计(engineering design of LEAd metallurgical plant)

以铅精矿等为原料，生产粗铅或电铅，并回收伴生有价元素的重金属冶炼厂设计。其设计范围包括：铅、锌精矿烧结车间设计、铅鼓风炉熔炼车间设计、氧气底吹炼铅法熔炼车间设计、基夫赛特炼铅法熔炼车间设计、铅精炼车间设计和铋冶炼车间设计等。铅冶炼厂的原料以含铅55%～65%的硫化铅精矿为主，其次是含铅高于25%的氧化铅精矿以及废杂铅料。铅、锌矿物常共生，铅与锌在同一厂冶炼，有利于伴生有价元素的综合回收和环境的治理。

简史17世纪，欧洲已较大规模生产铅。到19世纪，世界上许多国家设计建设了铅冶炼厂。1853年俄罗斯开始采用鼓风炉熔炼铅矿石。1882年奥地利开始采用膛式炉生产粗铅。1888年比利时霍博肯设计建成火法精炼生产系统。1902年加拿大特雷尔铅厂设计建成电解精炼生产系统。中国铅的生产具有悠久的历史，近代工业化炼铅生产始于20世纪初，1930年在湖南设计建成用烧结锅-鼓风炉炼铅的冶炼厂，1936年在辽宁建成沈阳冶炼厂，于1951年进行改扩建，采用直线烧结机和全水套鼓风炉，并采用回转窑烟化法处理铅鼓风炉高锌炉渣回收锌铅。1958年在云南个旧设计建成鸡街炼铅厂，用冷压团-鼓风炉熔炼工艺处理氧化铅精矿和铅锡共生矿，生产粗铅和铅锡合金，同年建成会泽冶炼厂，采用烧结-鼓风炉熔炼工艺处理难选氧化铅锌矿及炉渣，采用电热前床保温、烟化炉处理鼓风炉渣。70年代到80年代，直接炼铅工艺开始应用于工业生产，基夫赛特炼铅法在意大利等国相继建成，氧气底吹炼铅法先后为加拿大、韩国和中国西北铅锌冶炼厂设计采用。

设计规模及产品世界上大多数铅冶炼厂的规模为3～10万t/a。铅冶炼厂设计规模根据原料供应、市场需求和经济效益确定。2万t/a以下粗铅冶炼厂，一般环保和经济效益差。

铅冶炼厂主要产品为精铅(或电铅)、并副产硫酸和氧化锌，一般还综合回收金、银、镉、铋等金属，处理废杂铅料时产品还有铅合金。

工艺流程选择炼铅主要有熔炼和精炼两过程。熔炼产出含铅95%～98%的粗铅，粗铅精炼产出含铅99.5%～99.99%的精铅(或电铅)。熔炼工艺有传统流程烧结-鼓风炉熔炼和直接炼铅流程基夫赛特炼铅法和氧气底吹炼铅法等。含锌特高的铅锌混合精矿可采用鼓风炉炼锌法(ISP)(见鼓风炉炼锌熔炼车间设计)。精炼工艺有火法精炼和电解精炼(见铅精炼车间设计)。

(1)烧结-鼓风炉熔炼。一般用于处理硫化铅或氧化铅精矿。硫化铅精矿需烧结焙烧，氧化铅精矿则需烧结或制团。烧结块或团矿经鼓风炉还原熔炼得到粗铅。此流程备料过程长，环境污染难以避免。含二氧化硫的烧结烟气可用于制造硫酸。

(2)基夫赛特炼铅法。直接炼铅流程之一，设计常用于处理硫化铅精矿和含锌、铜较高的多金属硫化铅精矿，产出粗铅和氧化锌(或粗锌)。精矿需干燥后加入基夫赛特炉。此法炉子密闭性好，烟气的二氧化硫浓度高于20%，有利于硫的回收利用。(见基夫赛特炼铅法熔炼车间设计)

(3)氧气底吹炼铅法。直接炼铅流程的一种。精矿需制粒后加入卧式回转反应器，炼出粗铅，烟气含二氧化硫约10%，可回收硫酸。(见氧气底吹炼铅法熔炼车间设计)

(4)火法精炼。设计常选用以处理含铋低于1%的粗铅。此法生产周期短，调整产品牌号较灵活。20世纪90年代，世界约有85%的精铅是用火法精炼生产的。

(5)电解精炼。除铋效果好，适于处理含铋高的粗铅。中国粗铅精炼以电解精炼为主。

车间组成一般包括备料、熔炼、精炼、收尘、制酸和综合回收车间，以及辅助和公用设施等。设计采用传统流程时，备料车间除包括原料仓库、配料、混合、制粒外，还有烧结和返粉破碎及冷却(见铅、锌精矿烧结车间设计)；基夫赛特炼铅法炉料不必制粒，但需进行干燥。(见重金属冶炼厂原料准备车间设计)特殊要求铅烧结、熔炼、精炼及收尘作业过程中有铅蒸汽及铅粉尘产生，对人体会造成危害甚至铅中毒。因此，铅冶炼厂设计需重视环境保护和防治，提高机械化程度，加强设备密封和环境通风，有污染源的车间通常与主导风向垂直配置，并置于下风向，以减轻铅蒸汽及铅粉尘的有害影响。

发展趋势直接炼铅流程短，有助于解决铅冶炼厂的环境保护问题；采用富氧强化熔炼，充分利用原料的反应热以降低能耗，将得到广泛应用。