铅鼓风炉熔炼车间设计(design of LEAd smelter by blast furnace)

以铅烧结块或氧化铅精矿团矿等块料为原料，经鼓风炉还原熔炼，获得粗铅的铅冶炼厂车间设计。铅鼓风炉熔炼是在还原气氛下进行的，所以，鼓风炉熔炼也称还原熔炼。粗铅含铅95%～98%，通常作为铅精炼的原料。

简史鼓风炉炼铅历史悠久，到19世纪已出现较大规模的生产。近代铅的总产量中，80%以上是采用鼓风炉熔炼的，1947年澳大利亚皮里港(PortPirie)铅厂采用双排风口椅形水套鼓风炉，生产率比普通水套鼓风炉提高一倍。在中国，沈阳冶炼厂于1911年开始采用半水套鼓风炉炼铅，1956年扩建时改为全水套。1970年水口山矿务局铅冶炼厂将鼓风炉水套改为汽化冷却。1979年株洲冶炼厂实现了鼓风炉进料自动控制，1973年云南鸡街铅冶炼厂开始用料封式密闭鼓风炉炼铅，改善了操作，减轻了污染，保护了环境。

工艺过程由铅烧结块(或团矿)和焦炭组成的炉料，从鼓风炉炉顶加料口送入炉中，与向上的炽热炉气进行热交换和发生反应，生成粗铅和炉渣，流入炉缸或前床进行澄清分离。炉渣烟化，使炉渣中有价金属挥发出来，并以氧化物形态回收。回收的氧化锌烟尘是炼锌的原料。鼓风炉熔炼对原料的适应性强、易操作、生产稳定，被广泛采用。铅鼓风炉熔炼工艺流程见图1。

主要设备有鼓风炉和烟化炉。

图1 铅鼓风炉熔炼工艺流程示意图

(1)鼓风炉。由加料和排烟用的炉顶、下部带有风口的冷却水套炉身和炉缸组成的竖式炉。其规格以风口区断面积表示，一般按下式计算：

F=Q/q

式中F为所需风口区断面积，㎡；Q为需处理炉料量，t/d；q为鼓风炉床能率，t/(㎡•d)，一般为45～70t/(㎡•d)。大型炼铅鼓风炉多为有一定炉腹角的矩形炉，炉宽1.2～1.6m，炉长按设计计算的风口区断面积确定，一般为3～11m，有效高度为4～7m。椅形水套鼓风炉，上排风口区炉宽为1.83～2.2m。炉身水套用水冷却或汽化冷却。采用汽化冷却可节约大量冷却水，还可产生0.2～0.3MPa压力的蒸汽。铅鼓风炉的鼓风强度为20～30m3/(㎡•min)，风压为10～20KPA。

(2)烟化炉。从炉子下部向熔渣鼓入粉煤或其他碳氢化合物，使有价金属挥发的水套矩形炉。炉子宽度一般不大于3m，长度不超过7.5m，高度4～8m，个别炉子高达10m。设计选择炉子用计算公式与鼓风炉计算公式相同，烟化炉床能率一般为30～35t/(㎡•d)。

车间配置熔炼车间与烧结、精炼车间生产联系密切，并有运输量大、高温、多尘的特点，设计时应尽量缩短三个车间的间距，主厂房位置与主导风向垂直，以保护车间环境卫生。为便于粗铅吊运，熔炼车间与精炼车间通常配置在一条线上。熔炼车间配置见图2。

技术指标铅鼓风炉和烟化炉主要技术指标为：

图2 铅鼓风炉熔炼车间配置

1-铅鼓风炉；2-铸锭机；3-电热前床；4-烟化炉