教学情景二省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

情景二情景二情景二情景二 硫化铅精矿烧结焙烧硫化铅精矿烧结焙烧硫化铅精矿烧结焙烧硫化铅精矿烧结焙烧2.1 2.1 硫化铅精矿烧结焙烧目标硫化铅精矿烧结焙烧目标烧结焙烧产出烧结块，应该：烧结焙烧产出烧结块，应该：1 1、烧结块化学成份，应与配料计算化学成份相符；、烧结块化学成份，应与配料计算化学成份相符；2 2、烧结块必须坚实，在鼓风炉还原熔炼时，不致被压碎；、烧结块必须坚实，在鼓风炉还原熔炼时，不致被压碎；3 3、烧结块应含有多孔质结构和良好透气性；、烧结块应含有多孔质结构和良好透气性；4 4、在原料含铜低情况下，要求烧结块含硫愈低愈好，以确保绝大、在原料含铜低情况下，要求烧结块含硫愈低愈好，以确保绝大部分硫化物生成氧化物。部分硫化物生成氧化物。第1页烧结块质量，主要以强度、孔隙度和残硫率三个指标衡量。强度烧结块质量，主要以强度、孔隙度和残硫率三个指标衡量。强度测定，通常作落下试验，将烧结块从测定，通常作落下试验，将烧结块从1.51.5米高处，自由落到水泥米高处，自由落到水泥地面或钢板上，重复三次，普通视裂成少数几块而不全碎为粉为地面或钢板上，重复三次，普通视裂成少数几块而不全碎为粉为好。或将三次落碎后产物进行筛分，小于好。或将三次落碎后产物进行筛分，小于10mm10mm碎屑重量不超出碎屑重量不超出151520%20%，则强度符合要求。孔隙度在工厂极少测定，通常凭肉眼，则强度符合要求。孔隙度在工厂极少测定，通常凭肉眼判断，质量好烧结块普通不少于判断，质量好烧结块普通不少于505060%60%。残硫率，取样测定，普通要求在残硫率，取样测定，普通要求在2%2%以下。以下。第2页2.2 2.2 2.2 2.2 硫化铅精矿烧结焙烧化学反应硫化铅精矿烧结焙烧化学反应硫化铅精矿烧结焙烧化学反应硫化铅精矿烧结焙烧化学反应2.2.1 2.2.1 硫化铅氧化反应硫化铅氧化反应铅精矿主要成份是方铅矿（铅精矿主要成份是方铅矿（PbS),PbS),占精矿组成占精矿组成60%60%80%80%。在烧结焙。在烧结焙烧过程中，精矿焙烧主要是烧过程中，精矿焙烧主要是PbSPbS发生氧化反应，生成氧化物（发生氧化反应，生成氧化物（PbOPbO），也可能生成硫酸盐或碱式硫酸盐（），也可能生成硫酸盐或碱式硫酸盐（PbSOPbSO4 4,PbSO,PbSO4 4 PbO,PbO,PbSOPbSO4 4 2PbO,PbSO 2PbO,PbSO4 4 4PbO),4PbO),还可能生成金属铅（还可能生成金属铅（Pb)Pb)。第3页上述反应生成上述反应生成PbOPbO和和PbSOPbSO4 4（包含碱式硫酸铅），与未氧化（包含碱式硫酸铅），与未氧化PbSPbS之之间，发生以下各种交互反应间，发生以下各种交互反应,如：如：在焙浇高温下，交互反应析出金属铅，大部分被烟气中氧所氧化。在焙浇高温下，交互反应析出金属铅，大部分被烟气中氧所氧化。第4页综观上述反应可知，方铅矿焙烧过程能够认为是在综观上述反应可知，方铅矿焙烧过程能够认为是在Pb-O-SPb-O-S三元系三元系中进行，焙烧产物形成取决于实际焙烧温度和平衡气相（主要成中进行，焙烧产物形成取决于实际焙烧温度和平衡气相（主要成份是份是O O2 2和和SOSO2 2）组成。所以，在冶金热力学上，惯用恒温下）组成。所以，在冶金热力学上，惯用恒温下M M（金（金属）属）-S-O-S-O系系lgplgpSO2SO2-lgp-lgpO2O2平衡状态图（又称化学势图）来研究金属平衡状态图（又称化学势图）来研究金属硫化物氧化规律。硫化物氧化规律。1100K(827)1100K(827)时时Pb-O-SPb-O-S系状态图如图系状态图如图2-12-1所表示。所表示。第5页在硫化铅精矿烧结焙烧实际生产中，要求在硫化铅精矿烧结焙烧实际生产中，要求PbSPbS尽可能全部变成尽可能全部变成PbOPbO，而不希望得到，而不希望得到PbSOPbSO4 4和和PbSOPbSO4 4mPbOmPbO，因为铅烧结块中，因为铅烧结块中PbSOPbSO4 4或或（PbSOPbSO4 4mPbOmPbO）在下一步鼓风炉熔炼中不能被碳或一氧化碳还原）在下一步鼓风炉熔炼中不能被碳或一氧化碳还原成金属铅，而被还原成成金属铅，而被还原成PbSPbS，如，如PbSOPbSO4 4+4CO=PbS+4CO+4CO=PbS+4CO2 2这就造成铅以这就造成铅以PbSPbS形态损失于炉渣或铅铳中数量增加，所以在烧结形态损失于炉渣或铅铳中数量增加，所以在烧结焙烧时，应使焙烧时，应使PbSPbS尽可能生成尽可能生成PbOPbO，而不生成，而不生成PbSOPbSO4 4。第6页从从Pb-O-SPb-O-S系状态图能够看出，硫酸铅及其碱式盐稳定区域大，这系状态图能够看出，硫酸铅及其碱式盐稳定区域大，这说明它们在烧结时轻易生成。只有当气相中说明它们在烧结时轻易生成。只有当气相中SOSO2 2分压较小和分压较小和O O2 2分压分压较大时，才能确保较大时，才能确保PbOPbO稳定范围，从而不生成或少生成稳定范围，从而不生成或少生成PbSOPbSO4 4。详。详细地说，要使细地说，要使PbSOPbSO4 4（甚至包含（甚至包含PbSO44PbOPbSO44PbO）完全不生成条件，）完全不生成条件，必须确保气相中必须确保气相中p pSO2SO2小于图小于图2-12-1中反应式：中反应式：PbSO44PbO=5PbO+SO2+1/2O2PbSO44PbO=5PbO+SO2+1/2O2平衡平衡SOSO2 2分压。不过，降低气相中分压。不过，降低气相中p pSO2SO2来降低硫酸盐办法是可取，来降低硫酸盐办法是可取，因为将不利于用烟气制硫酸。因为将不利于用烟气制硫酸。第7页综观上述反应，焙烧产物形成取决于实际焙烧温度和平衡气相（主综观上述反应，焙烧产物形成取决于实际焙烧温度和平衡气相（主要是氧气和二氧化硫）组成。要是氧气和二氧化硫）组成。第8页在实际生产中，可考虑用下面一些办法来降低在实际生产中，可考虑用下面一些办法来降低PSOPSO4 4生成，以尽可生成，以尽可能增加烧结产物中能增加烧结产物中PbOPbO数量：数量：（1 1）提升烧结焙烧温度）提升烧结焙烧温度 伴随温度升高，硫酸盐将变得越来越不伴随温度升高，硫酸盐将变得越来越不稳定。硫酸盐分解是吸热反应，升高温度有利于稳定。硫酸盐分解是吸热反应，升高温度有利于PbSOPbSO4 4及其及其PbSOPbSO4 4mPbOmPbO向着生成向着生成PbOPbO方向逐层分解，最终生成稳定方向逐层分解，最终生成稳定PbOPbO（见图（见图2-22-2）。所以，铅烧结焙烧过程料层温度实际上是在）。所以，铅烧结焙烧过程料层温度实际上是在80080010001000下进行。下进行。第9页第10页（2 2）将熔剂（石灰石、石英砂和铁矿石等）配料与铅精矿一起添）将熔剂（石灰石、石英砂和铁矿石等）配料与铅精矿一起添加到烧结炉料之中，有利于降低加到烧结炉料之中，有利于降低PbSOPbSO4 4生成，提升烧结脱硫率。生成，提升烧结脱硫率。（3 3）改进烧结炉料透气性，改进烧结设备供风和排烟，使鼓风炉）改进烧结炉料透气性，改进烧结设备供风和排烟，使鼓风炉中中O2O2和氧化反应生成和氧化反应生成SOSO2 2快速到达或离开快速到达或离开PbSPbS精矿颗粒反应界面，精矿颗粒反应界面，即降低反应界面即降低反应界面p pSO2SO2和提升和提升p pO2O2，都有利于，都有利于PbOPbO生成。生成。还值得注意是，在较低还值得注意是，在较低pSO2和和pO2数值范围内（图数值范围内（图2-1）中左下方区）中左下方区域）是金属铅稳定区域，这说明烧结产物中还可能出现金属铅。域）是金属铅稳定区域，这说明烧结产物中还可能出现金属铅。如前面关于如前面关于PbS氧化反应所述，金属铅生成有两种可能：一是氧化反应所述，金属铅生成有两种可能：一是PbS直接氧化，二是直接氧化，二是PbS和和PbO、PbSO4发生交互反应。这也是硫化发生交互反应。这也是硫化铅精矿直接炼铅新工艺理论依据。铅精矿直接炼铅新工艺理论依据。第11页 依据某厂烧结块物相分析，以其中含铅总量为基数，不一样依据某厂烧结块物相分析，以其中含铅总量为基数，不一样形态铅含量如表形态铅含量如表2-12-1所表示。所表示。第12页2.2.2 2.2.2 2.2.2 2.2.2 精矿和熔剂中造渣组分行为精矿和熔剂中造渣组分行为精矿和熔剂中造渣组分行为精矿和熔剂中造渣组分行为鼓风炉熔炼炉渣中主要三组分（鼓风炉熔炼炉渣中主要三组分（SiOSiO2 2、CaOCaO和和FeO)FeO)起源：起源：作熔剂加入石英石（河沙，作熔剂加入石英石（河沙，SiO2 SiO2）、石灰石（）、石灰石（CaCO3CaCO3）和铁矿）和铁矿石或烧渣（石或烧渣（FeFe2 2O O3 3););精矿中造渣成份（见表精矿中造渣成份（见表1-41-4）；）；焦炭中灰分。焦炭中灰分。鼓风炉炼铅是以自熔性烧结块作原料，所以熔炼炉渣中造渣组分鼓风炉炼铅是以自熔性烧结块作原料，所以熔炼炉渣中造渣组分在烧结过程中就搭配合理了。在烧结过程中就搭配合理了。第13页2.2.2.1 2.2.2.1 2.2.2.1 2.2.2.1 石英石（石英石（石英石（石英石（SiOSiOSiOSiO2 2 2 2）石英石在低温焙烧时不起化学改变，但在高温下，则与各种金属氧化物石英石在低温焙烧时不起化学改变，但在高温下，则与各种金属氧化物结合成硅酸盐，并能促使结合成硅酸盐，并能促使PbSO4PbSO4分解，如：分解，如：实际上，实际上，PbOPbO与与SiO2SiO2开成一系列低熔点化合物与共晶。这些化合物与共开成一系列低熔点化合物与共晶。这些化合物与共晶组成及熔化温度列于表晶组成及熔化温度列于表2-22-2。第14页由表可见，这些化合物与共晶熔化温度都在由表可见，这些化合物与共晶熔化温度都在800800以下，比以下，比PbOPbO熔点熔点(886(886)还低，在烧结过程中起粘结剂作用。还低，在烧结过程中起粘结剂作用。第15页2.2.2.2 2.2.2.2 2.2.2.2 2.2.2.2 铁矿石铁矿石铁矿石铁矿石烧结焙烧时加入铁矿石（或硫酸厂副产烧渣）熔剂中或精矿中烧结焙烧时加入铁矿石（或硫酸厂副产烧渣）熔剂中或精矿中FeSFeS2 2氧化氧化后产物后产物FeFe2 2O O3 3将与将与PbSOPbSO4 4PbOPbO发生以下化学反应：发生以下化学反应：上述反应生成不一样组分铁酸盐熔化温度也大多在上述反应生成不一样组分铁酸盐熔化温度也大多在10001000以下（见表以下（见表2-2-3 3），它在烧结过程中也起粘结剂），它在烧结过程中也起粘结剂 作用。但比作用。但比xPbOySiOxPbOySiO2 2轻易分解，轻易分解，故烧结块中铁酸铅含量远少于硅酸铅（见表故烧结块中铁酸铅含量远少于硅酸铅（见表2-12-1）第16页硅酸铅熔化温度低，而且有很好流动性，在高温烧结焙烧过程中，这硅酸铅熔化温度低，而且有很好流动性，在高温烧结焙烧过程中，这些硅酸铅便熔化，将焙烧炉料粒子粘结在一起，当焙烧物料冷却时，些硅酸铅便熔化，将焙烧炉料粒子粘结在一起，当焙烧物料冷却时，它们便成为许多粘结剂，是得到优良烧结块确保。它们便成为许多粘结剂，是得到优良烧结块确保。第17页2.2.2.3 2.2.2.3 2.2.2.3 2.2.2.3 石灰石石灰石石灰石石灰石石灰石（石灰石（CaCO3CaCO3）在烧结焙烧加热到）在烧结焙烧加热到910910时，则吸收热量分解成石灰时，则吸收热量分解成石灰（CaOCaO）。）。氧化钙（氧化钙（CaOCaO）能促使硫化铅、硫酸铅等转化成氧化物。）能促使硫化铅、硫酸铅等转化成氧化物。石灰石（或石灰）有利于氧化铅生成，但无助于提升烧结脱硫率，上石灰石（或石灰）有利于氧化铅生成，但无助于提升烧结脱硫率，上述反应形成硫化钙和硫酸钙仍把硫随烧结块带进了鼓风炉中。述反应形成硫化钙和硫酸钙仍把硫随烧结块带进了鼓风炉中。第18页2.2.3 2.2.3 2.2.3 2.2.3 杂质金属硫化物和贵金属行为杂质金属硫化物和贵金属行为杂质金属硫化物和贵金属行为杂质金属硫化物和贵金属行为2.2.3.1 2.2.3.1 铁硫化物铁硫化物黄铁矿（黄铁矿（FeSFeS2 2）和磁硫铁矿（）和磁硫铁矿（FeFen nS Sn+1n+1）是硫化铅精矿中必定伴生物。当）是硫化铅精矿中必定伴生物。当加热到加热到300300以上时，黄铁矿和磁硫铁矿都发生分解而产生硫蒸气。以上时，黄铁矿和磁硫铁矿都发生分解而产生硫蒸气。在烧结鼓风和高温下，硫化亚铁（在烧结鼓风和高温下，硫化亚铁（FeS）氧化成氧化亚铁）氧化成氧化亚铁（FeO）、三氧化二铁（）、三氧化二铁（Fe2O3）和四氧化三铁（）和四氧化三铁（Fe3O4），其），其中以中以Fe2O3为主，能与为主，能与PbO等金属氧化物深入结合成等金属氧化物深入结合成xPbOyFe2O3。第19页2.2.3.2 2.2.3.2 2.2.3.2 2.2.3.2 铜硫化物铜硫化物铜硫化物铜硫化物铜在硫化铅精矿中，呈黄铜矿（铜在硫化铅精矿中，呈黄铜矿（CuFeSCuFeS2 2）、铜蓝（）、铜蓝（CuSCuS）和辉铜矿）和辉铜矿（CuCu2 2S S）等形态存在。焙烧时，铜各种硫化物多变为氧化物，最终以）等形态存在。焙烧时，铜各种硫化物多变为氧化物，最终以游离或结合氧化亚铜或少许未氧化硫化亚铜形式，留在烧结块中。游离或结合氧化亚铜或少许未氧化硫化亚铜形式，留在烧结块中。第20页2.2.3.4 2.2.3.4 2.2.3.4 2.2.3.4 硫化锌硫化锌硫化锌硫化锌硫化锌结构是很致密，故它是一个比较难氧化物质。加之氧化后生成硫化锌结构是很致密，故它是一个比较难氧化物质。加之氧化后生成硫酸盐和氧化物，是一个很致密膜层，它能紧紧地包裹在未被氧化硫硫酸盐和氧化物，是一个很致密膜层，它能紧紧地包裹在未被氧化硫化物颗粒表面，妨碍氧渗透。所以在烧结焙烧时，需要较长时间、过化物颗粒表面，妨碍氧渗透。所以在烧结焙烧时，需要较长时间、过量空气和较高烧结温度，才能使硫化锌转化为氧化锌，其反应为：量空气和较高烧结温度，才能使硫化锌转化为氧化锌，其反应为：第21页2.2.3.4 2.2.3.4 2.2.3.4 2.2.3.4 砷硫化物砷硫化物砷硫化物砷硫化物铅精矿中铅精矿中AsAs是以毒砂（是以毒砂（FeAsSFeAsS）及雌黄（）及雌黄（AsAs2 2S S3 3）形态存在。焙烧）形态存在。焙烧时，首先受热离解，然后氧化生成极易挥发三氧化二砷（时，首先受热离解，然后氧化生成极易挥发三氧化二砷（AsAs2 2O O3 3）。）。第22页AsAs2 2O O3 3在在120120时，已显著挥发。到时，已显著挥发。到500 500 时，其蒸气压已到达时，其蒸气压已到达10105 5PaPa。故烧结焙烧时脱砷程度，普通能到达。故烧结焙烧时脱砷程度，普通能到达40%40%80%80%。少部分未。少部分未挥发三氧化二砷深入氧化，变为难于挥发五氧化二砷（挥发三氧化二砷深入氧化，变为难于挥发五氧化二砷（AsAs2 2O O5 5 ），），随即与其它金属氧化物（如随即与其它金属氧化物（如PbOPbO、CuOCuO、FeOFeO、CaOCaO等）作用生成很等）作用生成很稳定砷酸盐，残留于烧结块中稳定砷酸盐，残留于烧结块中。第23页2.2.3.5 2.2.3.5 2.2.3.5 2.2.3.5 锑硫化物锑硫化物锑硫化物锑硫化物锑主要是以辉锑矿（锑主要是以辉锑矿（SbSb2 2S S3 3）和硫锑铅矿（）和硫锑铅矿（5PbS2 Sb5PbS2 Sb2 2S S3 3 ）形态存在）形态存在于铅精矿中，锑硫化物在烧结焙烧过程中行为类似于铅精矿中，锑硫化物在烧结焙烧过程中行为类似AsAs2 2S S3 3，只不过在一，只不过在一样焙烧温度下，生成样焙烧温度下，生成SbSb2 2O O3 3较较AsAs2 2O O3 3蒸气压小，挥发温度高，故脱锑程度蒸气压小，挥发温度高，故脱锑程度不及脱砷高。不及脱砷高。在高温及大量过剩空气下，部分氧化成稳定且难挥发四氧化二锑（在高温及大量过剩空气下，部分氧化成稳定且难挥发四氧化二锑（SbSb2 2O O4 4 ）及五氧化二锑（）及五氧化二锑（Sb Sb2 2O O5 5 ）同金属氧化物作用而生成锑酸盐。）同金属氧化物作用而生成锑酸盐。第24页2.2.3.6 2.2.3.6 2.2.3.6 2.2.3.6 镉硫化物镉硫化物镉硫化物镉硫化物镉常伴生于铅精矿中，其形态主要为硫化镉（镉常伴生于铅精矿中，其形态主要为硫化镉（CdSCdS），焙烧时有少部分），焙烧时有少部分挥发进入烟尘。硫化镉氧化成氧化镉（挥发进入烟尘。硫化镉氧化成氧化镉（CdO CdO）和硫酸镉（）和硫酸镉（CdSOCdSO4 4）：）：生成硫酸镉，在焙烧末期高温下，离解成氧化镉，最终残留于烧结块生成硫酸镉，在焙烧末期高温下，离解成氧化镉，最终残留于烧结块中镉普通以存中镉普通以存CdOCdO在。在。第25页2.2.3.7 2.2.3.7 2.2.3.7 2.2.3.7 银硫化物银硫化物银硫化物银硫化物银常以辉银矿（银常以辉银矿（AgAg2 2S S）存在于铅精矿中，氧化焙烧时，部分变为）存在于铅精矿中，氧化焙烧时，部分变为金属银和硫酸银（金属银和硫酸银（Ag Ag2 2S OS O4 4）：）：AgAg2 2S OS O4 4是较稳定化合物，在是较稳定化合物，在850850时开始分解，所以，银以金属时开始分解，所以，银以金属银及硫酸银形态存在于烧结块中。银及硫酸银形态存在于烧结块中。第26页第27页2.3 2.3 2.3 2.3 烧结焙烧炉料准备烧结焙烧炉料准备烧结焙烧炉料准备烧结焙烧炉料准备为了在生产实践中能顺利地对含铅炉料进行烧结焙烧，并能取得为了在生产实践中能顺利地对含铅炉料进行烧结焙烧，并能取得含有孔隙度大和足够强度烧结块，又能满足鼓风炉熔炼对化学成含有孔隙度大和足够强度烧结块，又能满足鼓风炉熔炼对化学成份要求，所以烧结焙烧炉料准备，不论是对烧结焙烧本身，对鼓份要求，所以烧结焙烧炉料准备，不论是对烧结焙烧本身，对鼓风炉熔炼，都含有主要意义。风炉熔炼，都含有主要意义。第28页2.3.1 2.3.1 2.3.1 2.3.1 对炉料化学成份要求对炉料化学成份要求对炉料化学成份要求对炉料化学成份要求烧结前进行配料，主要满足烧结前进行配料，主要满足S S、PbPb和造渣组分要求。和造渣组分要求。精矿中硫化物就是焙烧过程燃料，配料时硫数量确实定是直接与精矿中硫化物就是焙烧过程燃料，配料时硫数量确实定是直接与过程热平衡和烧结块残硫联络在一起，过高与过低都会造成过程过程热平衡和烧结块残硫联络在一起，过高与过低都会造成过程热制度破坏以及残硫不符合要求。烧结料适宜硫量应该是：脱硫热制度破坏以及残硫不符合要求。烧结料适宜硫量应该是：脱硫率普通为率普通为60%60%75%75%，欲得残硫，欲得残硫1.0%1.0%1.5%1.5%烧结块，则料含烧结块，则料含S S 应为应为5%5%7%7%。假如。假如S7%S7%时，则烧结块残硫必定升高而不合要求。时，则烧结块残硫必定升高而不合要求。第29页为了使鼓风炉熔炼取得高生产率、金属回收率以及低燃料和熔剂为了使鼓风炉熔炼取得高生产率、金属回收率以及低燃料和熔剂消耗，希望尽可能地提升烧结块含消耗，希望尽可能地提升烧结块含PbPb量，但太高会造成熔炼困难，量，但太高会造成熔炼困难，所以，许多工厂将混合炉料中铅含量提升到所以，许多工厂将混合炉料中铅含量提升到45%45%左右。在日本有工左右。在日本有工厂已将混合料含铅从厂已将混合料含铅从48%48%提升到提升到51%51%，最高达，最高达52%52%。因为各铅厂原料成份和原料性质不一样，再加上冶炼技术水平差因为各铅厂原料成份和原料性质不一样，再加上冶炼技术水平差异，各铅厂选配渣成份就不一样，且差异极大，普通范围（异，各铅厂选配渣成份就不一样，且差异极大，普通范围（%）是：）是：SiOSiO2 220203232，Fe22Fe223030，CaO14CaO142020，Zn8Zn81515。第30页2.3.2 2.3.2 2.3.2 2.3.2 烧结配料标准及配料计算烧结配料标准及配料计算烧结配料标准及配料计算烧结配料标准及配料计算烧结配料普通标准：烧结配料普通标准：（1 1）依据精矿起源，确定各种精矿配比，确保工厂生产在一定时）依据精矿起源，确定各种精矿配比，确保工厂生产在一定时间内能稳定进行，不致经常变动操作制度。间内能稳定进行，不致经常变动操作制度。（2 2）仔细研究精矿和成份及当地熔剂起源，综合分析本厂及外厂）仔细研究精矿和成份及当地熔剂起源，综合分析本厂及外厂技术指标，选定适当渣型，力争熔剂技术指标，选定适当渣型，力争熔剂 消耗最少。消耗最少。（3 3）配好炉料化学成份应能满足焙烧与熔剂要求，不但能确保生）配好炉料化学成份应能满足焙烧与熔剂要求，不但能确保生产过程能顺利进行，还要取得很好技术经济指标。产过程能顺利进行，还要取得很好技术经济指标。确定配料比，应依据精矿和熔剂化学成份，进行冶金计算，确定配料比，应依据精矿和熔剂化学成份，进行冶金计算，这是一项复杂而又仔细工作。这是一项复杂而又仔细工作。第31页配料计算程序是：配料计算程序是：（1 1）依据精矿及其它含铅二次物料（如锌浸出渣）供给情况，确定）依据精矿及其它含铅二次物料（如锌浸出渣）供给情况，确定各种原料配用百分比，然后依据这些原料化学成份，计算出混合各种原料配用百分比，然后依据这些原料化学成份，计算出混合原料成份。原料成份。（2 2）依据混合原料成份，选择适合鼓风炉熔炼渣型，然后依据渣型）依据混合原料成份，选择适合鼓风炉熔炼渣型，然后依据渣型计算所需熔炼数量。计算所需熔炼数量。（3 3）依据加入熔剂后炉料含硫量，计算所需返粉数量；依据铅含量，）依据加入熔剂后炉料含硫量，计算所需返粉数量；依据铅含量，计算检验是否还要配鼓风炉水淬渣（返渣）。计算检验是否还要配鼓风炉水淬渣（返渣）。第32页2.3.2.1 2.3.2.1 2.3.2.1 2.3.2.1 选择渣型，计算鼓风炉熔炼所需熔剂数量选择渣型，计算鼓风炉熔炼所需熔剂数量选择渣型，计算鼓风炉熔炼所需熔剂数量选择渣型，计算鼓风炉熔炼所需熔剂数量能够认为，能够认为，FeFe、SiOSiO2 2与与CaOCaO全部造渣，而全部造渣，而ZnZn有有80%80%进入鼓风炉渣中，而且进入鼓风炉渣中，而且假定渣中假定渣中FeO+SiOFeO+SiO2 2+CaO+ZnO=90%,+CaO+ZnO=90%,则不加熔剂时，精矿中各造渣成份以则不加熔剂时，精矿中各造渣成份以下（以下（以100kg100kg精矿为基准进行计算）：精矿为基准进行计算）：组分FeOSiO2CaOZnO共计Kg72.32.446.3518.09%34.811.412.231.690第33页从上面所得自熔炉渣成份来看，它与工厂生产实际彩炉渣比较，显然是从上面所得自熔炉渣成份来看，它与工厂生产实际彩炉渣比较，显然是不合理。其中不合理。其中ZnOZnO含量太高，而含量太高，而SiO2SiO2和和CaOCaO含量偏低，必须加入熔剂改变含量偏低，必须加入熔剂改变这种渣成份。应该选择含锌、含铁较高炉渣。假设选定炉渣成份为：这种渣成份。应该选择含锌、含铁较高炉渣。假设选定炉渣成份为：15%ZnO,32%FeO15%ZnO,32%FeO，16%CaO16%CaO，27%SiO227%SiO2。依据氧化锌量计算出炉渣数量为：。依据氧化锌量计算出炉渣数量为：于是，于是，42.3kg炉渣中应该含有：炉渣中应该含有：第34页依据这依据这3 3种成份需要量，减去精矿所带入量，便是需要加入熔种成份需要量，减去精矿所带入量，便是需要加入熔剂剂 应该含有数量，即加入熔剂应该含有：应该含有数量，即加入熔剂应该含有：设应该加入石英砂、石灰石和铁质熔剂数量分别为设应该加入石英砂、石灰石和铁质熔剂数量分别为x，y，z（kg)，已知所用熔剂，已知所用熔剂SiO2、CaO和和FeO成份成份(百分含量）百分含量）及成份列于表及成份列于表2-5中。中。第35页依据上表所列数据，列出以下依据上表所列数据，列出以下3 3个方程：个方程：第36页2.3.2.2 2.3.2.2 2.3.2.2 2.3.2.2 计算烧结返粉数量计算烧结返粉数量计算烧结返粉数量计算烧结返粉数量从上述计算可知，从上述计算可知，100kg100kg精矿需要加入精矿需要加入7.8kg7.8kg石英砂，石英砂，7.3kg7.3kg石灰石和石灰石和10kg10kg烧渣，则不加返粉炉料量为：烧渣，则不加返粉炉料量为：100+7.8+7.3+10=125.1(kg)100+7.8+7.3+10=125.1(kg)假如忽略烧渣带入假如忽略烧渣带入PbPb与与S S量，则这种炉料中量，则这种炉料中PbPb与与S S含量为：含量为：第37页普通工厂烧结炉料含普通工厂烧结炉料含S S量控制在量控制在5%5%7%7%之间，显然含之间，显然含13.1%S13.1%S炉炉料不符合要求，本计算取炉料含料不符合要求，本计算取炉料含6%S6%S。经过烧结焙烧以后，所得烧结块含硫量假定为经过烧结焙烧以后，所得烧结块含硫量假定为2.5%,2.5%,则依据硫则依据硫平衡计算返粉加入量。设返粉加入量为平衡计算返粉加入量。设返粉加入量为x(kg),x(kg),则则从上述计算加入熔剂后炉料含铅为从上述计算加入熔剂后炉料含铅为42.7%,42.7%,符合配料要求，假如符合配料要求，假如含铅太高（如在含铅太高（如在50%50%以上），为了适应烧与鼓风炉还原熔炼要以上），为了适应烧与鼓风炉还原熔炼要求，则能够加入鼓风炉水淬渣（含求，则能够加入鼓风炉水淬渣（含1.5%1.5%3.0%Pb3.0%Pb）来冲稀铅量。）来冲稀铅量。水淬渣加入量可按铅平衡进行计算。水淬渣加入量可按铅平衡进行计算。第38页2.3.3 2.3.3 2.3.3 2.3.3 炉料组成及配料炉料组成及配料炉料组成及配料炉料组成及配料烧结炉料主要是由铅精矿、返粉、熔剂（主要是石灰石、铁矿石、烧结炉料主要是由铅精矿、返粉、熔剂（主要是石灰石、铁矿石、石英石等）、杂料（包含烟尘、含铅杂物如浸出渣等）组成。一石英石等）、杂料（包含烟尘、含铅杂物如浸出渣等）组成。一些工厂铅烧结焙烧炉料组成列于表些工厂铅烧结焙烧炉料组成列于表2-62-6。经过配料后混合料化学成。经过配料后混合料化学成份列于表份列于表2-72-7。第39页第40页鼓风炉熔炼造渣所需要熔剂，普通依据配料计算量全部混入烧结鼓风炉熔炼造渣所需要熔剂，普通依据配料计算量全部混入烧结炉料中，这么烧结块在鼓风炉熔炼时就能够大大提升生产率。假炉料中，这么烧结块在鼓风炉熔炼时就能够大大提升生产率。假如所需熔剂在熔炼时才加入，因为熔剂与烧结愉中造渣成份不能如所需熔剂在熔炼时才加入，因为熔剂与烧结愉中造渣成份不能相互亲密接触而使造渣过程迟缓，过程不均衡而引发熔炼速度下相互亲密接触而使造渣过程迟缓，过程不均衡而引发熔炼速度下降。所以，常把熔炼过程所需熔剂预先与精矿一起配入烧结炉料降。所以，常把熔炼过程所需熔剂预先与精矿一起配入烧结炉料进行烧结焙烧而产出烧结块称为自熔烧结块。进行烧结焙烧而产出烧结块称为自熔烧结块。在烧结焙烧时，为了稀释炉料中硫，通常加入大量返粉，其数量在烧结焙烧时，为了稀释炉料中硫，通常加入大量返粉，其数量可达精矿数量可达精矿数量23倍。所谓返粉，即为含硫低烧结焙烧产品，经倍。所谓返粉，即为含硫低烧结焙烧产品，经破碎后返回烧结配料粉料。为了稀释炉料中硫和铅，有时还加入破碎后返回烧结配料粉料。为了稀释炉料中硫和铅，有时还加入一定量鼓风炉水淬渣，也有利于改进烧结块质量。一定量鼓风炉水淬渣，也有利于改进烧结块质量。第41页炉料含铅量不不过影响烧结块质量主要原因之一，孔明影响烧结炉料含铅量不不过影响烧结块质量主要原因之一，孔明影响烧结和熔炼技术经济指标原因。假如炉料含铅低，熔炼含铅低烧结块和熔炼技术经济指标原因。假如炉料含铅低，熔炼含铅低烧结块时，因渣量增大，铅损失也就增加，从而提升了产品成本。为了时，因渣量增大，铅损失也就增加，从而提升了产品成本。为了提升铅精矿处理量及降低过程中铅损失，以及为了降低燃料烼熔提升铅精矿处理量及降低过程中铅损失，以及为了降低燃料烼熔剂消耗，要尽可能地提升烧结块含铅量。不过炉料含铅太高，则剂消耗，要尽可能地提升烧结块含铅量。不过炉料含铅太高，则在烧结焙烧过程中，轻易产生过早烧结，降低烧结块质量。同时在烧结焙烧过程中，轻易产生过早烧结，降低烧结块质量。同时高铅炉料对于吸风烧结机来说，因为产生易熔物多（如高铅炉料对于吸风烧结机来说，因为产生易熔物多（如PbPb、PbOPbO等）等），当其流至炉篦时，便会冷却粘结在炉篦上，甚至流入风箱，把，当其流至炉篦时，便会冷却粘结在炉篦上，甚至流入风箱，把风箱堵塞，给生产造成困难；含铅高烧结块在鼓风炉熔炼时，也风箱堵塞，给生产造成困难；含铅高烧结块在鼓风炉熔炼时，也会产生一些不利影响，如渣含铅升高，炉结形成机会增多等。所会产生一些不利影响，如渣含铅升高，炉结形成机会增多等。所以，各工厂并不极力追求把烧结炉料品位提得很高。烧结炉料适以，各工厂并不极力追求把烧结炉料品位提得很高。烧结炉料适宜含铅量普通为宜含铅量普通为40%40%50%50%。第42页生产实践证实，在其它条件一定时，合理控制和调整炉料含硫量与含生产实践证实，在其它条件一定时，合理控制和调整炉料含硫量与含铅量，是确保烧结块优质高产路径。适当配用焦粉是提升烧结块质量铅量，是确保烧结块优质高产路径。适当配用焦粉是提升烧结块质量有效方法。如炉料含铅有效方法。如炉料含铅30%30%40%40%和含硫和含硫3%3%6%6%这种偏低情况下，便会这种偏低情况下，便会产出强度不高烧结块，假如在这种炉料中加入焦粉（其量为配料量产出强度不高烧结块，假如在这种炉料中加入焦粉（其量为配料量0.3%0.3%3%)3%)，返粉率为，返粉率为60%60%65%65%，便可提升烧结块质量。当炉料含，便可提升烧结块质量。当炉料含 铅铅40%40%以上，硫在以上，硫在6%6%以上就可不配焦粉，将返粉提升到以上就可不配焦粉，将返粉提升到70%70%，一样能够确，一样能够确保过程热平衡条件和透气性，使烧结块质量提升。保过程热平衡条件和透气性，使烧结块质量提升。第43页配料时也应考虑到其它杂质含量：比如炉料中配料时也应考虑到其它杂质含量：比如炉料中ZnOZnO不超出不超出15%15%20%20%。MgOMgO含量也应控制在一定范围内。假如粗铅采取电解精炼，则在配料时应考含量也应控制在一定范围内。假如粗铅采取电解精炼，则在配料时应考虑电解精炼时对阳极中锑含量要求。虑电解精炼时对阳极中锑含量要求。烧结炉料配料方法常见有两种，即仓式配料（也称皮带配料或圆盘配料）烧结炉料配料方法常见有两种，即仓式配料（也称皮带配料或圆盘配料）法和堆式配料法。也有联合使用。法和堆式配料法。也有联合使用。仓式配料法设备简单，占地面积小，便于机械化，我国普遍采取，其最仓式配料法设备简单，占地面积小，便于机械化，我国普遍采取，其最大缺点是极难控制各组分正确配料百分比和数量。大缺点是极难控制各组分正确配料百分比和数量。第44页堆式配料法优点有：配料比较轻易控制，炉料成份均匀；可预先堆式配料法优点有：配料比较轻易控制，炉料成份均匀；可预先分析炉料成份，准确度高，可大量储存已配好炉料，使烧结块成分析炉料成份，准确度高，可大量储存已配好炉料，使烧结块成份长时间无波动。缺点是需要在一端设有为暂时改变炉料组成用份长时间无波动。缺点是需要在一端设有为暂时改变炉料组成用补充配料仓，而且占地面积大，使大量精矿不能得到快速处理。补充配料仓，而且占地面积大，使大量精矿不能得到快速处理。第45页2.3.4 2.3.4 2.3.4 2.3.4 炉料混合与制粒炉料混合与制粒炉料混合与制粒炉料混合与制粒为确保配料后炉料在濨前到达最正确湿度，并使其化学成份、粒度和为确保配料后炉料在濨前到达最正确湿度，并使其化学成份、粒度和水分均匀一致，必须对炉料进行良好混合与润湿。水分均匀一致，必须对炉料进行良好混合与润湿。所谓最正确湿度是指使炉料润湿到最大毛细水含量时湿度。当炉料到所谓最正确湿度是指使炉料润湿到最大毛细水含量时湿度。当炉料到达最正确湿度时其结团作用最大，此时炉料容积最大，堆密度最小。达最正确湿度时其结团作用最大，此时炉料容积最大，堆密度最小。见表见表2-82-8。第46页普通说来，混合料最正确湿度为普通说来，混合料最正确湿度为5%5%7%7%，假如小于，假如小于5%5%，则烧结速，则烧结速度大大下降并得到不坚实烧结块，若大于度大大下降并得到不坚实烧结块，若大于7%7%8%8%时，则烧结块残时，则烧结块残硫增加，质量变坏。必须指出，混合料最正确湿度随返粉数量和硫增加，质量变坏。必须指出，混合料最正确湿度随返粉数量和粒度增大而降低。粒度增大而降低。返粉粒度组成是直接影响烧结炉料粒度及其透气性主要原因，所返粉粒度组成是直接影响烧结炉料粒度及其透气性主要原因，所以各个工厂依据各自详细条件经过生产实践来确定其粒度组成。以各个工厂依据各自详细条件经过生产实践来确定其粒度组成。普通控制普通控制3 39mm9mm占占60%60%以上，小于以上，小于3mm3mm不超出不超出30%30%，大于，大于9mm9mm应在应在10%10%以下。对熔剂和焦粉成份、粒度要求见表以下。对熔剂和焦粉成份、粒度要求见表2-92-9。第47页炉料混合普通采取二次或三次混合，而且多半是混合与润湿同时炉料混合普通采取二次或三次混合，而且多半是混合与润湿同时进行。在最终一次混合过程中含有制粒作用，从而预防了各组分进行。在最终一次混合过程中含有制粒作用，从而预防了各组分因密度和粒度不一样而发生偏析现象。这么就使炉料各组分分配因密度和粒度不一样而发生偏析现象。这么就使炉料各组分分配均匀，并大大地改进了炉料透气性。生产上广泛采取混合设备为均匀，并大大地改进了炉料透气性。生产上广泛采取混合设备为鼠笼混合机和圆盘混合机，也有采取反螺旋圆筒混合机。鼠笼混合机和圆盘混合机，也有采取反螺旋圆筒混合机。混合料制粒，常在圆筒制粒机和圆盘制粒机中进行，目标在于提混合料制粒，常在圆筒制粒机和圆盘制粒机中进行，目标在于提升炉料透气性，不论是圆筒还是圆盘制粒机，除将物料滚动成球升炉料透气性，不论是圆筒还是圆盘制粒机，除将物料滚动成球外，还含有一定混合作用。外，还含有一定混合作用。第48页全部不一样性质、不一样粒度、含有适当润湿程度物料，都能制全部不一样性质、不一样粒度、含有适当润湿程度物料，都能制成球。球强度又由以下原因决定：成球。球强度又由以下原因决定：物料表面性质，普通炉料粒度愈小，则制成球强度愈大物料表面性质，普通炉料粒度愈小，则制成球强度愈大;炉料化学及矿物成份：各种粒级和各种物料制粒，得到强度最大；炉料化学及矿物成份：各种粒级和各种物料制粒，得到强度最大；物料湿度，水分过多或过少都影响制粒强度。依据铅烧结炉料组物料湿度，水分过多或过少都影响制粒强度。依据铅烧结炉料组成特征，以含水成特征，以含水5%5%6%6%为宜，假如物料在制粒过程中不加水而加为宜，假如物料在制粒过程中不加水而加造纸废液或其它粘合剂，则可提升制粒强度；造纸废液或其它粘合剂，则可提升制粒强度；制粒条件，如给料速度、制粒机转速等都直接影响制粒强度。制粒条件，如给料速度、制粒机转速等都直接影响制粒强度。实践证实，与不制粒相比烧结焙烧生产率和烧结块质量都取得实践证实，与不制粒相比烧结焙烧生产率和烧结块质量都取得很大提升，所以铅厂炉料普通经过制粒后再进行烧结焙烧。很大提升，所以铅厂炉料普通经过制粒后再进行烧结焙烧。第49页2.3.4.1 2.3.4.1 2.3.4.1 2.3.4.1 圆筒制粒机圆筒制粒机圆筒制粒机圆筒制粒机圆筒制粒机