[科普中国]-氧气底吹炼铅法

氧气底吹炼铅法(Queneau-Schuhmann-Lurgiprocess (QSL))是指硫化铅精矿与熔剂组成的炉料。在一个具有氧气底吹的卧式回转反应器内进行吹氧熔炼和喷吹粉煤还原初渣，直接产出粗铅的熔炼方法。炉料先在氧化区内用底吹喷枪喷氧气氧化，产生含尘二氧化硫烟气、一次粗铅和富铅炉渣，然后在还原区底部喷吹粉煤还原炉渣，产出含铅锌氧化物的烟气、炉渣和二次粗铅。二次粗铅与一次粗铅经出铅口一道排出。

简介氧气底吹炼铅法(Queneau-Schuhmann-Lurgiprocess (QSL))是指硫化铅精矿与熔剂组成的炉料。在一个具有氧气底吹的卧式回转反应器内进行吹氧熔炼和喷吹粉煤还原初渣，直接产出粗铅的熔炼方法。炉料先在氧化区内用底吹喷枪喷氧气氧化，产生含尘二氧化硫烟气、一次粗铅和富铅炉渣，然后在还原区底部喷吹粉煤还原炉渣，产出含铅锌氧化物的烟气、炉渣和二次粗铅。二次粗铅与一次粗铅经出铅口一道排出。

此法是在美国奎瑙和舒曼教授提出的QS炼铜法的基础上。由联邦德国督奇公司开发的一项直接炼铅新技术，故称QSL法。1980年在联邦德国的贝尔采留斯铅锌冶炼厂建设了一座日处理250t硫化铅精矿的QSL示范厂。经过数年运行，证明此法具有熔炼效果好、对环境污染轻的优点，以后在加拿大、中国和韩国相继建厂并投产1。

设备QSL设备主要由卧式回转反应器、制粒机、余热锅炉和电收尘器组成。卧式回转反应器呈圆筒形，内衬格镁砖，可回转90°。其熔池用隔墙分成氧化区和还原区两部分。在氧化区底部设有氧气喷枪和出铅口，上部设有加料口。在还原区底部设有粉煤喷枪和出渣口。在侧部也设有喷枪2。

工艺过程硫化铅精矿和其他含铅物料与熔剂等混合制粒后，加入卧式回转反应器，工业氧气通过反应器底部喷枪吹入氧化区熔池。当氧化区熔池保持较高的氧势、反应温度约1223-1323K时，护料迅速熔解于氧化铅活度高的熔体中，反应产出金属铅液，含氧化铅高的渣及二氧化硫烟气。金属铅液逆流至位于进粒端熔池底部的出铅口放出。含氧化铅高的铅渣通过两区隔墙的下孔进入还原区，在那里被底部喷枪喷入的粉煤还原，温度升至1423-1473K，含铅低的炉渣顺流至端部出渣口放出，还原出的铅液也逆流至出铅口放出，过程是连续进行的。金属对炉渣及炉渣对烟气为连续逆向流动，炉料通过卧式回转反应器即可直接炼得粗铅。

烟气含SO210%-20%，温度约1273K，从氧化区排至垂直烟道中冷却到1073K左右，然后送余热锅炉及电收尘器。除尘后的二氧化硫烟气用于制酸，收集的烟尘则返回配料。此法可处理含铅30%-75%的炉料，亦可处理含少量锌的铅物料，但以终渣含锌不超过15%为限。

熔炼过程中渣含铅沿沪子长度呈规律性变化，在高氧势区熔池的渣含铅约40%。在还原末端的喳含铅降到5%左右。卧式回转反应器的内衬寿命，当采用熔铸铬镁砖内衬时可达2a,但喷嘴周围的内衬较易损坏3。

工艺特点QSL主要有四方面特点：

(1)炉料的预处理过程简单，省去了烧结焙烧作业，无需用返粉周转稀释炉料。所处理的固体粉料总量约为烧结焙烧物料量的三分之一，且输送线距离短，输送点数少，粉尘对环境的污染程度较传统炼铅法轻得多。

(2)采用工业氧气熔炼过程产出的烟气量只为传统炼铅法的1/4-1/5。含SO2浓度高，有利于制酸，烟气对环境的污染程度也较传统炼铅法轻得多。

(3)在单独的卧式回转反应器内实现一步连续炼铅，能充分利用化学反应热，煤耗低，不需优质焦炭。余热锅炉产出的蒸汽相当于制氧站能耗的70%-80%，处理每吨干精矿电耗约180kw·h，总能耗较传统炼铅法低。

(4)由于工艺流程简短，所需设备及劳动力不多，生产费用和建设投资分别比传统炼铅法约低40%和30%-40%3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学