[科普中国]-铅精矿烧结焙烧

铅精矿烧结焙烧(Lead concentrate sintering roasting)是指粉状硫化铅精矿配料进行高温氧化焙烧脱硫与烧结成块的过程。属鼓风炉还原熔炼法炼铅的备料作业，目的在于为鼓风炉炼铅准备合格的自热熔炼炉料，主要包括炉料准备和烧结焙烧两大环节。

简介铅精矿烧结焙烧(Lead concentrate sintering roasting)是指粉状硫化铅精矿配料进行高温氧化焙烧脱硫与烧结成块的过程。属鼓风炉还原熔炼法炼铅的备料作业，目的在于为鼓风炉炼铅准备合格的自热熔炼炉料，主要包括炉料准备和烧结焙烧两大环节。

硫化铅矿的烧结焙烧，在古时采用地面堆烧法，19世纪至20世纪初，改在反射炉内进行。后来又发展到采用烧结锅和烧结盘，但因生产率低、劳动强度大，逐步被带式吸风烧结机所代替。有的工厂曾采用过两段焙烧：第一段预焙烧、将精矿预先脱除一部分硫，第二段则将预焙烧矿加适量焦粉，烧结成块。但大多数炼铅厂采用一段吸风烧结。1950年澳大利亚的皮里港(Port Pirie)铅厂，为提高烧结烟气中的二氧化硫浓度，进行了鼓风烧结焙烧的半工业试验，并于1955年建造了有效面积为92m2的鼓风烧结机，投入工业生产。以后，铅鼓风烧结焙烧技术获得了世界范围的应用，不但新建的炼铅厂采用鼓风烧结焙烧。而且一些原来采用吸风烧结焙烧工厂也逐步改成了鼓风烧结焙烧。中国沈阳冶炼厂和株洲冶炼厂分别在1963年和1967年建造了鼓风烧结机，用于铅精矿的烧结焙烧1。

炉料制备烧结焙烧炉料一般由20%-40%的铅精矿、50%-70%的返粉和5%-10%的熔剂组成。为便于回收贵金属及调整炉料含铅品位，可加入金精矿、水碎渣或其他含铅物料。铅精矿烧结堵烧，除须控制好烧结焙烧过程的技术参数外，炉料制备也十分重要。主要是控制炉料成分、粒度，湿度。炉料制备工艺包括配料、混合、制粒、返粉破碎四道主要生产作业。

1.配料。根据原料成分和确定的鼓风炉渣型，按所计算出熔剂的加入量、炉料含铅品位及其他元素的含量进行配料。配料方法有堆式配料和仓式配料两种，采用后者较多。

2.混合。将配好的物料混和均匀，使炉料中各组分的分布达到均匀一致。所用设各有鼠笼式、圆盘式和圆筒式混料机。

3.制粒。混合好的炉料，加人适量水分，以湿润的返粉为核心，包裹粉矿。在倾斜的圆盘式或圆筒式制粒机中造球，制成粒径在8mm以下各种粒级的小球，以改善沪料的透气性。

4.破碎。主要是控制物料粒度。经过一段烧结焙烧的炉料，产出占总料量50%-70%的碎料即“返粉”，需返回配料。控制好炉料粒度的关键，是控制返粉粒度。世界各大炼铅厂的烧结焙烧实践表明，返粉粒径以小于和等于6mm的占80%-85%，最大直径不超过8mm的最好。为获这种粒级的返料，炼铅厂一般采用三段或四段破碎。破碎机设置的顺序为：单轴→波纹辊→光面辊；或单轴→齿辊→波纹辊→光面辊2。

烧结焙烧将制备好的炉料用布料机连续均匀地平铺在缓缓运行的烧结机小车上，经1073-1173K的高温点火后，开始从下往上鼓风，炉料中的硫与通过料层空气中的氧作用，进行自热焙烧。

在进行氧化焙烧反应的同时，生成低熔点的硅酸盐、亚铁酸盐等易熔化合物和共晶体。这些易熔化合物和共晶体的熔体渗透到料层内部，将焙烧后的小颗粒物料粘结，冷却后使成为坚硬多孔的烧结块。为了获得质量良好的烧结块，必须准确控制好以下技术条件：

(1)炉料的点火温度；

(2)小车内料层的厚度；

(3)小车的运动速度；

(4)鼓风(吸风)箱的压力及通过料层的风量；

(5)炉料垂直烧结焙烧的速度等3。

展望铅精矿烧结焙烧的发展方向主要有两方面：

(1)在工艺上，采用富氧鼓风代替空气鼓风，以强化烧结焙烧过程，烧结焙烧过程实行自动控制。

(2)鼓风烧结机在机型上趋向于大型化和改进传动装置。

中国沈阳冶炼厂和株洲冶炼厂的鼓风烧结机有效面积，分别由原18m2 、28m2改为60m2和70m2，韶关冶炼厂铅锌鼓风烧结机为110m2，国际上已建造成132m2有效面积的鼓风烧结机。烧结机的传动装置，逐步用柔性传动代替无级变速或齿轮减速机。株洲冶炼厂1888年新建的60m2鼓风烧结机，采用刚性滑道密封、拉杆式多点啮合柔性传动，配料和烧结工序设有微机控制系统2。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学