答：煉鉛爐渣主要由FeO、SiO?、ZnO和CaO組成。FeO、CaO和SiO?的比例決定于燒塊中ZnO的含量及其他條件。鉛燒結(jié)塊中含有較多ZnO,熔煉過程中被還原進(jìn)入爐氣或硫化進(jìn)入鉛冰銅;ZnO在爐渣中的溶解度隨渣含鐵的增高而增大，即FeO越多，則爐渣中ZnO的溶解度越大;隨著爐渣中ZnO量的增高，SiO?、CaO及Al?O?含量都應(yīng)相應(yīng)降低。
鉛在爐渣中的損失有哪些?
答：鉛在爐渣中的損失，有化學(xué)損失、物理損失和機(jī)械損失。
(1)化學(xué)損失。由于爐料熔化速度大于還原速度，使PbO、PbO·SiO?等來不及還原而進(jìn)入爐渣。
(2)物理損失。物理損失是鉛冰銅溶解到爐渣中。鉛冰銅中含有大量PbS,而PbS易溶解于高鐵爐渣中，其溶解度隨著爐渣溫度的提高和含鐵量的增加而增大。
(3)機(jī)械損失。機(jī)械損失是由于鉛水、鉛冰銅與爐渣分離不好而引起的。降低爐黏度和密度，改善爐渣與粗鉛、爐渣與鉛冰銅的分離條件等可減少損失。機(jī)械損失是渣含鉛高的主要原因。
降低爐渣含鉛的措施有哪些?
答：(1)采用高鋅高鈣渣型。高鋅高鈣渣型可以提高原料的綜合利用程度。CaO(Ca的離子半徑大)降低了金屬與爐渣之間的界面活力，有利于金屬鉛和渣的分離。適當(dāng)?shù)靥岣咴蠧aO的量，可獲得較高的爐溫，降低爐渣的密度，可置換硅酸鉛中的PbO,增大α-PbO,有利于熔渣中PbO還原。
(2)爐渣不正常的處理。爐渣黏度過大時(shí)，可采用加入CaF?。CaF?能大幅度地降低爐渣的黏度，并能洗去爐瘤，其原因?yàn)镃aF?能與CaO造成低熔點(diǎn)共晶，促使CaO熔于渣。同時(shí)CaF?作用下可促使硅氧絡(luò)合陰離子解體，分裂成較小的絡(luò)合陰離子，使?fàn)t渣黏度降低，從而降低渣含鉛。
(3)前床加入適當(dāng)?shù)慕固?。通常冶金?jí)焦炭要求固定碳大于75%,灰分小于15%。前床添加焦粉，可對(duì)爐渣中Fe3+含量造成影響，使Fe3+的含量顯著降低，這表明焦粉對(duì)爐渣中Fe?O?起到良好的還原作用，使?fàn)t渣的性質(zhì)得到改善，F(xiàn)eO能夠形成性質(zhì)良好的硅酸鹽爐渣，這是降低渣含鉛的主要原因。
(4)加入適量的鐵屑。往鉛鼓風(fēng)爐渣添加適量的鐵屑，一方面減少爐結(jié)，另一方面生成FeO,能形成很好的硅酸鹽爐渣，促進(jìn)渣中PbO的還原，降低渣含鉛，同時(shí)可以降低渣的熔點(diǎn)，增加流動(dòng)性。
(5)控制好爐內(nèi)的還原氣氛。根據(jù)入爐燒結(jié)塊的實(shí)際情況，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整風(fēng)量、焦率、料柱，可更好地掌握爐內(nèi)的動(dòng)態(tài)情況。還可以利用電子儀表，如增加風(fēng)口區(qū)的測溫點(diǎn)、料面上空CO?/CO的測量點(diǎn)、可移動(dòng)的料柱探測儀等加強(qiáng)對(duì)爐內(nèi)生產(chǎn)情況的檢測。
煉鉛爐渣的性質(zhì)對(duì)熔煉過程有何影響?
答：(1)熔點(diǎn)。爐渣的熔點(diǎn)即熔化性溫度。爐渣的熔點(diǎn)不應(yīng)低于鉛冰銅一般控制在1000~1100℃,可滿足熔煉過程對(duì)爐溫的要求。
(2)黏度。在冶煉過程中要求爐渣具有小而適當(dāng)?shù)酿ざ?。在組成爐渣的各種氧化物中，SiO?對(duì)爐渣的影響最大。SiO?含量越高，硅氧絡(luò)合陰離子的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，黏度越大。而堿性氧化物(CaO)的含量增加時(shí)，硅氧絡(luò)合陰離子的離子半徑變小，黏度將有所降低。爐渣的黏度，隨著溫度的升高而降低。通常通過將爐渣過熱以降低其黏度。
(3)密度。隨著溫度的升高，其密度會(huì)降低。密度為4.7～5.3g/cm3,FeO、MnO等能增大其密度，而SiO?、CaO則可使密度降低。為了降低渣含鉛，提高金屬回收率，要求金屬與熔渣充分分離。降低熔渣的表面張力和密度，將使Pb的臨界半徑變小，有利于沉降分離。
煉鉛爐渣如何處理?
答：處理方法有電爐熔煉法、氯化揮發(fā)法、煙化爐吹煉及回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)法等?；剞D(zhuǎn)窯處理鉛渣是一種較成熟的方法，從鉛鼓風(fēng)爐排出的爐渣，配入30%~35%的還原劑(焦粉或煤),在回轉(zhuǎn)窯中加熱至1000~1200℃,渣中鉛等的氧化物被還原而揮發(fā)，在爐內(nèi)或管道中再被氧化，在收塵系統(tǒng)中加以回收。
什么是硫化鉛精礦直接熔煉法?
答：硫化鉛精礦不經(jīng)燒結(jié)焙燒直接生產(chǎn)出金屬的冶煉方法稱為直接熔煉法。直接熔煉采用工業(yè)氧氣或富氧空氣，通過閃速熔煉或熔池熔煉的強(qiáng)化冶金過程，利用氧化反應(yīng)放熱，或者燃燒少量燃料，完成氧化熔煉，產(chǎn)出粗鉛和富鉛渣。由于產(chǎn)生的煙氣體積小，煙氣SO?濃度高，適宜于生產(chǎn)硫酸;由于精礦和氧化氣體在整個(gè)反應(yīng)爐內(nèi)充分混合，強(qiáng)烈反應(yīng)，冶金爐的單位容積處理精礦能力大。
與傳統(tǒng)煉鉛法相比，直接煉鉛法的優(yōu)點(diǎn)在于生產(chǎn)環(huán)節(jié)少、能耗低、環(huán)保效果好。缺點(diǎn)是投資龐大、資金回收慢。
什么是基夫賽特?zé)掋U法?
答：基夫賽特法是較為成功的一種直接煉鉛工藝。這種方法的核心設(shè)備是基夫賽特爐，由帶火焰噴嘴的反應(yīng)塔、填有焦炭過濾層的熔池、立式余熱鍋爐、鉛鋅氧化物的還原揮發(fā)電熱區(qū)組成。干燥后的爐料通過噴嘴與工業(yè)純氧同時(shí)噴人反應(yīng)塔內(nèi)，爐料在塔內(nèi)完成硫化物的氧化反應(yīng)，并使?fàn)t內(nèi)的顆粒熔化，生成金屬氧化物。金屬鉛滴在下落過程中形成熔體。此熔體通過浮在熔池表面的焦炭過濾層其中大部分的氧化鉛被還原成金屬鉛而沉降到熔池底部。
基夫賽特法有如下好處：
(1)產(chǎn)出的煙氣二氧化硫濃度高達(dá)20%~50%,煙氣體積小;
(2)爐料不需要燒結(jié)，生產(chǎn)環(huán)節(jié)少，在同一臺(tái)設(shè)備中進(jìn)行氧化還原兩個(gè)過樣、住耗少，精礦熱能利用率高，原料中含硫大于14%時(shí)就無需另加燃料，而且可以實(shí)現(xiàn)自熱熔煉;
4)系統(tǒng)排放的有害物質(zhì)含量低于環(huán)境允許的標(biāo)準(zhǔn);
(5)生產(chǎn)成本低;
(6)對(duì)爐料成分無嚴(yán)格要求，試驗(yàn)時(shí)曾處理過含鉛18%~70%的原料，均能順利運(yùn)行，而且能維持很好的綜合回收率;
(7)對(duì)不同原料的適應(yīng)性強(qiáng)，可以處理各種不同品位的鉛精礦、鉛銀精礦、鉛鋅精礦和鼓風(fēng)爐難以處理的硫酸鹽殘?jiān)?、濕法鋅廠產(chǎn)出的鉛銀渣、廢鉛蓄電池糊、各種含鉛煙塵。
什么是QSL煉鉛法?
答：QSL工藝過程由氧化和還原兩個(gè)階段組成，分別在一矮墻隔開的圓筒反應(yīng)器中完成的。首先，通過浸沒式噴槍噴入工業(yè)氧使?fàn)t料在熔池中氧化產(chǎn)出富S0?煙氣、一次粗鉛及富鉛渣。其次，富鉛渣經(jīng)矮墻底流洞進(jìn)入還原區(qū)后，通過浸沒式噴槍吹入粉煤使?fàn)t渣還原，產(chǎn)出煙氣、低鉛爐渣和二次粗鉛。金屬、爐渣和煙氣之間連續(xù)逆流，產(chǎn)出的粗鉛從氧化段端部連續(xù)地虹吸放出，鑄錠后送往精煉處理。而還原后的低鉛高鋅爐渣，從還原區(qū)端部溢流口間斷放出。圖5-1所示為QSL煉鉛工藝基本流程。
韓國溫山冶煉廠針對(duì)QSL進(jìn)行了如下改進(jìn)：
(1)將隔墻后移了1650mm,使之與最近的噴槍的距離達(dá)到了3m,從而使隔墻壽命從3個(gè)月延長到5個(gè)月，這樣改造后，氧化段的容積增加了，還增加了余熱鍋爐的面積，從而提高了處理能力;
2)把放鉛虹吸口的鉛溜槽改為法蘭連接，并準(zhǔn)備了一個(gè)備用的虹吸口溜槽，從而縮短了維修更換的時(shí)間;
(3)改進(jìn)了噴槍結(jié)構(gòu)，采用機(jī)械頂進(jìn)技術(shù)，每3天頂進(jìn)一次;
(4)取消了還原段中的兩道擋圈。
目前,韓國溫山治陳廠QSL爐的情況非常穩(wěn)定,每年能生產(chǎn)粗鉛10萬噸。超過了6.1萬噸的設(shè)計(jì)能力。QSL法改善了衛(wèi)生條件,簡化了操作,比傳統(tǒng)節(jié)的投資少,生產(chǎn)成本低,二氧化芬濃度高,使其煙塵率達(dá)25%,必須返回處理。此外,渣含鉛高,一定要配合煙化爐才能得到棄渣。
什么是卡爾多煉鉛法?
答:卡爾多轉(zhuǎn)爐又稱氧氣斜吹轉(zhuǎn)爐,1956年由瑞典卡林(B.Kalling)試驗(yàn)成功，可以控制爐內(nèi)溫度和氣氛，使之可用于放熱反應(yīng)的吹煉等。先用于處理各種雜料,后由于瑞典政府對(duì)鉛煙塵排的要求日趨嚴(yán)格,使用卡爾多爐代替電爐來處理鉛精礦。就工藝流程而言，卡爾多爐十分簡單，加料、氧化、還原和排渣這四步均在一個(gè)相對(duì)較小的空間中完成。
與QSL法、基夫賽特法等方法相比，卡爾多法沒有流態(tài)物料的任何形式的轉(zhuǎn)運(yùn)過程。干精礦通過噴槍噴至噴嘴口時(shí)與氧氣或空氣混合，熔煉反應(yīng)即刻發(fā)生。氧化放熱在大多數(shù)情況下足以熔化精礦和熔劑，熔煉中有一部分鉛氧化成渣，為在熔煉之后需對(duì)渣中的鉛進(jìn)行還原。因此，整個(gè)過程是先備料，加入焦炭、此，熔劑、浮渣等底料預(yù)熱，再進(jìn)行氧化熔煉，在爐內(nèi)的物料全部熔融、氧化過程終結(jié)后，再噴油和氧進(jìn)行還原。隨著還原反應(yīng)和造渣過程的進(jìn)行，爐內(nèi)熔體黏度降低，預(yù)示可以放渣，在放渣前取樣，放渣后加入石灰石降低鉛溫后再放鉛，然后再投料預(yù)熱，分解后的石灰石留作下一爐的部分熔劑，開始第二個(gè)周期，每爐周期為4.5h。
什么是奧托昆普煉鉛法?
答：奧托昆普法由芬蘭的奧托昆普公司開發(fā)，是一種閃速熔煉法。和基夫賽特法相似，混合好的爐料以懸浮狀態(tài)通過立式反應(yīng)室，自上而下完成氧化和熔化，過程是連續(xù)的。整個(gè)工藝分干燥、閃速熔煉、爐渣貧化和煙氣處理等幾個(gè)部分。奧托昆普爐的體積較小，密閉性好，可避免鉛和硫?qū)ぷ鳝h(huán)境的污染。精礦中的硫被氧化成二氧化硫進(jìn)入煙氣，產(chǎn)生的熔融粗鉛和爐渣在爐子的沉淀區(qū)聚集，粗鉛的硫含量非常低，通過較徹底的氧化，可使粗鉛的含硫量小于0.1%。燃燒器的效率很高，而且通過它能對(duì)氧化過程進(jìn)行嚴(yán)格控制，因此在該工藝中，氧氣的利用率接近100%。在爐子的沉降槽中，熔融的顆粒從煙氣流中分離出來，形成爐渣層。貴金屬進(jìn)入粗鉛，和粗鉛一道從沉降槽底部連續(xù)放出。由于使用氧氣，鉛和二氧化硫的逸出量很少。采用奧托昆普法，可將所有的過程，包括爐渣貧化放在一個(gè)設(shè)備中進(jìn)行，粗鉛的產(chǎn)率較高，而爐渣的產(chǎn)率較低。爐內(nèi)的溫度較低，能處理濕的物料。
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