铅熔炼渣烟化处理(fuming of lead smelting slag)

用碳质还原剂还原挥发铅熔炼渣提取铅、锌及其他有价金属的过程，为现代火法炼铅流程的组成部分。铅鼓风炉还原熔炼法炼铅产出含锌2％～25％、铅1％～3％及其他有价金属的炉渣，这种炉渣必须经过烟化处理回收其中的锌、铅和其他有价金属。其他铅熔炼方法产出的炉渣也需经类似处理回收有价金属。

原理   向熔融的铅熔炼炉渣中加入碳质还原剂，使锌、铅等有价金属的氧化物还原成金属。在烟化处理的温度下，锌、铅等金属挥发逸出熔渣表面，在炉气中重新氧化生成金属氧化物(或以金属蒸气)，随炉气进入收尘器(或冷凝器)而被收集。

方法   主要有烟化炉烟化法、回转窑挥发法和电热熔炼法，其中以烟化炉烟化法用得最多。

烟化炉烟化法   将含有粉煤的空气鼓入烟化炉的熔融铅熔炼炉渣中，使其中的锌、铅等有价金属挥发，以氧化物形态回收的过程。主要用于处理液态炉渣。

烟化炉是一只从炉子下部向铅熔炼熔渣鼓入碳质还原剂，使有价金属挥发的水套矩形炉。炉底的四周由垂直的钢板水套构成一长方形的炉井，炉井水平断面积一般为2～21m²。炉身由2～3排水套组成，高4～10m。沿炉子长边各有一排风口用于吹入空气和粉煤，风口数目为12～72个，风口直径38～100mm。炉顶和烟道为封闭式，均由水套组成，烟化炉一般与热渣储备炉、粉煤制备装置、余热锅炉及收尘器等配套使用。有些在烟化前还设有沉清铜锍的电热前床(见图)。

加料和烟化吹炼是烟化法的主要作业。熔渣有两种加入方式：一种是利用设备配置的高差，使保温炉中的熔渣直接流入烟化炉加料口；另一种是将熔渣放入包子用桥式起重机吊至烟化炉入炉。炉中的熔渣深度一般至风口[p,P，线以上700～1200mm。为周期性进料，每周期间隔视吹炼时间而定，一般为90～150min。

烟化吹炼是烟化过程最主要的作业。烟化吹炼分为加热期吹炼和还原期吹炼。加热期吹炼是在熔渣入炉后，从炉子底部的风口鼓入空气和粉煤，使炉内温度迅速提高到1523～1573K。在加热期吹炼中，当保持高温及弱还原性气氛时，铅和锗能迅速而完全挥发。加热期吹炼鼓入的空气量既要保证大部分粉煤燃烧，发出足够的热量以提高炉温，又要保持炉内弱还原气氛。此时的过剩空气系数可取0.8～0.9，当炉温升到1523～1573K时，即进入还原期吹炼。在此期间应减少空气供给量，使粉煤燃烧时产生大量的一氧化碳，保持炉内较强的还原气氛，使锌迅速还原挥发。此时的过剩空气系数一般为0.5～0.7。

世界各国的铅熔炼炉渣多数采用烟化炉烟化法处理。金属挥发率(％)一般为：铅95～98，锌80～90，锗85～90。烟化炉床能力视炉渣性质和冷料加入量而定，一般为20～40t/m²。

回转窑挥发法   又称威尔兹法。铅熔炼渣混以焦粉，在回转窑内加热，使铅、锌还原而挥发，呈氧化物形态回收的过程。该法于1926年首次在波兰用于工业生产，最初用于处理低品位锌氧化矿、采矿废石和冶炼厂废渣，以后用于处理鼓风炉还原熔炼法炼铅产出的高锌渣。回转窑挥发法的金属挥发率较高，废渣含锌较低，但处理能力小，燃料和耐火材料消耗大，产品成本高，有价金属回收效果不如烟化炉烟化法。

电热熔炼法   往电炉内的熔融铅熔炼炉渣中加入焦粉，使锌和铅的氧化物还原挥发冷凝成金属而回收的过程。炉渣中的铜和银富集于贫铜锍中。此法于1942年最先在美国用于工业生产，可直接产出金属锌，和铅，但铅、锌回收率低，电耗多，只适用于电价便宜的地区。

展望   铅熔炼炉渣烟化，仍将以烟化炉烟化法应用最普遍。它既能处理熔融液态炉渣，又能处理固体渣；除能回收铅铜、锌外，还能回收铜、银及稀散金属等，是一种广泛用于贫化炉渣和处理低品位矿的方法。烟化炉烟化法的发展主要是强化烟化吹炼过程，如采用富氧鼓风、预热空气吹炼，以提高烟化炉的生产能力和锌的回收率。