簡(jiǎn)介：鉛的冶煉工藝幾乎全是火法。鉛精煉方面，我國(guó)基本上采用電解精煉，而俄羅斯和歐美等國(guó)主要采用火法精煉。目前，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化的直接煉鉛方法有基夫賽特法、氧氣頂吹熔煉法(ISA法或Ausmelt法)、QSL法、水口山法、卡爾多法、鉛富氧閃速熔煉法等。這些方法的共同特點(diǎn)是利用氧氣冶煉技術(shù)，強(qiáng)化熔煉爐過(guò)程，充分利用硫化鉛精礦氧化自燃，生產(chǎn)率高，能耗低，自動(dòng)化水平高，設(shè)備緊湊，占地小，特別是能生產(chǎn)出高濃度的SO煙氣，便于制酸，解決了SO煙氣污染問(wèn)題。
國(guó)內(nèi)外鉛冶金工藝比較與現(xiàn)狀評(píng)價(jià)
鉛的冶煉工藝幾乎全是火法。鉛精煉方面，我國(guó)基本上采用電解精煉，而俄羅斯和歐美等國(guó)主要采用火法精煉。目前，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化的直接煉鉛方法有基夫賽特法、氧氣頂吹熔煉法(ISA法或Ausmelt法)、QSL法、水口山法、卡爾多法、鉛富氧閃速熔煉法等。這些方法的共同特點(diǎn)是利用氧氣冶煉技術(shù)，強(qiáng)化熔煉爐過(guò)程，充分利用硫化鉛精礦氧化自燃，生產(chǎn)率高，能耗低，自動(dòng)化水平高，設(shè)備緊湊，占地小，特別是能生產(chǎn)出高濃度的SO煙氣，便于制酸，解決了SO煙氣污染問(wèn)題。幾種直接煉鉛方法分析比較如下：
(1)基夫賽特法
基夫賽特?zé)掋U法是以閃速熔煉為主的直接煉鉛法，經(jīng)多年生產(chǎn)運(yùn)行，已成為工藝先進(jìn)、技術(shù)成熟的現(xiàn)代直接煉鉛技術(shù)。其技術(shù)特點(diǎn)為：①原料適應(yīng)性強(qiáng)，入爐料鉛品位可以在20%～70%間波動(dòng)。②采用工業(yè)純氧，煙氣量小，煙氣SO濃度高達(dá)20%~40%。③煙塵率低，5%~10%。其主要缺點(diǎn)是原料準(zhǔn)備過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，要求爐料入爐粒度小于1mm，含水量小于1%。
(2)氧氣頂吹熔煉法
氧氣頂吹熔煉法屬熔池直接熔煉鉛范疇，技術(shù)特點(diǎn)為：①爐料準(zhǔn)備簡(jiǎn)單，塊料和粉料均可直接加入爐內(nèi);②熔煉強(qiáng)度大、效率高;③設(shè)備占地面積小，但高度很高;④煙塵率較高，達(dá)20%以上。氧氣頂吹熔煉代替煙化爐或揮發(fā)窯處理含鋅含鉛廢渣在韓國(guó)鋅業(yè)公司獲得成功。
(3)氧氣底吹熔煉技術(shù)
OSL法和SKS法均為底吹熔池熔煉技術(shù)，QSL法是20世紀(jì)70年代由德國(guó)Lurgi公司開發(fā)的一種直接煉鉛技術(shù)，其特點(diǎn)如下：①備料簡(jiǎn)單;②以煤代焦，生產(chǎn)成本低;③能耗低，環(huán)境友好。主要缺點(diǎn)是不適用于含鉛小于47%的中低品位鉛物料的處理。
SKS法是我國(guó)20世紀(jì)90年代在借鑒QSL法的基礎(chǔ)上開發(fā)出來(lái)的一種直接熔煉技術(shù)，使用的反應(yīng)器保留了QSL法的氧化段，而取消了還原段。不足之處是高鉛渣的還原仍采用了傳統(tǒng)的鼓風(fēng)爐還原技術(shù)，因此，其生產(chǎn)過(guò)程存在一個(gè)“熱——冷—熱”的交替，熱能利用不合理。為解決液態(tài)高鉛渣的顯熱利用和鉛的直接還原問(wèn)題，豫光金鉛、金利、萬(wàn)洋等多家企業(yè)對(duì)SKS法進(jìn)行了改造并獲得成功，使煉鉛能耗、處理成本、生產(chǎn)環(huán)境污染等均明顯降低，形成了具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“三段爐”煉鉛法，淘汰了鼓風(fēng)爐。
(4)卡爾多法
卡爾多法煉鉛是由瑞典玻立頓公司開發(fā)的一種熔池直接熔煉鉛法。其特點(diǎn)如下：①生產(chǎn)全部過(guò)程在一臺(tái)爐子完成，直接產(chǎn)出粗鉛;②熔煉能力大，還原反應(yīng)快。但該法為間斷性作業(yè)，煙氣溫度和煙氣SO2濃度波動(dòng)大，制酸難度大，能耗高，爐壽命短，渣含鉛高，在煉鉛行業(yè)沒(méi)有推廣應(yīng)用前景。
(5)鉛富氧閃速熔煉法
鉛富氧閃速熔煉法是由北京礦冶研究總院和華寶產(chǎn)業(yè)集團(tuán)公司合作開發(fā)的新技術(shù)，其在保留基夫賽特?zé)掋U優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，還有如下特點(diǎn)：①是目前唯一取消了氧化爐的鉛冶煉技術(shù)，真正實(shí)現(xiàn)了鉛、鋅的一次回收，綜合能耗低;②投資小。
國(guó)內(nèi)外鋅冶金工藝比較與現(xiàn)狀評(píng)價(jià)
現(xiàn)代煉鋅方法分為火法煉鋅與濕法煉鋅兩大類。濕法煉鋅是鋅冶煉的主流工藝，產(chǎn)量占世界總鋅產(chǎn)量的85%以上。我國(guó)95%的礦產(chǎn)鋅是由濕法冶煉生產(chǎn)的。
(1)密閉鼓風(fēng)爐煉鋅。密閉鼓風(fēng)爐煉鋅由英國(guó)帝國(guó)熔煉公司研究成功，又稱帝國(guó)熔煉法。最大優(yōu)點(diǎn)是原料適應(yīng)廣，包括鉛鋅混合礦、含銅的鉛鋅礦以及各種鉛鋅氧化物渣等，但能耗偏高。
(2)常規(guī)浸出法。即焙燒一中性浸出一凈液一電解法，是目前我國(guó)濕法煉鋅的主要生產(chǎn)方法。由于浸出渣含鋅高，伴生有價(jià)金屬回收率偏低，能耗高，污染大等，新建的濕法煉鋅廠已很少采用。
(3)熱酸浸出黃鉀鐵礬法。熱酸浸出黃鉀鐵礬法沉鐵于1968年開始應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。我國(guó)于1985年首先在柳州市有色冶煉總廠應(yīng)用于生產(chǎn)，20世紀(jì)90年代初建成投產(chǎn)的西北鉛鋅冶煉廠采用熱酸浸出黃鉀鐵礬法浸出流程，其設(shè)計(jì)規(guī)模為年產(chǎn)電鋅10萬(wàn)t。比常規(guī)浸出法增加了熱酸浸出、沉礬和鐵礬渣酸洗等過(guò)程，可使鋅的浸出率提高到97%，不需要再建浸出渣處理設(shè)施。該法沉鐵的特點(diǎn)是，既能利用高溫高酸浸出溶解中性浸出渣中的鐵酸鋅，又能使溶出的鐵以鐵礬晶體形態(tài)從溶液中沉淀分離出來(lái)。但渣量大，渣含鐵僅30%左右，難以利用，堆存時(shí)其中可溶重金屬會(huì)污染環(huán)境。
(4)熱酸浸出針鐵礦法。熱酸浸出針鐵礦法沉鐵浸出新工藝是由法國(guó)Vieille -Montagne公司研發(fā)成功并于1970年開始應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的。針鐵礦法的沉鐵過(guò)程采用空氣或氧氣作氧化劑，將二價(jià)鐵離子逐步氧化為三價(jià)，然后以FeOOH形態(tài)沉淀下來(lái)。溶液中的砷、銻、氟可大量隨鐵渣沉淀而開路，因而中浸上清液的質(zhì)量穩(wěn)定良好。針鐵礦法沉鐵比黃鉀鐵礬法的產(chǎn)渣率小，渣含鐵較高，便于處置。
(5)熱酸浸出赤鐵礦法。熱酸浸出赤鐵礦法是由日本同和礦業(yè)公司發(fā)明的，干1972年在飯島煉鋅廠采用。沉鐵是在200℃的高壓釜中進(jìn)行，產(chǎn)生Fe，0、沉淀，渣含鐵高達(dá)58%~60%，可作煉鐵原料，副產(chǎn)品一段石膏作水泥，二段石膏作為回收鎵、銦等的原料，因此，該法綜合利用最好，不需渣場(chǎng)，從而消除了渣的污染和占地。但熱酸浸出赤鐵礦法浸出和沉鐵是在高壓下進(jìn)行的，所用設(shè)備昂貴，操作費(fèi)用也高。
(6)氧壓浸出法。除中國(guó)外，目前世界上有5座硫化鋅精礦氧壓浸出廠投入生產(chǎn)。與焙燒一浸出工藝相比具有原料適應(yīng)性廣，可以處理含鐵/鉛高的復(fù)雜鋅礦，且浸出渣對(duì)砷的固化率也高，不會(huì)造成砷的二次污染，直接產(chǎn)出元素硫，無(wú)需建制酸廠，有利于環(huán)境保護(hù)。
(7)富氧常壓浸出法。富氧常壓浸出工業(yè)化生產(chǎn)是在氧壓浸出之后發(fā)展起來(lái)的新工藝，其基本反應(yīng)過(guò)程仍基于氧作為強(qiáng)氧化劑，三價(jià)鐵離子作催化劑，硫以元素硫產(chǎn)出，與常規(guī)煉鋅方法相比具有氧壓浸出相同的優(yōu)勢(shì)，與氧壓浸出工藝相比，由于過(guò)程在常壓下進(jìn)行，反應(yīng)溫度低于100℃，所以反應(yīng)速度較慢，據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，經(jīng)富氧常壓和氧壓對(duì)比試驗(yàn)證明，要求達(dá)到相接近的鋅浸出率，反應(yīng)時(shí)間不低于24h(而氧壓浸出為1h)，在相同的酸度下，富氧常壓浸出終液鐵含量明顯高于氧壓浸出終液鐵含量，即增加了溶液除鐵工作量，鋅回收率略低于或接近氧壓浸出工藝。富氧常壓浸出的核心設(shè)備是DL反應(yīng)器，DL反應(yīng)器為立式封閉攪拌槽，攪拌器設(shè)在底部，反應(yīng)器體積大，但總投資仍低于氧壓浸出工藝。由于是在常壓下浸出，反應(yīng)熱回收不如氧壓浸出工藝，蒸汽消耗量較大。無(wú)高壓設(shè)備，黏結(jié)清理等維護(hù)工作量少，且安全性較好。
與火法煉鋅相比，由于濕法煉鋅具有金屬回收率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、綜合利用好、能量消耗較低、環(huán)境友好、成本低等優(yōu)點(diǎn)，近幾十年來(lái)，特別是成功地采用熱酸浸出后，濕法煉鋅發(fā)展非常迅速，已取得了對(duì)火法煉鋅的壓倒優(yōu)勢(shì)。
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