冶金百科 | 铅冶金工艺——火法炼铅（QSL法）

2023-04-10 11:38:12 来源：中冶有色技术网

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简介：QSL法是德国鲁奇公司于20世纪70年代研究开发的直接炼铅工艺。其关键设备————OSL炉(见图3-37)为可90°转动的卧式长圆筒形炉，并向放铅口方向倾斜0.5%。中间设有下部连通的隔墙将炉体分为氧化区和还原区，两个区域分别配有浸没式氧气喷嘴和粉煤喷嘴。铅精矿经制粒后由顶部加入氧化区。在氧化区，由炉底喷入的氧气首先与液态铅反应，生成PbO同时放出大量氧化热，氧化铅再与硫化铅发生高温交互反应，生成一次粗铅和SO，实现自热熔炼。

1)方法简介

QSL法是德国鲁奇公司于20世纪70年代研究开发的直接炼铅工艺。其关键设备————OSL炉(见图3-37)为可90°转动的卧式长圆筒形炉，并向放铅口方向倾斜0.5%。中间设有下部连通的隔墙将炉体分为氧化区和还原区，两个区域分别配有浸没式氧气喷嘴和粉煤喷嘴。铅精矿经制粒后由顶部加入氧化区。在氧化区，由炉底喷入的氧气首先与液态铅反应，生成PbO同时放出大量氧化热，氧化铅再与硫化铅发生高温交互反应，生成一次粗铅和SO，实现自热熔炼。熔融的高温炉渣经隔墙开孔由氧化区进入还原区，进入还原区炉渣中的PbO被从底部喷入的粉煤还原，渣含铅逐渐降低，同时产出二次粗铅和铅锌氧化物烟尘。二次粗铅和一次粗铅一起由氧化区一端放出，反应终渣由反应器还原端放出，再送烟化炉回收锌。

2)技术特点

①真正的一步炼铅法，在一个炉体内实现硫化铅的氧化和氧化铅的还原。②氧化段熔炼温度1050~1100℃，渣含硫小于0.5%，含铅40%~45%;粗铅含硫<0.5%，含铅大于97%。还原段熔炼温度1150~1250℃，终渣含铅约3%、Zn8%~12%，送烟化炉进一步挥发回收铅、锌。

③为保证脱硫率，QSL炉的氧化段采用高氧势操作，产出的一次渣含铅一般在45%左右;由于PbS的蒸气压高(1100℃的蒸气压为13329Pa)，高温交互反应慢，来不及氧化的PbS极易挥发，导致大量的铅进入烟尘(烟尘率约15%、烟尘含铅约63%);同时，为维持熔池反应体系中的化学势和温度的基本恒定以及降低熔渣对炉墙的冲刷，QSL反应器内必须保持有足够的底铅层，因此，QSL法不适宜处理含铅小于47%的物料。生产实践表明，当人炉物料含铅小于42%时，将不会有一次粗铅产出。

QSL炉示意图

3)国内应用厂家及产能

OSL法曾在中国西北冶炼厂、韩国温山、加拿大特雷尔和德国斯托尔伯格使用。由于一个炉内氧化、还原气氛控制困难，存在着操作难度大，炉衬冲刷侵蚀快，氧枪寿命短，结渣堵塞(氧化熔炼温度低)等问题。中国西北冶炼厂1992年投产，十多年间试车3次合计运行不足12个月而停产至今。特雷尔冶炼厂1989 年建成，投产后出现了一系列的工艺和设备问题，喷枪寿命仅2~4天，内衬腐蚀严重，投产3个月就被迫停产，后改造为基夫赛特法。韩国温山经过试车改造，将氧化与还原分开为双室，至今生产正常。德国斯托尔伯格十年来历经多次技术改造，正常生产至今。

4)总体评价

韩国和德国的生产实践证明，QSL仍是一种成功的直接炼铅方法。其优点：①氧化脱硫和还原在一座炉内连续完成，能耗低，对环境友好，是目前唯一真正的一步炼铅方法;②备料简单;③以煤代焦，生产成本低;④烟气SO浓度高，烟气量小;⑤渣量少，金属回收率高(96%)。QSL的缺点：①操作控制要求高;②烟尘率高(氧化段和还原段合计烟尘率约25%);③粗铅含硫高，精炼的浮渣量大(约20%);④不适用于中低品位铅物料的处理，和铅精矿伴生的锌也必须通过烟化炉回收。