三段炉炼铅法
1)方法简介
为解决SKS的高能耗、高成本及污染等问题，国内多家企业对SKS法进行了改造，其中豫光金铅恒邦采用了液态高铅渣底吹还原工艺，金利公司和万洋集团采用了液态高铅渣侧吹还原工艺，均获得成功并取得了很好的运行效果。由于充分利用了液态高铅渣的显热，炼铅能耗及处理成本大幅降低，铅回收率明显提高，环境明显改善，形成了具有我国自主知识产权的“三段炉”炼铅法。
2)技术特点
为了适应环保、低碳、节能降耗的需求，新的技术不断出现，目前在河南省济源豫光金铅，金利公司、万洋集团各自采用的液态高铅渣直接还原的三种炉型代表了我国铅冶炼发展的最高水平。
豫光三段炉炼铅法
豫光三段炉炼铅法主要工艺为底吹炉氧化脱硫——底吹炉还原—烟化炉回收锌，2010年实现产业化应用。取消鼓风炉，不用冶金焦，实现液态渣直接还原，与原有富氧底吹炉氧化段一起，形成完整的液态渣直接还原工业化生产系统。具体技术方案为：铅精矿、石灰石、石英砂等进行配料混合后，送入氧气底吹炉熔炼，产出粗铅、液态渣和含尘烟气。液态高铅渣直接进入卧式还原炉内，底部喷枪送人天然气和氧气，上部设加料口，加煤粒和石子，采用间断进放渣作业方式。天然气和煤粒部分氧化燃烧放热，维持还原反应所需温度，气体搅拌传质下，实现高铅渣的还原。
豫光三段炉炼铅法主要设备连接见图3-42
豫光三段炉炼铅法主要特点：
①流程短：工艺省去了铸渣工序，淘汰了鼓风炉，减少了二次污染和烟尘率，国际同类技术的烟尘率一般在15%左右，而豫光炼铅法的烟尘率仅为7%~8%。
②自动化水平高：工艺可在氧化、还原等关键工序中设置3000多个数据控制点，实现全系统的DCS集中自动控制，用工大幅减少，系统生产更安全稳定。
③低能耗：该工艺不仅利用了渣和铅的潜热，熔池熔炼时传热传质效率高，能耗大大降低。粗铅能耗比氧气底吹—鼓风炉炼铅低25%左右，比传统工艺低约50%。
④低排放：底吹还原炉的炉底喷人天然气和氧气，粒煤和石灰由炉顶加人，还原温度1050~1150℃，不使用焦炭，达到清洁生产的目标，SO排放浓度远低于国家标准，仅为氧气底吹—鼓风炉炼铅中鼓风炉排放量的10%，同时CO排放量仅为氧气底吹—鼓风炉炼铅工艺的22%。
⑤清洁化生产：密闭性好的熔炼设备缩短了工艺流程，减少了无组织排放量，实现了铅清洁化生产。氧化和还原均采用间歇式作业，相互干扰小;还原渣可以保持有较长的停留时间，有利于渣含铅的降低;渣含铅<2.5%，铅回收率>97%。
豫光三段炉炼铅法主要工艺技术指标见表3-17。
恒邦三段炉炼铅法
恒邦三段炉炼铅法主要工艺为底吹炉氧化脱硫—底吹炉还原—烟化炉回收锌，2012年实现产业化应用。
恒邦三段炉炼铅法技术特点：
①底吹还原炉的炉底喷入粉煤和压缩空气，渣型m(FeO)/m(SiO)≈2、m(CaO)/m(SiO2)≈0.45，还原温度1050~1150℃，不使用焦炭;
②氧化和还原均采用间歇式作业，相互干扰小;
③还原渣可以保持有较长的停留时间，有利于渣含铅的降低;渣含铅<3%，铅回收率>97%。
恒邦三段炉炼铅法主要工艺技术指标见表3-18。
万洋三段炉炼铅法
万洋三段炉炼铅法主要工艺为底吹炉氧化脱硫——侧吹炉还原——烟化炉回收锌。2011年实现产业化应用。万洋公司与豫光金铅公司、中联公司于2009年合作开发“三连炉”炼铅新工艺，采用氧化炉——还原炉——烟化炉三炉相连，热渣直流，三台熔池熔炼炉由两道连接溜槽串接在一起组成一个整体;两连接溜槽分别连接在前一台熔池熔炼炉的出渣口和后一台熔池熔炼炉的熔融渣加料口之间，充分利用液态高铅渣和还原炉渣的潜热，紧凑的布置使得流程短占地很少，工人劳动强度小，环保效果好，实现了铅冶炼生产的低碳模式。“三连炉”中氧化炉可以是氧气底吹炉，也可以是澳斯麦特炉、艾萨炉、氧气侧吹炉等，还原炉为氧气侧吹还原炉，烟化炉增加渗铅装置改进。生产系统具体为硫化物精矿、石灰石、石英砂、含铅烟尘物料进入氧化炉熔炼炉内充分混合、迅速熔化和氧化，生成一次粗铅、高铅渣和烟气。粗铅送到下道工序进行电解精炼。氧化炉产生的液态高铅渣通过溜槽直接流入氧气侧吹还原炉，高铅渣与煤、熔剂，经鼓入的富氧空气强烈搅拌而激烈反应，产出的粗铅经虹吸道流出，含有微量SO的气体经锅炉回收余热后进入脱硫塔处理排空。还原炉产出的炉渣直接流入烟化炉提锌。
与氧气底吹熔炼—鼓风炉还原工艺相比，三连炉通过溜槽直接相连，液态高铅渣直接流人侧吹还原炉内，充分利用了高铅渣的潜热，取消了铸渣机，避免了高铅渣块产生的烟尘飞扬现象;还原炉热渣直接流入烟化炉内，潜热也得到了充分利用，进入烟化炉内不需要提温期，可以直接喷入粉煤还原提锌，降低了煤耗，缩短了烟化提锌时间，提高了生产效率;同时取消了电热前床和热渣吊运过程，既节省了设备投资，也降低了生产电耗以及避免了渣包运输带来的环境问题。
万洋公司氧气侧吹炉在新乡中联公司多次试验的基础上，于2011年3月10 日一次性开炉成功，运行半年来，生产稳定连续，各项技术经济指标达到了预期目标值。前期氧化段底吹炉为φ3.8m×11.5m，110~120min放一次渣，产出液态高铅渣量为(28～35)t/炉，渣含铅43%～50%，此次设计的氧气侧吹炉为8.4m²，高铅渣在一个还原周期内完全可以降至1%以下。为了考虑后面烟化炉的生产，使熔池内的锌尽可能的保留在渣中，生产中控制渣含铅不大于2%。
万洋侧吹炉示意图见图3-43。
万洋三段炉炼铅法技术特点：
①取消了铸渣机，避免了高铅渣冷却铸块过程中水汽迷漫、碎末飞扬的现象，生产环境进一步改善，也省下了铸渣机的设备投资。
②高铅渣在熔融液态下直接还原，充分利用了高铅渣熔体的潜热，节省了大量的燃料，使吨铅生产能耗下降。
③侧吹还原炉的高温炉渣直接流入烟化炉，不需要电热前床保温，烟化炉省略提温阶段，充分利用了熔渣的热能，可直接进入还原提锌，节省了粉煤，也提高了生产效率，同时氧化锌品质更好。
④高铅渣还原只采用单一的煤作为燃料和还原剂，起到加热和还原的作用。与鼓风炉相比煤比焦炭价格低廉，与国内其他的还原炉相比不需要天然气或煤气作为燃料，使不具有天然气或煤气的厂家也可采用此种工艺，对建厂条件的适应性更好，推广前景更广。
⑤侧吹还原炉床能率很高，时间上可以与底吹炉、烟化炉相匹配，取消了电热前床，节省大量的电能及石墨电极，使能耗降低。
⑥侧吹还原炉熔池熔炼反应激烈，还原程度彻底，为了保证锌的回收，渣含铅控制不大于2%。
⑦烟化炉采用渗铅改进，既增加了铅的回收率，也提高了氧化锌的品位。⑧三炉相连，热渣直流，占地很少，节省投资。
⑨生产操作简单，指标易于控制，工人劳动强度小，生产操作环境好。
金利三段炉炼铅法
金利三段炉炼铅法主要工艺为底吹炉氧化脱硫一侧吹炉还原一烟化炉回收锌，2010年实现产业化应用。熔炼炉产出的高铅渣定期由排放口放出，熔融状态下通过溜槽加入到侧吹还原炉中，侧吹还原炉设有热渣加入口和冷料加入口。还原粒煤、熔剂经配料由冷料口加入。还原炉两侧设煤气、工业氧喷枪为还原炉提供热源，还原炉下部侧墙设铅虹吸放出口，还原铅由虹吸口连续排出转送精炼车间，还原炉端墙下部设有排渣口，当虹吸排铅停止时，即为一个周期的终点。排渣口放渣，为进一步回收渣中的锌，此渣经前床贮存后送烟化炉处理。侧吹还原烟气通过余热锅炉回收余热，表面冷却器降温，布袋收尘器收尘后，是否经尾气处理，依煤粒含硫而定。
金利液态高铅渣还原炉工业性试验装置工程的设计和建设于2008年年底完工，包括一座8m²的侧吹还原炉、相应的烟气处理系统、冷料配料、上料系统及供气系统。2009年初进入试运行阶段。工业性试验共分三个阶段，其内容包括装置的适应性、渣型的选择、工况、供气、还原粒煤与还原周期调整等试验。其间对设施进行了必要的维护和修改：炉子下部面积扩大为13m²，试验工作于2009 年8月底完成，达到了与底吹熔炼炉放渣制度相适应的稳定运行。各项技术条件和指标较稳定。2009年9月初即转人示范性生产及正常运行。
金利三段炉炼铅法技术特点：
①侧吹还原炉能耗低，产出烟气量和SO排放量远低于鼓风炉，同等规模的烟气量为鼓风炉的30%，SO，排放量约为10%。流程短捷，扬尘点少，易于密闭通风除尘，有效防治了铅尘的弥散，经测定，操作岗位铅含量小于0.03mg/m³，卫生通风除尘后的排放铅尘浓度为6mg/m³。
②经金利公司生产10个月的冶炼数据核算，侧吹还原炉焦炉煤气和无烟粒煤消耗折合标煤为197kgce/t铅，比鼓风炉纯铅能耗380kg，折合标煤369kgce/t 铅的指标大幅降低。
③侧吹还原炉渣含铅小于2%，而鼓风炉渣含铅3%~4%，侧吹还原炉铅回收率为97.1%，鼓风炉铅回收率95.5%。
④过程简单，工序少，作业稳定，易操作，可实现DCS控制和管理，提高了劳动生产率。
⑤侧吹还原炉、烟化炉与熔炼炉放置在一个厂房内，省略了鼓风炉上料、热渣铸造系统，建筑面积显著减少。
金利三段炉炼铅法主要工艺技术指标见表3-19。
3)国内应用情况
底吹炉氧化脱硫——底吹炉还原—烟化炉回收锌的三段炉炼铅法，目前在豫光金铅和山东恒邦冶炼厂建成有示范工程，产能均为10万t粗铅;金利三段炉炼铅法目前仅在金利铅业有限责任公司建成有年产10万t粗铅规模的示范工程;万洋三段炉炼铅法由于不依赖天然气、煤气等，控制相对简单，在国内得到了较快的推广应用，目前正在使用或正在改造使用的厂家有：万洋冶炼集团有限公司、安阳市岷山有色金属有限责任公司、灵宝新凌铅业股份公司、志诚金铅股份有限公司、福建省诚明金属冶炼有限公司、湖南宇腾有色金属股份有限公司等10余家，合计铅的年产能约120万t。
4)总体评价
三段炉炼铅法的炉体配置结构紧凑，热渣直流，占地少，投资省;氧化、还原、烟化三段连续作业，工艺流程短，过程简单，工序少，作业稳定，易于操作并可实现连续生产，自动化程度高;实现熔融高铅渣直接还原，充分利用熔体潜热，能耗低，且不使用焦炭，生产成本低;炉体密闭性能好，烟气溢散少，粉尘量少，对环境友好。
三段炉炼铅法的实质是QSL法的改进，因此，和QSL法一样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高耗能的烟化炉回收。
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