0前言
河南豫光金铅股份有限公司是亚洲最大的电解铅生产基地，铅精炼生产一直采用传统的小极板电解工艺。2008年公司扩建国内首条“一步炼铅生产线”，与之配套的精炼生产，是公司首次引进的由长沙有色冶金设计研究院设计、年产量10万吨的大极板生产线，阴、阳极板铸造采用日本进口的自动化排板机组。该工艺具有能耗低，处理量大，自动化程度高等特点。整个系统于2010年7月全部投产。
投产初期，在阳极板铸造过程中，经常在下部出现0-30mm厚度的泡沫状固态铅(俗称“泡沫铅”)，在装槽后电解过程中，“泡沫铅”以絮状漂浮到液面，造成大量连电现象，降低电铅产量及质量，严重制约生产。公司采取一系列相应的措施，使该问题得以解决。
1“泡沫铅”的产生及影响
1.1 “泡沫铅”的产生
该公司引进的自动排板机组中，阳极板铸造工艺区别于传统的平模铸造，采用的是立模铸造技术。当液态除铜铅注入模具时会产生一定量的上升气泡，与铅液中的微量杂质一起漂浮上来，在阳极板的上层凝固形成“泡沫铅”，影响电解过程的正常进行。
1.2 “泡沫铅”对生产的影响
阳极板带“泡沫铅”对生产的影响非常大，主要表现为以下几点：第一，电解过程中，“泡沫铅”漂浮到液面，在阴阳极板之间搭桥，使短路、连电现象增多，降低电解电效及产量，直流电耗增高，部分“泡沫铅”附着在阴极片上，严重影响电铅质量;第二，在处理已产生“泡沫铅”阳极板时会造成立模工序停产，影响装槽数量，制约生产;第三，重新熔铸处理带“泡沫铅”的阳极板造成劳动强度的增大和燃料成本的增加。
2解决措施
2.1 除铜铅质量的控制
该系统除铜工序采用的是传统的除铜设施，还原炉所产的液铅通过铅包进入除铜锅，用氧化炉熔铸的块铅或电解工序返回的残片降温。达到温度要求后用锯末搅拌至渣铅分离，达到除铜目的。为了彻底解决除铜“泡沫铅”问题，我厂进行了一系列的生产实践。
2.1.1 实验一：
表1 除铜温度、硫磺加入量、阳极板Cu含量与电铅产量统计
由上表可以看出一锅粗铅要通过两遍搅拌和捞渣，第一遍要求液温420-430℃，当二次除铜温度控制在340℃-360℃之间时，除铜效果较好，阳极板Cu含量低于0.04%无“泡沫铅”产生，电铅产量较高。
2.1.2实验二：为了降低生产成本我们又进行了降低硫磺加入量及缩短搅拌时间的生产实践，具体见下表：
表2 除铜温度、硫磺加入量、阳极板Cu含量与电铅产量统计
由上表可以看出第二遍要求温度低于350。每次搅拌时间约30-40分钟，当二次除铜温度保持在340℃-360℃时，搅拌时间控制在40min，硫磺加入20kg，这样生产出的除铜铅含铜经化验基本能达到要求，效果较好。
我厂通过对搅拌温度和搅拌时间不断调整和试验，发现二遍搅拌温度在350±10℃，搅拌时间达到40-60分钟，除铜效果最好。温度过低液铅处于半熔状态，渣铅分离不充分;温度过高液铅对铜的溶解度增加。在捞渣作业上，现场曾试验：二遍正常捞渣后，再进行人工捞净残留细渣，达到液面无眼见渣料的程度，然后进行铸片。基本上能消除“泡沫铅”。但是根据现有的操作条件，需要投入的人力和时间太大，影响正常生产的进行。所以捞渣操作只能维持原操作，尽可能把渣捞干净。于是对除铜作业要求做如(表三)修正：
表三 除铜作业要求
2.2 立模铸造温度的控制
按新的除铜操作要求，生产出来的合格除铜铅，在阳极板铸造时“泡沫铅”的厚度明显减小，但仍然不能消除，于是该公司开始通过温度调整来控制铸片时气泡的上升程度。当温度调整到370-380℃区间时，“泡沫铅”不再出现，当低于这一温度时，铸片时液铅冷凝过快，形成大量残片。高于这一温度时“泡沫铅”就又开始出现。经分析，应该是在370-380℃这一温度下铸片，产生的气泡与微量杂质在上升过程中就被冷凝，不能大量集中在上部形成“泡沫铅”。
2.3 立模浇铸速度的控制
随着生产的正常进行，该公司开始对系统的产能进行控潜。阳极铸造工序通过调整浇铸速度来提高产量。原设计立模铸造产能为80-85片/小时，当速度调整至超过100片/小时时，浇铸过程产生的气泡量增加，“泡沫铅”又明显出现。最终立模铸造速度调整为90-95片/小时，能够保证正常生产。
3效果分析
该公司通过一系列措施的实施，“泡沫铅”现象基本杜绝，各项指标也都得到优化，产量也很快达到设计要求。下表是对是否有“泡沫铅”影响的生产统计数据：
表四 数据统计
4结束语
该公司首次引入“铅电解大极板生产线”工艺，在试产中，阳极板铸造过程中生成“泡沫铅”，严重制约着生产，于是首先分析产生原因，然后有针对性的对生产工艺进行试验和调整，首先通过提高除铜铅质量来减少铸片时产生的气泡和杂质的数量，再通过温度的调整来防止气泡和杂质集中冷凝形成“泡沫铅”，然后通过对立模浇铸的调整在保证阳极板质量的前提下挖掘生产潜能，使整个生产系统稳定，电效、析铅直流电耗均达到国内领先水平。
声明：
“铅精炼大极板工艺“泡沫铅”的产生及处理” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：河南豫光金铅股份有限公司
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2024年11月27日 ~ 29日 
