有色设备

摘要:铅是重要基础原材料、战略性金属矿产资源。我国是最大的铅生产国、消费国，也是最大的铅基固废产出国。铅基固废（不含铅尾矿）年产生量超千万吨，其处置既要考虑安全环保影响、建立绿色处理技术体系，又要兼顾经济效益考量，挑战众多、意义重大。铅基固废品位低且均为无自热物料，现有技术热利用效率和资源综合回收率低，亟需构建多物料协同处理、多形态铅基固废和原生矿多金属耦合提取技术体系，减少能、质消耗。“复杂铅基多金属固废协同冶炼技术与大型化装备”项目是国家“十三五”重点研发计划“固废资源化”重点专项的重要组成，聚焦多形态铅基固废（含铅烟尘、铅玻璃等分散固废）、典型铅基固废（铅膏）、大宗铅基固废（选矿尾矿）和含锌铅基固废（锌浸出渣）等多源铅基固废的分类资源化协同处理开展研究。“复杂铅基多金属固废协同冶炼技术与大型化装备”项目由中国恩菲工程技术有限公司牵头，联合河南豫光金铅股份有限公司、河南金利金铅集团有限公司、白银有色集团股份有限公司、中国科学院过程工程研究所、东北大学、中南大学、兰州大学、矿冶科技集团有限公司、浙江大学等单位共同进行技术攻关。中国恩菲拥有全国 90%以上大型铅冶炼工程的设计经验，也是国内诸多铅冶炼技术的原创企业。项目的参与企业和院校在中国原生铅、再生铅领域具有很强的影响力，不论是生产实践、还是专业发展水平都保持着引领地位。经过为期3年实施，项目在理论上与实践上均取得了显著成果：理论研究层面，探索了复杂铅基多金属固废的资源环境属性，揭示了不同协同冶炼过程中多金属的迁移分配和逸出规律，研究了不同协同方式下复杂烟气的余热利用与深度净化技术、稀贵金属选择性分离与高效提取技术，实现了协同冶炼固态残余物的高值利用。这些研究解决了多金属固废协同冶炼中的共性瓶颈问题。产业应用层面，紧密衔接科研成果与产业需求，完成“多形态铅基固废与原生矿协同强化冶炼”“典型及大宗铅基固废协同强化冶炼”“含锌铅基固废还原熔炼-连续烟化”等示范项目，涵盖主要铅基固废类型，实现了原生铅冶炼产业、再生铅回收与冶炼产业以及锌冶炼产业协同，形成了绿色技术体系与大型化装备。智能控制层面，基于协同冶炼过程，融合冶金机理模型，结合生产大数据，建立起冶炼过程神经网络模型；搭配智能控制设备，开发自适应性的复杂体系协同熔炼过程在线智能控制系统；以实景模型为载体，精准匹配在线监测设备与手段，实现信号、场景及流程数字化与可视化，建立协同熔炼智能预警与高效控制系统；解析溯源复杂铅基多金属固废资源环境属性，为环境智能精准管控提供支撑，建立商业化创新推广模式。项目的研究成果为铅基固废的处置提供了突破性的解决方案，解决了铅基固废资源化利用及安全处置技术开发过程中的共性科学问题和关键技术问题，也为相关产业的转型升级提供了有力支撑。这些成果具有重要的借鉴意义和推广价值，有助于盘活产业存量、推动产业向更加环保、高效的方向发展。本专刊共14篇文章，全方位、深度凝练了“固废资源化”重点专项项目“复杂铅基多金属固废协同冶炼技术与大型化装备”项目成果，描绘了项目从研发到落地应用的全链条场景，对促进铅基多金属固废协同冶炼先进技术与在线智能优化控制装备的工程化转化和辐射推广具有重要意义。希望与广大行业同仁交流分享，为共同推动行业发展贡献力量。

摘要:

摘要:我国铅矿资源“贫矿多、富矿少”，海外铅精矿供应过剩量减少。铅冶炼过程存在多元素资源共生、原料品质波动大、冶炼工艺复杂等特点，目前我国有色金属冶炼行业处于机械化、电气化、自动化、信息化并存，不同企业之间呈现发展不平衡的状态。基于以上，本文介绍了铅矿资源（铅精矿和含铅废料）分布情况及铅主要用途，铅冶炼技术发展历程，并概述了当前主要铅基物料冶炼技术，如氧气底吹熔炼-熔融还原-富氧挥发炼铅技术、富氧浸没顶吹炼铅技术、硫酸铅渣湿法炼铅技术、侧吹浸没燃烧熔池熔炼处理再生铅资源技术、脆硫铅锑矿处理技术、铅阳极泥处理技术、铜浮渣及铅精渣处理技术、铅电解技术等，结合铅冶炼的工业生产场景，采用深度学习方法，建立熔炼炉的数据驱动模型，可实现对系统关键运行指标的实时预测与评估，推动铅冶炼技术的智能化、数字化，以迎接铅行业发展机遇与挑战。

摘要:有色金属是国民经济发展的重要物质基础，其生产过程产生的铅基固废既是资源又是污染物，处置得当可为经济发展提供资源，反之则会对环境造成一定污染。本文分析了铅基固废的来源、资源及环境属性、产量、区域分布及未来产量变化等，结果表明：2022年我国有色金属冶炼的铅基固废产量为1152万t，预计2024年铅基固废产量达峰值1216万t，2030年降至1110万t，铅基固废主要分布在河南、安徽、云南、湖南和广西（五省区合计占比近60%）。结合铅基固废的技术特点对铅基固废处置和产业布局提出了完善政策法规、提高技术研发水平、协同处置等建议。

摘要:本文通过对铅基固废物料的特点、成分、物性进行分析，阐述了在底吹氧化熔炼、底吹喷粉煤直接还原、烟化工艺条件下原生矿协同铅基固废冶炼的反应机理，列出了原生矿协同多形态铅基固废强化底吹冶炼热态试验时的工艺指标，总结了示范工程应用后的工艺运行指标，在耐火材料寿命、还原渣含铅、生产成本、废渣、废气、废水等方面的工程应用效果。示范工程年处理铅基固废量可达27万t，体现了原生矿协同多形态铅基固废冶炼技术与大型化装备的优越性。

摘要:通过分析典型铅基固废的元素组成与物相组成，提出了原生铅精矿与铅基固废协同处理的工艺方案。通过工业化试验确定原生铅精矿与铅基固废协同处理过程中的比例，在配入铅膏9.47%、铅烟尘16.93%、浸出渣8.4%、铅玻璃0.93%时，生产系统可以实现自热，还原炉渣含铅小于2%。基于此技术投产的大型氧气底吹熔炼-底吹还原-还原渣烟化挥发生产系统，年处理含铅物料75万t，铅基固废最大配入量可达到35.73%。

摘要:介绍了河南金利金铅集团有限公司新建铅基多金属固废协同强化冶炼产业化示范及锌资源综合利用项目，特别是侧-顶吹熔炼技术处理铅基固废等物料的生产实践。总结了生产情况，阐述了主要生产工艺，列举了主要的生产数据和技术经济指标。国内锌冶炼多以湿法冶炼为主，在其生产过程中会产出含铅的锌渣。以前由于技术落后，该渣多以堆存为主，近些年由于环保问题亟需对该固废进行处理，由此出现各种小型化处理该固废渣的方法。但因该固废渣有价金属较少，处理成本较高，单独处理不经济。本文侧-顶吹熔炼技术的应用，解决了以往锌湿法冶炼产出的含铅锌渣长期堆存造成环境污染和小型化处理且成本普遍较高、不经济的问题。实践证明，侧-顶吹熔炼技术在处理含铅基固废、锌冶炼渣等物料方面是可行的，优势明显，实现了固废资源化综合利用，并且该技术工艺先进、成本较低，可实现规模化、大型化生产。

摘要:在铅供需两端的双重压力下，当前再生铅企业亟需先进成熟的技术与装备。富氧侧吹熔池熔炼工艺处理铅膏，已被我国大部分的新建再生铅厂采用，其中侧吹浸没燃烧熔池熔炼技术相继在锌、铅、锑、铜等金属的冶炼和固体废物处置领域获得成功应用。通过对侧吹浸没燃烧技术处理铅膏的反应机理、作业制度、炉内分区、炉体结构、喷枪、DCS系统的全面研究分析，并与瓦纽科夫炉技术对比，指出了该技术和装备具有熔炼强度高、能耗低、安全可靠、环保效果好等优点，其应用前景乐观，对我国再生铅冶炼技术水平的提高起到积极的推动作用。

摘要:湿法炼锌热酸浸出-黄钾铁矾法炼锌工艺过程中产生的有害废渣铁矾渣，对人类的健康和生态环境造成极大的危害，且会导致有价金属的浪费，因此铁矾渣处理回收势在必行。本文通过对铁矾渣原渣的成分、物相等的分析，在热力学计算的理论指导下，讨论了基于碳热还原法的熔化-烟化回收铁矾渣中Zn元素最佳的工艺条件及其物相变化规律。通过计算得到铁矾渣中锌物相最终以氧化锌(ZnO)的形式富集于烟尘中；根据正交试验分析的结果验证了理论计算的合理性。基于降低能耗的考虑，最终确定试验研究结果：铁矾渣熔化-烟化过程中回收锌元素最佳条件为反应温度1200℃、保温时间100min、空气流量600mL/min、配碳百分比30%，该条件下锌的回收率为99.70%。该研究为铁矾渣中锌元素的回收利用提供了现实的参考价值。

摘要:针对甘肃某锌冶炼厂湿法炼锌所产工业危废铅银渣的特点，通过铅银渣冶炼机理分析以及铅银渣侧吹熔炼-连续烟化工艺过程热力学计算，进行铅银渣的侧吹熔炼-连续烟化工艺核心装备选型与工程设计，开发了一种环保、节能、连续、高效的铅银渣绿色冶炼工艺及装备，建成并顺利投产了年处理14万t铅银渣的示范工程。通过侧吹熔炼-连续烟化工艺工程设计与工业化实践，充分验证了该工艺在处理铅银渣等非自热物料上的优势，采用侧吹熔炼-连续烟化熔池熔炼工艺，将煤以粉煤的形式喷入熔池中，同时进行富氧熔炼，可以有效提高燃料利用率，降低煤率（＜25%），并可以有效回收银等贵金属，最终实现了含锌危废铅银渣的减量化、无害化与资源化。

摘要:我国铅锌矿产资源比较丰富，在湿法炼锌过程产生了大量的铅银渣，铅银渣中含有铅、银、锌、铜、锑等多种有价金属，铅银渣中有价金属的回收处理一直制约行业发展。目前，铅银渣在侧吹熔化-烟化过程中锑物相的演化规律尚缺乏系统的研究，因此本文通过热力学理论计算确定铅银渣中锑的存在形式，考察了反应温度、配碳比、保温时间对锑回收率的影响，并通过响应曲面法得出最优工艺条件。试验结果表明，铅银渣侧吹熔化-烟化过程中锑回收率的最优工艺：反应温度为1290℃，配碳比为17.60%，保温时间为125min，在此条件下锑的回收率可达到82.54%。该研究为回收铅银渣中的锑以及实现铅银渣资源化利用提供了参考依据。

摘要:湿法炼锌产出的有害渣铅银渣长期堆存对环境造成污染，对铅银渣中的有价金属进行综合回收很有必要，在综合回收热酸浸出-黄钾铁矾法过程中产出的铅银渣采用侧吹炉熔化+烟化炉烟化工艺处理，该工艺的主要过程是锌浸出渣的熔化以及铅锌的还原挥发2个阶段，在熔化过程中铅银渣的物相结构会发生改变，被包裹的重金属离子得以释放,有价金属品位得以提高，降低熔化残渣含硫量，有利于金属挥发，因此对铅银渣进行脱硫预处理。本文通过Me- S- O体系优势区图确定了铅银渣脱硫试验研究的方向，考察脱硫过程中氮氧体积比、熔化脱硫时间、熔化脱硫温度三个因素对铅银渣脱硫率的影响。主要得到以下结论：熔化脱硫的最佳工艺条件是氮气气氛下、熔化脱硫时间为40min、熔化脱硫温度为1250℃，该条件下的脱硫率为98.17%。该研究对综合回收铅银渣脱硫预处理过程具有现实意义。

摘要:铜精矿火法冶金后产生的熔炼渣经浮选回收铜后，尾渣含Pb、Zn和Sb，仍具有一定回收经济价值。浮选法对铜熔炼渣中Pb、Zn和Sb的回收率低，而火法熔炼通过高温和碳热还原可以有效分离这些元素。对直接还原熔炼、造锍还原熔炼和氧化-还原熔炼3种典型的火法回收工艺进行了对比中试试验。结果表明：火法回收工艺可达到理想的铜回收率，但不同工艺对Pb、Zn和Sb的回收效果不同；直接还原熔炼提高了Pb的回收率；造锍还原熔炼提高了Zn的回收率；熔炼法需消耗大量还原剂和能源，经济性需慎重考虑。火法熔炼适合作为铜回收的备用工艺进行研究。

摘要:复杂铅基多金属固废协同熔炼对实现铅基固废的绿色处理和高效回收，避免环境污染，促进“双碳”目标有着重要意义。高效监控与智能预警系统采用数字机理建模与数字仿真建模相融合的技术，不仅构建了入料分解、元素分配和产物凝合的复杂机理模型，而且搭建了铅基固废双底吹连续熔炼过程的三维生产场景，直观、真实地展示了熔炼车间建筑结构、生产设备属性信息和动态生产过程，实现了整个熔炼过程的数字化、可视化，并且通过生产数据监控与机理模型的耦合分析、设备关键参数预警分析和现场人员安全预警分析，使工艺人员能够实时了解任意生产细节，作出更加科学高效的决策，保证生产过程的安全稳定运行。

摘要:底吹连续处理铅基固废工艺具有多变量、非线性、强耦合、大滞后等特点，基于机理方法进行建模与优化存在困难。对此本文提出了基于数据驱动的熔炼炉原料配料模型，实现关键运行参数的优化控制。首先，基于化验与过程历史数据，使用神经网络建立原料成分与熔炼炉关键工艺指标间的关系模型；在此基础上，应用粒子群搜索算法，由熔炼炉理想工况指标搜索确定原料中各成分的最优配比；最后，将配料问题建模为含非线性约束的多目标优化问题，并使用SLSQP求解。集成上述建模优化算法，开发了相应的熔炼炉原料管理系统。

摘要:重有色金属行业，特别是规模大、应用广泛的铅、锌、铜等重有色金属的冶炼行业，是国际上广泛关注的重污染行业。随着全球环保标准的提高和高质量可持续发展战略的推进，重有色金属冶炼企业，特别是铅锌冶炼企业亟需在环保技术与管理措施上进行革新，以实现产业的绿色升级和生态环境的和谐共存。在此基础上，部分铅锌冶炼企业开始借助外部力量共同开展环境保护管理工作，通过环保管家的模式，解决日常管理和突发状况的问题。本文主要通过对环保管家业务的诞生背景进行分析，结合实际案例对环保管家这一业务的模式和服务内容进行总结，并对未来发展方向进行探索和展望。