039 pb在高炉冶炼过程中的变化与分配

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1、Pb在高炉冶炼过程中的变化与分配顾林娜王成立(广钢股份有限公司)(东北大学)摘要以广钢高炉冶炼华南高铅矿的生产实践为背景，通过生产实际数据，结合实验室研究讨论铅在高炉冶炼过程中的变化与分配，探讨高炉冶炼过程中提高排铅能力的途径。关键词Pb吸附烧结高炉排铅l前言华南地区的铁矿石多为铁、铅、砷、及碱金属钾、钠共生的复合铁矿石。虽然品位不算太低，但高含碱金属和铅、锌、砷等有害元素，使其作为炼铁原料大量使用受到了极大的限制。本文根据广钢高炉冶炼的实践，结合实验室研究探讨铁矿石中的Pb在高炉冶炼过程中的变化与分配及对高炉冶炼的影响

2、。讨论中使用的数据是随机选取的广钢生产数据。其中烧结、高炉用各种原燃料和熔剂成分由广钢和河北理工大学进行双样化验，结果取其算术平均值。两单位化验结果出现较大差别时，再进行复验。为了分析方便，我们称2004年7月26～28日试样的平均值为A试样。称2005年4月5～7日的试样的平均值为B试样。2铅的赋存形态Pb是一种密度很大的蓝灰色金属。固态时密度为11．34g/cm3，液态时为10．63g／cm3。熔点、沸点分别为：327℃和1525℃。明显铅的密度比铁的密度大，熔点和沸点比铁的低。高温下铅易挥发，铅蒸汽有毒。在自然界中

3、铅多以硫化物状态存在。铁矿石中铅主要是以方铅矿(PbS)，铅黄(PbO)和铅矾(PbSO4)等形式存在。而烧结矿和球团矿中的铅则主要为硅酸铅(PbO·SiO2及2PbO·SiO2)。正是铅的高密度、低熔点、易挥发和有毒这些理化特性对高炉冶炼产生了极其不利的影响。3Pb在烧结过程中的变化2004年7月26至28同烧结消耗和产出物料的数量见表1；2005年4月5至7日烧结消耗和产出物料的数量见表2。从表3中看出时隔一年的两组物料数据中铅的含量变化不大。因此，重点分析2004年7月26～28日的结果。由表1、2、3可见广钢烧结

4、过程中Pb主要来源于华南矿，共占总量的64．01％。南非粉、印度粉含铅量甚微都可忽略不计。新丰矿粉含铅也较低。梅州精粉含铅量最高，达到0．052％，怀集粉也达到0．042％。两种矿粉带入的铅量占总铅量的52．42％，其中怀集粉占32．3％，梅州粉占20．04％。可见，广钢烧结矿中有一半的铅量是由怀集粉和梅州粉带入的。瓦斯灰、钢渣、返矿含铅量也较高，尤其瓦斯灰含铅高达16．02％，这应引起管理者的高度重视。表3显示，在广钢目前原燃料和生产工艺条件下，进入烧结工艺过程中的铅绝大部分进入了烧结矿，比例接近80％。换句话说，广钢

5、烧结工艺中铅的脱除率约为20%左右。在抽风烧结的温度条件下，足以使矿粉中的部分铅溶化进而汽化。但受烧结料层厚度、烧结料粒度及配碳量大小的影响，在强劲抽风的烧结过程中，大部分汽化的铅还没来得及随烧结废气被抽出就再次凝结在烧结矿中。污泥、瓦斯灰、返矿等是二次利用的物质，它们在第一次使用时有害元素已被富集。由它们带入的铅量占总量的32．62％。亦即总铅量的1／3由它们带入。其中，瓦斯灰铅含量高达0．602％。这一方面说明高炉煤气脱铅效率高，另一方面也说明在烧结工艺过程中要严格控制瓦斯灰的加入量。既要考虑废物利用，更要考虑其对生

6、产工艺过程即对高炉冶炼指标的影响。4广钢高炉冶炼过程中铅的反应与分配广钢烧结工艺过程中Pb负荷高达0．1881kg／t，明显高于0．05kg／t以下的国内钢铁企业水平。由于烧结过程铅的脱除有限，故原料带入的铅大部分进入了高炉后势必对广钢的高炉生产带来极其不利的影响。4．1铅对高炉；台炼过程的影响及高炉内铅的平衡我们知道，铅对高炉冶炼过程的影响是多方面的。但就其危害而言主要有以下几点：(1)渗入炉底的液态铅随温度升高体积膨胀，产生巨大破坏力，导致砖层浮动，甚至整个炉底砌体毁坏以及炉壳开裂，发生穿漏事故。(2)炉缸炉底液态铅

7、积存过多时，由于液态铅的密度大，流动性差，不溶于铁水等特点则会引起炉前工作失常。如铁口、主沟难以维护，堵死撇渣器酿成跑铁事故。(3)渗入炉衬的铅对炉衬的破坏是形成炉壳爆裂的原因之一。当有锌和碱金属共存时，这种破坏作用更大。(4)氧化铅与其他组分组成的低熔点化合物或共晶体粘附在烧结矿和球团矿上，降低烧结矿和球团矿的软融温度。粘结在焦炭上，影响高炉料柱的透气性。粘结在炉墙上，促使形成炉瘤，影响高炉正常生产。(5)随渣铁排出高炉外的气态铅污染炉前环境，导致操作者铅中毒。煤气中的铅尘使洗涤水含铅超标。入炉料带入是高炉铅负荷的唯一

8、来源。而铅的出路则有三：随高炉煤气逸出最终进入除尘器的瓦斯灰；渗入炉体耐火材料中沉积；渗入炉底的液态铅从炉底排铅孔排出。高炉消耗和产出物料中铅平均含量见表4从表4可见，在广钢高炉目前的原燃料配比条件下，入炉的铅主要由烧结矿带入。铅负荷在0．1862kg／tFe～0．3258kg／tFe左右。铅负荷波动大与烧结矿和高炉