ISP烧结工艺中的富氧生产实践
师世宏
（深圳市中金岭南有色金属股份有限公司韶关冶炼厂，广东 韶关 512024）
ISP又称帝国熔炼法，是密闭鼓风炉铅锌联合冶炼方法，主要原料为铅锌矿、经过浮选后的硫化铅精矿、硫化锌精矿以及铅锌混合精矿[1]。烧结工序是将硫化铅、锌精矿通过高温氧化焙烧成成分稳定且具有一定强度的烧结块。在铅、锌精矿供应极其紧张、主品位不断下降、杂质上升的的同时，烧结块的品位降低，ISP冶炼厂单位时间粗铅产量呈下降趋势、加工费却逐步上升，因此为了稳定结块率，配料过程不得不提高铅的配入比例，使得原料成本增加。
在有色金属冶炼过程中，用富氧代替空气，是强化生产、降低能耗、治理环境污染、提高技术水平、增加经济效益的重要技术措施。火法冶炼中硫化物的氧化过程主要包括硫化物精矿的焙烧或烧结，这些过程均需通过向加热的物料中鼓入空气来完成，因而利用富氧空气，能明显地强化冶炼过程[2]。因此，通过技术改造，采用富氧烧结工艺是提高烧结块产量、降低消耗、降低单位生产成本的重要措施之一[3]。本文重点介绍通过实验摸索出的在ISP烧结工艺中加入富氧后的最佳工艺操作模式。
在硫化物的氧化焙烧及烧结过程中，气流中氧气的浓度直接影响硫化物氧化的反应温度和反应速度。硫化物的氧化速度与反应放热速度成正比，如式（1）所列。
式中：v为氧化速度，mol/min；
Q为氧化反应的热效应，即每摩尔分子硫化物氧化的反应热，kJ/mol；
qB为硫化物氧化时，在单位时间内放出的热量，即放热速度，kJ/min。
当反应过程在动力学区域进行时，则满足公式（2）。
式中：k（O2）为系数；
n为反应级数；
c（O2）为气流中氧化剂（氧）的浓度，mol/L；
E为实验活化能，一般可视为与温度无关的常数，J/mol或kJ/mol；
R为摩尔气体常数，J/（mol>K）；
T为反应温度，K；
e为自然对数的底数。
当反应过程在扩散区域中进行时，则满足公式（3）。
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