年产80千吨铅冶炼暨一步炼铅项目工程可行性研究报告

80kt/a铅冶炼暨一步炼铅工程可行性研究报告

目录

1 总论 (1)

1.1项目概况 (1)

1.2编制依据与原则 (2)

2 市场分析 (1)

2.1铅冶炼行业现状分析 (1)

(6)

3 建设方案 (6)

3.1项目建设方案 (6)

3.3技术方案 (7)

3.4工艺流程 (10)

4 冶炼 (11)

4.1概述 (11)

4.2产品规模及原材料 (11)

4.3工艺流程 (12)

4.4车间配置 (1)

4.5底吹炉余热锅炉 (1)

4.8铅精炼各工序设备及技术 (2)

5 硫酸 (8)

5.1工艺流程 (8)

6 平面布置 (10)

6.1总体布置 (10)

6.2总平面布置 (10)

7 公用辅助设施及土建 (1)

7.1给排水 (1)

7.2电力 (3)

7.3仪表 (5)

7.4热工 (10)

7.5通风除尘 (12)

7.6土建 (14)

8 节能 (18)

8.1冶炼工艺节能 (18)

8.2热工节能 (18)

8.3电力节能措施 (19)

8.4建筑节能 (19)

9 环境保护 (20)

9.1设计依据及标准 (20)

9.2环境概况 (20)

9.3工程主要污染源及环保治理措施 (20)

9.7环保投资概算 (23)

10 劳动安全卫生与消防 (1)

10.1设计依据 (1)

10.2生产过程中安危害因素分析及防范措施 (1)

10.3预算效果与评价 (4)

10.4消防 (4)

11 企业组织及劳动定员 (1)

11.1组织机构 (1)

11.2劳动定员 (2)

11.3职工培训 (4)

12 投资估算及资金筹措 (1)

12.1投资范围 (1)

12.2编制依据 (1)

13 技术经济 (1)

13.1建设资金及其筹措 (1)

13.2产品生产成本 (2)

13.3经济分析与评价 (2)

附表：主要设备一览表附图：

1 总论

1.1项目概况

1.1.1项目名称

郴州市宇腾化工有限公司80kt/a铅冶炼暨一步炼铅工程

1.1.2项目建设单位

郴州市宇腾化工有限公司

1.1.3建设单位简介

郴州市宇腾化工有限公司(以下简称“宇腾公司”或“公司”)于2001年8月成立的民营高科技企业，位于具有“中国有色金属之乡”美称的湖南省郴州市，距离郴州市区仅10公里，京广铁路、京珠高速、107国道均从此通过，交通十分便利。

主要从事有色金属冶炼行业，其主要产品为铅、银及其深加工产品，以及综合回收铅冶炼过程中产生的伴生稀贵金属金、锡、铋、锑、铟等产品。生产基地位于郴州市北湖区石盖塘镇工业小区。宇腾公司本着“开拓创新、锐意进取”的企业精神，致力于新技术、新产品、新工艺的开发应用。目前年产粗铅2万吨、电铅2万吨、白银120吨、黄金120公斤、黄丹1万吨、硅酸铅1.2万吨以及盐基铅深加工产品6000吨，产品畅销于中南、华东等市场。2007年底总资产/净资产分别为25,190万元/14,543万元，2007年实现销售收入/净利润为39,232万元/5,500万元；2008年5月底总资产/净资产分别为36,221万元/17,151万元，2008年前5个月实现销售收入/净利润为25,327万元/2,608万元（贵金属冶炼分厂6月份已开始投产，本年净利润主要在下半年创造）。

建立健全各项科学管理制度和岗位规范，推行管理出效益、管理促发展的经营理念，坚持“以优质的产品赢得客户的信任，用科学的管理

构筑企业的未来”的质量方针，提出了“以铁腕抓质量，以制度保质量，以诚信做质量，以技能造质量”的工作准则，建立了一套完整、严密、科学的现代化管理体系。2003年，该公司顺利通过了ISO9001质量管理体系认证，连续多年获得“环境保护先进单位”、市“科技工作先进单位”、“郴州市优秀企业”、“郴州市守合同重信用单位”、“信贷诚信单位”和“郴州市十佳科技创新企业”等称号。宇腾公司积极响应国家倡导的循环经济、节能减排政策，凭着对未来铅锌冶炼技术发展的敏锐把握，于2006年引进中国恩菲工程技术有限公司（原中国有色金属研究设计院）具有国际先进水平、获得过国家发明专利及“2004年国家科技进步二等奖”的“氧气底吹熔池熔炼技术”，投资建设“8万吨电铅/年及资源综合回收工程项目”，该项目预计将于2008年第四季度正式投产。该项目投产后将形成年产电铅85,835吨、银292.5吨、金671.8公斤、次氧化锌11,000吨、铋418.35吨、锑972吨、铟18.45吨、冰铜（含铜金属量）1640吨、硫酸87,666吨的生产规模，每年实现销售收入30亿元以上，年净利润超过3.5亿元。其中，铋、锑、铟属于贵金属，其提炼技术属于国内先进水平，同时因矿石中的这几种稀有金属不计入矿石价格，提炼这几种稀有金属的毛利极高。因该项目的实施不但为公司带来较好的经济效益，还可大大提高资源综合回收利用率及降低环境污染，实现经济效益、社会效益、环境效益的协调发展，故完全可获得税收优惠政策。

1.2编制依据与原则

1.2.1可行性研究编制的依据

1）湖南郴州市宇腾化工有限公司关于建80kt/a一步炼铅工程的决议2）郴州市宇腾化工有限公司《一五计划》

3）郴州市郴州市宇腾化工有限公司关于贯彻循环经济的方案

4）中国有色金属工业协会[2001]208号关于《有色金属工业项目可行性研究报告编制原则规定》

1.2.2可行性研究遵循的原则

1)严格执行国家有关政策、法律、法规和有关规程、规范及标准。

2)工艺选择合理、设计指标先进，工程建设周期短，真正做到少投入，多产出，使之效益最大化。

3)优先考虑主要工艺及设备的先进性和可靠性，满足高效率、低能耗的节能环保要求，科学合理组织和安排工作，尽可能缩短工期。

1.2.3研究范围

本次可行性研究以建设单位提供的有关资料和国家有关法令、政策、规程、规范等为基础，对该项目的建设必要性、市场前景、建设规模和建设方案、建设的条件与场地布局、主要生产技术方案和工程技术方案、环境保护、投资估算及资金筹措、财务效益与综合效益等方面进行了综合分析研究，并据此提出研究结论和建设。

2 市场分析

2.1 铅冶炼行业现状分析

2.1.1全球铅行业市场现状分析

目前，全球铅市场供不应求状况依旧存在，近几年西方国家精铅供应始终处于短缺状态，只能通过进口来弥补，中国是其主要进口国。

◆消费方面，铅的最大消费领域为铅酸蓄电池，其主要应用于汽车工业，其消费量占主要铅消费国消费量的一半以上，其中美国占90.4%，日本占74.8%。此外，铅还用于弹药、铅管、铅片、合金、电缆包皮以及颜料、化工制品等。

◆中国是铅最大的消费国，中国铅消费量的增加也贡献了绝大部分世界消费增量。2007年全球精铅消费量817万吨，与2006年基本持平，这是近几年增幅最小的一年。全球精铅消费的增加量几乎都集中在中国，西方世界消费量几乎没有变化。

图1：全球2005年铅需求量及2010年需求量预测

◆生产方面：近年来，欧美发达国家加大了关停铅冶炼企业的力度；同时，随着中国经济持续快速发展对铅需求的不断增加，中国铅冶炼企业数量及生产规模都出现了不断增大的趋势。目前，我国共有铅冶炼厂300多家（不含土法炼铅点），其中年产万吨以上的冶炼厂30多家。从

2004年开始，中国已成为全球最大的铅生产国，其2007年的产量已占全球产量的34.1%。

表1：全球主要国家精铅产量（万吨）

数据来源：ILZSG、安泰科

◆近年来，我国铅冶炼行业出现了如下特点：

（1）由于受到电力、运输能力、原料价格上涨的影响，冶炼企业的生产成本大幅度攀升。为降低成本，国内新增铅冶炼能力已出现向资源丰富的地区转移的趋势。

（2）中国铅冶炼业规模结构已有局部改善，以先进适用技术生产的铅锌比例虽然有所增加，但行业结构调整速度并不快，在总的生产规模扩大的同时，平均生产规模仍然比较低较。

（3）自2001年以来，中国精铅产量均以两位数的速度增长。2007年中国精铅产量与2006年相比，增速大幅回落，但铅消费增速仍保持在10%以上，如图1所示。从图2我们还可以看出，生产增速放缓幅度比消费增速放缓幅度大，其原因是受2007年国家取消铅酸电池出口退税及对精铅出口加征出口关税政策的影响。

图2：近十年中国铅生产与消费量示意图

2.1.2全球铅行业市场供需平衡分析

供应方面在全球经济增长对精铅的需求增加以及近几年国际精铅价格持续攀升的刺激下，近几年全球铅产量出现持续增加。但从全球精铅产量来看，增产的幅度仍然非常有限，而制约精铅增产的原因有以下几方面的原因：

（1）全球铅精矿产量有限，无法满足冶炼能力的需要，而且这种局面近期内难改观。2002年全球关闭的矿山比较多，而且多数是永久性关闭，与此同时，近期没有大型矿山投产，所以，全球铅精矿产量要恢复到2002年水平还需要很长时间。

（2）环保要求的提高制约了全球精铅产量的增加，目前发达国家铅冶炼能力都在萎缩，随着环保要求的不断提高，这种趋势将越来越明显，不久的将来，发展中国家也将面临同样的问题。

（3）在中国再生铅产量比例较低的情况下，铅循环利用程度不高，

中国铅市场不会出现大量过剩铅金属用来出口。

需求方面由于产量的增长跟不上需求的增长，从2003年以来全球精铅市场一直存在供不应求的现象，并且呈逐年增加的趋势。这种趋势在美国遭受次贷危机影响，其经济从2006年下半年开始出现疲软，其对精铅的需求增速放缓后有了已定程度的缓解。由于受美国精铅消费减速的影响，全球精铅消费增长减速，并使全球精铅供需缺口有所缩小，2005年全球铅市场供求关系从2004年短缺16万吨转为2万吨。但由于中国经济的持续快速增长，特别是中国汽车工业的快速发展，带动了全球铅消费量的提高，在很大程度上抵消了美国精铅消费减少对全球精铅市场

的影响。

下表为安泰科提供的2001-2005年国际铅市场供需情况一览表：

2006年全球铅市场供应缺口为2.6万吨，2007年铅市场连续第5年

短缺，短缺量为8万吨。据《世界有色金属》2008年第3期预测：2008年，由于受中国铅需求进一步放大的影响，全球铅市场将依旧保持紧张状态，铅价也有望继续走高。

2.1.3中国铅行业市场供需分析

铅的最大消费领域为铅酸蓄电池，其主要应用于汽车工业，西方国家铅消费量中蓄电池耗铅比重已升至80%，目前中国蓄电池耗铅比重约为70%左右。据国务院发展研究中心预测，我国经济中长期增长趋势不会改变，中国汽车产量在2008年将突破1000万辆。到2010年，中国家用轿车保有总量将达1,466万辆，到2020年，中国家用轿车保有总量将达到7,200万辆。同时，随着机械制造业轴承合金、模具合金、焊料合金及彩电、计算机玻壳、颜料、涂料用氧化铅需求的不断增加，估计铅的消费量年平均增长率（至2020年）将保持在3.5%左右。

表3：中国铅消费预测表

2.1.4全球铅市场价格走势分析

从1996年到2007年铅价变化来看，自1996年高位价下调到2002年的低位价后，铅价开始反转，2003年铅价暴涨，并于2007年10月达到历史最高点（见图3、图4），虽然最近铅价有所回落，但2008年4月

的铅价仍保持在2万元/吨的高价。从以往上涨周期来看，牛市将持续3－4年，也就是说到2011年铅市场仍比较乐观。

图3：2002－2008年铅价走势图，资料来源：上海有色金属交易所

图4：2007－2008年铅价走势图，资料来源：上海有色金属交易所

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3 建设方案

3.1项目建设方案

(1) 氧气底吹熔炼—鼓风炉还原炼铅处理原料为混合铅精矿155325t/a；金精矿8925t/a；银精矿8130t/a；氧化锌浸出渣7520t/a。

(2) 鼓风炉产出的炉渣进烟化炉回收锌、铅、铟等有价金属。

(3) 利用熔炼炉烟气净化之间安装余热锅炉一台、转发电机组一台、烟化炉烟气安装余热锅炉一台待发电机组一台，两台的年发电量8000～9000万度。

(4) 配套投资8000万建10万吨铅电解精炼工程及白银精铋回收工程。

(5) 配套投资2000万建2万吨一水硫酸锌及18吨铟回收工程。

3.3 技术方案

3.3.1 氧气底吹熔炼-鼓风炉还原炼铅法(或称SKS法)

该工艺的主要特点是以底吹熔池熔炼过程代替铅烧结过程，并同时产出部分粗铅，从根本上解决了低浓度SO2烟气对环境造成的污染，也解决了操作岗位铅尘危害职工健康的问题。

氧气底吹熔炼-鼓风炉还原炼铅法是通过一个底吹熔炼炉将硫化铅精矿熔化、氧化脱硫、造渣。产出一次粗铅、富铅渣和高浓度SO2烟气(烟气含SO2约8%～10%)。富铅渣送至高效率的鼓风炉还原，产出二次粗铅和弃渣。高浓的SO2烟气送酸厂制酸，从而彻底解决了铅冶炼含硫烟气对环境的污染。该技术已在安徽省池州有色金属集团公司建成生产规模分别为年产粗铅3万t、5万t的两条生产线。

该工艺原料制备过程简单，属于国内技术，全部设备可国产化。烟气SO2浓度高，适于双接触法制酸，尾气低于国家标准排放，且操作区环境好。由于底吹炉产出的富铅渣含硫低，仅为0.3%，因此鼓风炉还原熔炼烟气经收尘后尾气亦能达到国家排放要求。

3.3.2基夫塞特(Kivcet)熔炼法

基夫塞特炼铅法是一种闪速熔炼的直接炼铅法，经多年生产运行，已成为工艺先进、技术成熟的现代直接炼铅法。基夫塞特炼铅法的核心设备为基夫塞特炉。该炉由四部分组成：①带氧气喷嘴的反应塔；

②有焦碳过滤层的熔池；③冷却烟气的竖烟道热锅炉；④锌氧化物

还原、挥发的电热区。

基夫塞特炼铅法可处理各种不同品位的铅精矿、铅银精矿、铅锌精矿和鼓风炉难以处理的硫酸盐残渣。湿法炼锌厂产出的铅银渣、废铅蓄电池糊、各类含铅烟尘等都有可以作为原料入炉冶炼。由于基夫塞特炼铅法对原料有广泛的适应性，并能回收原料中的有价金属，可以满足日益严格的环境保护要求，该法有着良好的发展前景。

3.3.3烧结-鼓风炉炼铅法

该法属传统炼铅工艺，我国现有的铅生产厂几乎都采纳这一传统工艺流程。此法即硫化铅精矿经烧结焙烧后，得到的烧结块，在鼓风炉中进行还原熔炼，而产出粗铅。烧结-鼓风炉炼铅法虽然工艺稳定、可靠，对原料适应性强，经济效果尚好。但该工艺致命的缺点是烧结烟气SO2浓度低，采用常规制酸工艺难以实现SO2的利用，我国几乎所有铅厂的烟气都全部排空，严重地污染了大气环境。此外，烧结过程中发生的热量大，扬尘点分散，造成劳动作业条件恶劣。

3.3.4硫化铅精矿氧气底吹直接熔炼法(QSL法)

即富氧气底吹熔池熔炼法，是直接炼铅法之一。它与传统烧结－鼓风炉炼铅工艺比省去了烧结工序，故而具有流程短、热利用率高、烟气中SO2浓度高、硫利用率高并较好的解决了环保问题等优势。QSL 法将铅精矿与熔剂、烟尘、粉煤等按一定的比例，经混合制粒后直接加入反应器，在一个反应器中先后完成脱酸及还原过程，产出粗铅和炉渣。熔炼连续进行，依靠反应器底部的喷枪(氧枪及还原枪)供给氧化剂和还原剂，以维持氧化和还原进行。德国斯托贝克厂和韩国温山冶炼厂分别采用了不同隔墙结构的QSL反应器，已经通过多年的生产实践，目前铅生产能力已由初期60kt/a提高到100～110kt/a的炼铅厂，虽然已经过5个月试生产，但仍存在一些技术问题有待完善。

3.3.5富氧底吹熔池熔炼工艺

该专利技术属澳大利亚的芒特2艾萨和奥斯麦特两家公司所有。该工艺可以采用1台炉间断作业，也可采用2台炉(1台氧化、1台还原)连续作业。现已建成十余座工业生产炉，主要用于处理含铅的二次物料，二次物料和铅精矿混合料。根据道芒特.艾萨采用该工艺处理单一铅精矿的炼铅厂，采用两段炉，还原炉因粉煤控制问题在很短时间内就停产了，氧化炉生产了三年，由于原料供应短缺而停产。德国诺尔登汉处理含铅精矿及废蓄电池，入炉物料含铅70%以上，虽然产出富铅渣含铅达50%～60%左右，由于渣率低，铅的直接回收率仍超过90%，富铅渣经立淬后出售，至今尚未进行富铅渣的还原熔炼。综上所述，使用富氧顶吹熔炼方法处理废蓄电池回收铅和处理精矿生产粗铅和富铅渣都有成熟的经验，我国云南曲靖有色基地引进芒特.艾萨技术建设了一座8万t/a粗铅厂，该厂除喷枪等少量设备引进外，其余设备国内制造，技术费用低，所以投资比基夫赛特法、QSL法低。

3.3.6 卡尔多(Kaldo)炼铅法系

瑞典波立登(Boliden)公司拥有的专利技术，目前应用该工艺在工厂有两座，已经运行多年，分别于1976年和1992年建成投产，即瑞典Boliden Mineral Ronnskar 冶炼厂和伊朗国家铅锌公司赞江冶炼厂，生间规模年产粗铅41000t。但只有瑞典波立登公司一家工厂用于处理硫化铅精矿，其所氧化的还原操作分两阶段进行。炉子间断作业，给配套制酸带来麻烦，需要特殊处理，另外炉寿命只有三个月，耐火材料消耗高，并非理想的冶炼工序。

综上几种炼铅法进行比较，不难发现除烧结－鼓风炉炼铅法外，其余四种新的炼铅法均有效地解决了传统烧结——鼓风炉流程中存有的环境污染问题和能耗高、硫酸用率低的弊病。

针对宇腾化工有限公司循环经济、综合治理改造工程，为处理大量的锌浸出渣，选用氧气底吹熔炼－鼓风炉还原炼铅法工艺成熟、技术可靠、建设费用低、环保同样能达到要求。

3.4 工艺流程

3.4. 1熔炼流程的确定

SKS法炼铅工艺技术及设备经安徽省池州有色金属集团冶炼技术改造工业化示范工程(3万t/a粗铅)、河南省豫光金铅集团铅冶炼烟气治理技改工程(5万t/a粗铅)采用SKS法炼铅新工艺的生产实践证明，所有设备在很短时间内达到良好的运行状态，不到两个月两个工厂均到达设计能力。鼓风炉还原炉渣含铅均在4%以下，目前已连续稳定的运行2.5年，各项技术经济指标已优于设计值，SKS法炼铅已趋于成熟。为加快本项目的建设，立足国内设计和设备制造，选定SKS法(氧气底吹熔炼——鼓风炉还原炼铅)。

3.4.2精炼流程的确定

粗精炼可分为火法精炼与电解精炼，由于火法精炼流程长，副产品回收困难，环境也差，故本公司选定国内通行的电解精炼法。浮渣反应处理回收的粗铅直接返电解精炼，冰铜经铅、铜分离后，精冰铜直接出售，铅渣返回鼓风炉烟尘一道处理。

3.4.3铅电解阳极泥处理流程选定

宇腾化工有限公司一直是处理阳极泥的专业厂，有一套成熟且先进的技术，选用原技术方案，可得国内一流的技术指标。

3.4.4次硫酸锌工艺的确定

由于次氧化锌的成份复杂，直接生产一水硫酸锌，同时可回收铟，也消耗本公司硫酸。

4 冶炼

4.1概述

采用氧气底吹熔炼——鼓风炉还原炼铅法处理铅精矿、金精矿、银精矿，产出粗铅和鼓风炉渣，粗铅转电解精炼即综合回收系统，鼓风炉渣送烟化炉回收锌、铅、铟，产出次氧化锌弃渣，次氧化锌综合回收的价金属，弃渣外卖水泥厂。

4.2产品规模及原材料

4.2.1产品规模

本项目铅熔炼系统主规模为年产粗铅100kt，烟化炉系统年产氧化锌灰 2.1万t，电解精炼系统生产精铅100kt，综合回收系统产白银500t/a，精铋500t/a，精铟15t/a。

4.2.2原料

氧气底吹熔炼系统处理的铅精矿分别来自国内和进口，金精矿、银精矿来自国内，氧化锌浸出渣来自本公司综合回收系统，上述各原料年供应量见表4-1。

表4-1原料供应表

本设计选取精矿化学成份见表4-2。

表4-2铅精矿化学成份(干基%)

Au含量单位：g/t

氧气底吹熔炼炉年处理铅精矿(干基)155325t，铅精矿含水8%。

氧气底吹熔炼炉年处理金精矿8952t，金精矿化学成份见表4-3。

表4-3金精矿化学成份(干基%)

氧气底吹熔炼炉年处理精矿8130t。银精矿化学成份见表4-4。

表4-4银精矿化学成份(干基%)

氧气底吹熔炼炉车处理氧化锌浸出渣4000t，氧化锌浸出渣化学成份表见表4-5。

表4-5氧化锌浸出渣化学成份(干基%)

经综合回收系统预干燥后的氧化锌浸出渣含水8%。

4.3工艺流程

采用氧气底吹炼铅法处理铅精矿、金精矿、银精矿和氧化锌浸出渣，采用烟化炉处理鼓风炉渣和锌系统矿粉浸出渣。

4.3.1 氧气底吹熔炼－鼓风炉还原炼铅法技术特点

氧气底吹熔炼——鼓风炉还原炼铅法是国内开发的具有国际先进水平的炼铅新工艺，2002年8月，河南豫光和安徽池州采用该工艺相继投产成功，并在2个月内达产和超产，至今已连续生产近3年，粗铅年产量分别达到了8万t和5万t。被专家评定为：“国内外首创”，“整套装置配置合理、工艺畅通，设备可靠、生产稳定、作业率高、劳动条件好。工艺技术水平达到国际先进”。目前，国内又有1条生产线建成投产，2条生产线即将建成投产。

氧气底吹熔炼——鼓风炉还原炼铅法具有如下点：

(1) 环保好：由于熔炼过程在密闭的熔炼炉中进行，避免了烟气