当代中国的有色金属工业(第12——13章)

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铜具有很好的延展性、导电导热性,且资源分布广泛,冶炼历史悠久,长期以来,一直是世界各国经济发展的重要基础材料。在现代工业体系中,铜及其合金广泛用于电子信息、电力、兵器和家用电器以及航天航海等重要行业。
新中国建立后,经过三十多年的努力,铜工业逐渐发达起来。截至一九八五年,已经建成铜矿山120个,铜冶炼厂16个,电解厂64个,至一九八五年底,全国铜矿的日采选矿石能力已达10万吨,年产铜精矿含铜23万吨,年冶炼能力36万吨,电解能力50多万吨,并生产相当数量的副产品硫、铁、钼精矿、硫酸、金、银等贵重及稀有金属。铜的产量已由新中国成立初的年产2900吨发展到41万余吨,是一九四九年产量的142倍。铜产量发展情况见图。随着生产的发展,铜工业的采、选、冶工艺技术和装备水平不断提高,炼铜新工艺的创造和闪速熔炼新技术的引进,标志着中国铜工业已经步入现代化的发展轨道,为铜工业的进一步发展奠定了物质技术基础。
由于工农业的迅速发展,中国对铜的需求日益增多。自一九四九到一九八五年,铜的自给率仅为62%。因此,大力开发铜资源,创造条件发展铜工业,仍然是有色金属工业的战略目标之一。
新中国建立后,随着铜矿资源勘探工作的进展,国家对铜工业进行了大规模的基本建设,建成了中国最大的江西铜基地,安徽铜陵铜基地,湖北大冶铜基地,甘肃白银铜基地,山西中条山铜基地,东北地区以辽宁为主体的铜基地,以及云南由东川、易门、大姚、牟定等矿山和云南冶炼厂构成的铜基地。经过三十多年的建设,这7个铜基地形成了较大的生产能力,成为中国铜工业的主体。
一、东北铜基地
2009年06月05日11:20
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东北地区的工业基础较好,能源交通亦较发达,而且解放较早,一九四八年即开始了铜工业的全面恢复工作。
一九四九到一九五○年,东北地区先后有清源金铜矿、石嘴子铜矿、华铜铜矿、芙蓉铜矿以及天宝山铜铅锌矿等相继投产;沈阳冶炼厂也于一九四九年一月恢复生产,当年即生产铜1875吨。从此,中国在东北地区出现了第一个铜的采选冶联合生产基地,为以后铜工业的发展奠定了基础。
在恢复基础上发展起来的东北铜基地,不但先于全国其他地区,为新中国刚成立后的经济建设和国防建设提供了急需的铜金属,而且创造和积累了铜工业的生产技术和企业管理经验,培养了人才。在五十年代初有色金属工业大规模建设中,东北铜基地向全国有色金属工业,特别是铜的矿山、冶炼、加工、科研、设计、地质等部门输送了一大批管理和技术骨干,有力地支援了全国铜工业的迅速发展。
二、铜陵铜基地
2009年06月05日11:20
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安徽省铜陵有色金属公司的建设是继东北地区之后的第二个铜基地。铜陵地处长江下游,水陆交通方便,矿产资源比较丰富。铜陵有色金属公司所属矿山及铜陵市属的新桥矿铜储量大,并伴生硫、铁、金、银等多种元素。
早在一九五○年三月,华东工业部就确定铜官山矿区为重点开发区,五月组成华东工业部铜官山铜矿工程处,由袁慧灼任主任,田风任副主任,后又加派简根贤为总工程师;本着自力更生、艰苦奋斗的精神,首先建设铜官山铜矿。矿山于一九五二年六月建成出矿,九月选厂生产,在短短两年时间,形成日采选矿石400吨的生产能力。与矿山建设相适应的铜官山冶炼厂,于一九五一年四月破土动工,一九五三年五月一日投产;也是用两年时间,从设计到施工,从培训人员到投产,建成年生产能力为粗铜2000吨的冶炼厂。该厂在国内首先采用吸风式烧结机、鼓风炉及转炉的炼铜工艺与装备,使炼铜工艺向前跨了一大步。
在“一五”计划期间,矿山曾进行多次扩建。至一九五七年,铜官山矿日采矿石的能力达到3600吨,年产铜量达到10240吨,是“一五”计划期间第一个年产万吨铜的矿山;铜官山冶炼厂(现称一冶)粗铜的年生产能力也扩大到1万吨以上。
在铜官山矿区开发的基础上,逐步开展外围矿区建设,一九五七到一九七○年,先后建成铜山铜矿,井边铜矿,狮子山铜矿,凤凰山铜矿。
凤凰山铜矿是经过洪戈、张富民、杨世祥等专家到瑞典考察,然后根据凤凰山矿的矿床特点成套引进瑞典采选设备的矿山,六十年代是机械化程度较高的矿山,也是国内首先采用尾砂充填采矿法的矿山,投产三年多即已回收全部投资,是引进设备成功的矿山之一。
铜陵地区由于矿山的增加,以及进口铜料运输条件便利,于七十年代又建了一座冶炼厂。
铜陵有色金属公司是继东北地区之后,在华东地区又一个培养铜工业人才的基地。
三、白银铜基地
2009年06月05日11:20
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甘肃省白银有色金属公司的崛起,揭开了中国五十年代建设大型铜企业的序幕。
白银是铜硫均富的黄铁矿含铜类型的矿山,矿体厚、埋藏浅、储量大、大部分可以露天开采。开发白银是“一五”计划期间国家重点建设项目。一九五四年白银有色金属公司成立,黄罗斌任经理,组织领导白银铜基地的建设。
一九五五年二月十四日,国家计划委员会批准设计计划任务书,由苏联有色冶金设计院组织有关设计院承担设计任务,对露天矿的基建剥离工程采用大爆破的方案,组成大爆破工程队施工。一九五六年十二月三十一日成功地进行了世界上罕见的大爆破,即第三次爆破装药量9374吨(一、二次合计为6324吨),爆破岩石量达906万立方米,其中松动量为676万立方米,227万立方米抛掷到采场以外,大大缩短了矿山建设时间。
经过一九五七到一九五九年三年大规模的基本建设,白银有色金属公司的露天矿、选矿厂、冶炼厂等高速度、高质量地建成,比原计划提前一年投产。
白银有色金属公司露天矿于一九五九年十月一日出矿,冶炼厂也于一九六○年六月十四日投产,成为完整的采选冶联合企业。白银有色金属公司原设计能力为年产电解铜3万吨,由于全体职工的努力,进行技术改造,曾达到年产电解铜48620吨,一度是全国产铜最多的大型联合企业,经济效益也处于本行业前列。进入八十年代以来,由于露天采矿部分结束,要转到井下开采,铜的产量逐渐下降。白银铜矿是铜硫共生的富矿体,日出矿1万吨,选铜的尾矿含硫35%,尾矿即是硫精矿,一九七七年产量达205万吨,当时是中国国内产硫举足轻重的矿山。白银冶炼厂原采用反射炉流程,七十年代与西北矿冶研究所、北京矿冶研究院、北京有色金属研究院等单位合作共同创造了“白银炼铜法”,八十年代又与北京有色金属研究总院合作,进行富氧熔池熔炼的工业试验。
四、大冶铜基地
2009年06月05日11:20
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大冶位于湖北省黄石市。一九五二年五月成立了“阳新大冶铜矿地质勘探队”,开始勘探工作。一九五三年中南地质局在龙角山重新组成414地质队继续勘探;中南有色金属局在大冶成立新冶(阳新、大冶)铜矿筹备处,同年中央有色金属局设计公司开始进行新冶铜矿(龙角山)设计。一九五七年四月一日日采选矿石能力为600吨的新冶铜矿投产。接着,大冶有色金属公司进行了赤马山铜矿、铜山口铜矿的建设。赤马山铜矿设计规模为日产矿石750吨,一九五八年十月开始施工,一九六○年元月投产。铜山口铜矿也于一九五八年筹建,翌年五月鄂东地质队提交了铜山口铜矿的中间地质报告,由长沙有色冶金设计院设计,规模为日产矿石2000吨;动工不久,因国民经济调整,一九六一年停建。
根据大冶地区的矿产资源、地理条件和矿山建设等有利因素,一九五六年六月冶金部批准了《大冶炼铜厂设计任务书》。由北京有色冶金设计院设计,采用反射炉、转炉炼铜工艺。经过两年施工,于一九六○年四月投产,形成了大冶有色金属公司采选冶联合企业。
随着矿产勘探工作的进展和国民经济发展对铜的需要增加,一九六五年四月成立了大冶建设总指挥部,由北京有色冶金设计院、长沙有色冶金设计院、赣东北井巷公司、第十五冶金建设公司等13个单位共同参加大冶铜基地的建设,进行了铜绿山铜铁矿、丰山铜矿、叶花香铜矿的建设。一九七一年一月,铜绿山矿日采选矿石4000吨和叶花香矿日采选矿石500吨的生产能力同时投产;叶花香矿因地下水未能控制,于一九七八年停产;丰山铜矿于一九七三年一月日采选矿石3500吨的生产能力投产;铜山口铜矿于一九六七年修改设计,将采选规模改为每日3000吨,于一九八四年十月建成投产。这样,大冶铜基地的矿山日采选矿石能力达万吨以上。
大冶有色金属公司在狠抓矿山建设的同时,依靠自己的施工力量扩建冶炼厂,至一九八四年粗铜年产量已突破5万吨。
在提高铜采、选、冶生产能力的同时,大冶有色金属公司采取重大措施,进行资源综合利用,取得显著成绩。一九八○年八月年产硫酸6.5万吨的第一系列制酸工程建成投产;一九七七年十二月第二系列的6.5万吨硫酸工程又建成投产。为了延伸产品,年产25万吨的磷肥工程于一九七○年六月开工,一九七三年九月投产,装机容量为9000千瓦的反射炉余热发电工程也于一九八二年七月发电,还从反射炉及转炉的电收尘烟灰中,综合回收了铜、铅、锌、镉、铋等有价金属。
由于矿山建设周期比冶炼的建设周期长,大冶有色金属公司的冶炼能力大于选矿能力,选矿能力又大于采矿能力,因此自产铜矿石不能满足冶炼的需要,冶炼厂每年要购买部分进口铜原料。
五、云南铜基地
2009年06月05日11:20
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云南省有丰富的铜矿资源。云南铜基地包括东川、易门、大姚、牟定等4个矿区及云南冶炼厂。
(一)东川矿务局。
东川矿务局地处中国西南高山地区,海拔2000至3500米,山高坡陡,建设条件十分艰难。一九五一年五月至一九五三年二月,云南省人民政府组织了4万多民工,经一年又十个月,历尽艰辛,修通了云南省第一条长达238公里的矿山公路,一九七○年又修通了99.8公里的矿区铁路支线,为东川矿区的开发打开了通道。
在崇山峻岭中,开采分散的矿体后,集中处理还是分散处理矿石是一个重大课题。当时苏联专家建议采用索道运输矿石、集中建设选矿厂的方案,但由于集中建选矿厂的工程量和所需投资均较大,客观条件不具备,一九五七年冶金部的领导王鹤寿、吕东等到现场调查,作出了缩短运矿距离、分散建选矿厂的决策,然后由北京有色冶金设计院提出多种设计方案进行比较,选择了最优方案,加快了建设速度。
因民及烂泥坪两矿于一九五八年开始建设,设计生产能力分别为日采矿石3300吨和800吨,一九六○年下半年开始试车生产。落雪矿也于一九六九年及一九七○年分两期先后建成日采选矿石3000吨和3500吨的生产能力。铜精矿用管道输送,管道长16公里,高差2300米,投产后生产正常。实践证明,在复杂的地形条件下,该项技术是成功的。马柱硐矿露天开采于一九七一年建设,至一九七七年投产,日采选矿石1700吨。
东川的汤丹铜矿储量占东川矿区的三分之一。其矿石性质和铜矿物的嵌布特殊,是国内外罕见的钙镁型难选氧化铜矿,氧化率高达77.53%,其中结核铜局部达到32%。东川矿务局中心试验所与中国科学院化工冶金研究所作过多种方案研究,如浮选与浮选尾矿氨浸、原矿加压氨浸。前者于一九六四年完成日处理10吨矿石的中试、铜的回收率为86.42%,后者于一九六九年建成日处理矿石100吨的氨浸厂,经一九七一年联动试验,铜的浸出率达93—94%。其后,东川矿务局中心试验所还试验了氨浸——硫化沉淀——浮选流程,于成不变年六至八月进行联动试验,铜矿原矿品位为0.63%,回收率为85.57%,精矿品位达18.16%。
(二)易门铜矿。
易门铜矿是紧连东川矿区建设的一个大型铜矿,一九五七年由北京有色冶金设计院设计,日采选能力为4400吨,于一九六○年投产。
一九六六年建成日采选矿石500吨的里士矿,一九七○年建成日采选矿石1000吨的七步郎矿,一九七七年建成日采选矿石1800吨的狮子山矿。这样,易门矿便形成日采选矿石7100吨的综合生产能力。六十年代,矿山总结实践经验,根据矿体岩石异常破碎的情况,实行强掘、强采、强出,使矿山达到稳产和高产。
(三)大姚铜矿。
大姚铜矿是一九五八年发现的,是一个砂岩含铜矿体,含铜品位为1.38%,氧化矿占30%,设计规模为日采选氧化矿1500吨,硫化矿3000吨,共为4500吨。矿石含银品位高,经济效益好。
(四)牟定铜矿。
牟定铜矿,也是砂岩含铜矿体,一九六六年开始建设,一九七三年七月一日投产,设计规模为日采选矿石1500吨。
(五)云南冶炼厂。
云南冶炼厂是第一个五年计划确定的项目,设计任务所定的产品方案和生产能力为年产电解铜6万吨,硫酸9万吨,用电炉熔炼。一九五八年九月主体工程破土开工,一九六○年十月建成第一期工程,以后又经过多次扩建。
六、中条山铜基地
2009年06月05日11:20
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中条山铜基地位于山西省垣曲县,包括胡家峪、蓖子沟和铜矿峪等矿和中条山冶炼厂。
新中国建立后,一九五一年即开始对该地区进行地质勘探工作,找到了一个大型铜矿资源。一九五六年成立中条山有色金属公司,并由北京有色冶金设计总院负责设计,孙倬任设计总负责人。一九五八年一月,铜矿峪、胡家峪和蓖子沟3矿先后开始建设。一九六○年二月胡家峪铜矿投产,蓖子沟铜矿于一九六四年五月一日正式投产。一九六六年中条山铜基地年产精矿含铜20053吨,创该公司的最高铜产量记录。到一九六六年底,胡家峪矿和蓖子沟矿已具备日采选矿石3000吨的生产能力。
铜矿峪铜矿是一个呈细脉浸染状的变质斑岩型铜矿,原设计年产矿石400万吨。由于上部是氧化矿,矿石含铜品位不高,且受到投资的限制,故自一九五八年建设以后,曾两次停、缓建。到一九八五年,坑内各系统建设已基本完成,选厂也已形成日处理矿石8000吨的生产能力,并且使用从美国引进的矿块崩落法采矿工艺进行技术改造。
一九六六年,中条山铜基地的冶炼厂开始建设,采用密闭鼓风炉冶炼工艺,一九七○年十月投产,又经改建,年生产能力为13000吨。
七、江西铜基地
2009年06月05日11:20
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江西铜储量居全国之冠,占全国铜的工业储量的三分之一。一九七八年国家把江西铜基地列为国家重点建设项目之一。
一九七九年七月,成立江西铜基地总指挥部和江西铜业公司。江西铜业公司下属6个矿山和1个贵溪冶炼厂。6个矿山是:德兴、永平、武山、东乡、城门山和银山矿,其中城门山铜矿尚未开发。
(一)德兴铜矿。
德兴铜矿是一个特大型斑岩铜矿,包括铜厂、富家坞、朱砂红3个矿区。德兴矿体埋藏较浅,实行露天开采,剥采比仅为1.86,开采成本较低。
德兴铜矿也是经历由小到大的建设过程。一九五八年筹建时,首先进行北山坑采。经两上两下的曲折历程后,于一九六二年正式恢复建设,至一九六五年七月一日形成日采选矿石2500吨生产能力。后经改造扩建,于一九六九年达到3500吨规模。一九六七年又建南山露天采场和扩建选厂,一九七一年形成日采选矿石6400吨的生产能力。此时日采选总能力已近万吨。后来,全部转为南山露天开采。一九八一年至一九八四年七月自筹资金建设,扩大了日采选矿石5000吨的生产能力,使全矿总采选能力达到15000吨。一九八三年开始二期工程建设,新建一个日采选能力为15000吨的二选厂。
(二)永平铜矿。
永平铜矿是一个大型含铜黄铁矿型矿床,设计规模为日采选矿石1万吨。一九八○年开始建设,一九八五年四月二十三日建成投产,年产铜1.8万吨,硫精矿90万吨。
(三)武山铜矿。
武山铜矿有南北两个矿带。一九六六年开始北矿带建设。由于十年动乱的影响,直至一九八四年底才建成投产,又由于许多复杂的技术问题,一九八五年尚未达到日采选矿石1200吨的设计能力。
(四)东乡铜矿。
东乡铜矿于一九六六年建设,设计能力为日采选矿石2000吨,其中铜1200吨,铁800吨,也因十年动乱的影响,至一九七九年才建成投产。建成后发现铁矿开采十分困难而停止,一九八五年铜矿的开采也未达到设计能力。
(五)贵溪冶炼厂。
贵溪冶炼厂位于浙赣铁路与皖赣铁路交会的江西省贵溪县,是从日本住友公司和芬兰奥托昆普公司全套引进闪速熔炼技术和装备的炼铜厂,具有世界上七十年代末的先进技术水平,自动化程度较高,劳动条件及环境保护较好,能耗较低。其100吨转炉是中国铜工业系统的最大设备。第一期工程已于一九八五年建成,年产粗铜能力为9万吨,副产硫酸34万吨。
除以上介绍的7大铜基地外,广东的石铜矿是含铜较富的矽卡岩型铜矿,因结核氧化铜高,故采用一段离析法处理,日出矿石2000吨,也是年产万吨铜的矿山。河北的寿王坟铜矿是“一五”计划的重点建设项目,日采选矿石2000吨,后扩建到3500吨。该矿曾是机械化试点矿山,吊罐掘进天井曾处于领先地位。甘肃省金川铜镍矿是铜、镍、铂族共生的矿山,日采选矿石7000吨。湖南的宝山铜矿,是铜、铅、锌、钼共生矿,日采选矿石2500吨。山东的福山铜矿,曾是矿山机械化的样板,在该矿召开过全国有色矿山机械化现场会。还有吉林省的通化铜矿与临江铜矿,以及安徽省的琅琊山(滁县)铜矿、月山铜矿等。
新中国成立前,中国唯一的冶炼铜精矿、生产粗铜的沈阳冶炼厂,采用烧结锅——鼓风炉——真吹炉生产流程。新中国成立后建设的第一个铜冶炼厂——铜官山冶炼厂选择了烧结机——全水套鼓风炉——卧式转炉工艺流程,比沈阳冶炼厂的生产流程,在机械化程度上和劳动保护上,都有较大的进步。
随着铜矿建设的迅速发展,大冶、白银、云南3个冶炼厂,在一九六○年先后建成投产。根据矿石性质、能源条件,分别采用了反射炉、电炉生产流程。
六十年代初,日本四阪岛冶炼厂的“百田法”传入中国,这种工艺后来得到了推广。
七十年代,白银有色金属公司在原有一步炼铜试验的基础上,创造了“白银炼铜法”,并于一九八○年取代了反射炉熔炼。
五十年代后期,北京矿冶研究院、铜陵有色金属公司等曾对难选氧化铜矿进行了离析法的试验研究。
广东省石 铜矿和大冶有色金属公司的铜绿山铜矿,均作过采用回转窑直接加热一段离析法工艺的试验。石铜矿还采用日处理量为2000吨氧化矿的离析窑——浮选——反射炉熔炼的生产装备,于一九七六年正式投产。多年的生产实践证明,一段离析法工艺是处理石氧化铜矿类型矿石的有效方法,为中国氧化铜矿的开发利用增加了新的途径。
江西铜业公司贵溪冶炼厂第一期工程于一九八五年年底投产。贵溪冶炼厂的建成,对发展中国铜工业,提高铜冶炼生产装备水平,都有重要意义,标志着中国炼铜工业在现代化道路上前进了一步。
新中国成立时,全国没有一家湿法炼铜工厂。五十年代末期,北京有色金属研究院等单位开展了湿法炼铜工艺的研究。经过几年的努力,取得了较大的进展。一九六四年在广东马坝建成了中国第一座湿法炼铜厂,采用沸腾焙烧——酸浸——电积流程。随后,按此流程陆续建起10多家小型工厂。云南东川汤丹的难选氧化矿加压氨浸——固液分离——加压蒸馏流程,在日处理100吨规模的中间工厂试验中取得了较好的结果。采用还原焙烧——常压氨浸流程处理含铜尾矿的试验也获得成功,并应用于云南个旧火谷都日处理500吨矿的氨浸厂。这些湿法炼铜厂生产规模都很小,生产成本较高,经济效益差,除少数厂尚在继续生产外,大多数厂已相继转产或关闭。
到八十年代,在中国的铜熔炼工艺中,就生产能力而论,鼓风炉熔炼流程仍占有较大的比重,如表。
现将各种熔炼工艺的冶炼厂发展情况分述如下:
(一)鼓风炉熔炼工艺的发展。
沈阳冶炼厂在解放后,仍沿用烧结锅、鼓风炉、真吹炉工艺流程,于一九四九年一月十四日点火开炉。
鼓风炉对原料的适应性强,设备简单,投资少,操作技术容易掌握,生产能力可大可小,热效率高。因此,新中国成立后建设的第一个冶炼厂——铜陵有色金属公司第一冶炼厂,就采用了鼓风炉熔炼工艺。随着原料供应量的增长,铜陵第一冶炼厂进行了多次改造、扩建、把鼓风炉的炉床面积由最初的3.6平方米逐步扩大到10.5平方米。各项技术经济指标也显著提高。特别是炉床能力指标,由投产初的49.36吨/平方米·日,提高到一九六六年的123.31吨/平方米·日。鼓风炉熔炼工艺的主要缺点是出炉烟气中二氧化硫浓度低,难以回收,造成环境污染。
正当人们寻求解决环境污染途径的时候,日本的密闭鼓风炉熔炼工艺——“百田法”传入中国。
密闭鼓风炉炼铜工艺是在敞开式鼓风炉熔炼工艺的基础上,利用原有设备进行技术改造,采用中间料斗加料,并应用经过混捏的湿精矿实行密封,减少炉口漏风,提高烟气中二氧化硫浓度。它既保留了传统鼓风炉炼铜工艺中一次获得贫渣的优点,又具有新的炼铜方法中烟气可以制酸的特点。一九六六年,北京有色冶金设计总院与常州冶炼厂合作进行了密闭鼓风炉工业试验,为中条山冶炼厂的设计提供了可靠的数据。同年,沈阳冶炼厂、富春江冶炼厂等,先后进行了密闭鼓风炉工业试验。沈阳冶炼厂在4.5平方米密闭鼓风炉试验成功后,于一九六九年建成10平方米密闭鼓风炉两座和干法净化制酸系统。沈阳冶炼厂、常州冶炼厂、富春江冶炼厂对密闭鼓风炉熔炼工艺从工业试验到生产实践,不断探索,不断改进,为中国应用密闭鼓风炉炼铜提供了经验。之后,山西的中条山,福建的邵武,山东的烟台,安徽的铜陵,湖南的常宁,都纷纷筹建密闭鼓风炉炼铜厂,到一九八二年,中国已有大小密闭鼓风炉12座。另外,铜陵有色金属公司第一冶炼厂的敞开式鼓风炉,也于一九八五年开始着手改造为密闭鼓风炉。
(二)密闭鼓风炉富氧熔炼初见成效。
密闭鼓风炉炼铜工艺的出现,使鼓风炉有了新的生机。但是,生产实践表明,密闭鼓风炉熔炼工艺也存在一些缺点,主要是炉子焦点不集中,炉温低,炉床能力低,脱硫率低,冰铜品位不高,烟气中二氧化硫浓度也偏低。为了克服密闭鼓风炉熔炼工艺的这些缺点,冶金工作者做了许多努力,其中效果较好的是富氧熔炼。首先是福建的邵武冶炼厂,于一九七八年至一九八○年在1.5平方米的密闭鼓风炉上进行试验。尔后,铜陵有色金属公司第二冶炼厂安装的3200立方米/小时制氧机于一九八五年年底建成,即在一座10.5平方米密闭鼓风炉上进行了为期两个多月的富氧熔炼工业试验。此后,即转入生产,并取得较好成绩。两厂试验时氧浓度分别为24.4%和30.5%,获得的指标和空气熔炼比较,炉床能力分别提高33.32%和45.88%;焦率大幅度降低,分别达到6.68%和6.46%;烟气中二氧化硫浓度成倍增长,脱硫率和冰铜品位也都明显提高。
密闭鼓风炉八十年代以来担负着中国粗铜产量三分之一以上的冶炼任务,今后一段时间内仍将是中国粗铜冶炼的重要方法之一,而在原有密闭鼓风炉上实行富氧熔炼又比较简单易行,不需长时间停炉改造,因此,邵冶、铜陵二冶两厂富氧熔炼的试验,具有重要的现实意义。
(三)技术革新成绩显著。
1.提高机械化程度,减轻体力劳动。三十多年来,沈阳冶炼厂、铜陵一冶等厂对鼓风炉熔炼从备料、上料到产品的运输手段,经过不断改革,都实现了机械化、半机械化,彻底消灭了手推肩抬的笨重作业。
2.采用大风熔炼,强化生产。铜陵一冶在一九五八年到一九五九年期间,加大送风量,焦炭燃烧迅速,鼓风炉的熔矿能力大大提高,炉床能力最高达到185吨/平方米·日,月平均(1959年12月)也达到150吨/平方米·日。
3.扩大前床容积,降低渣含铜。铜陵一冶原料含难熔成分较少,熔点低,而敞开式鼓风炉熔炼焦点集中,熔融产物(冰铜和炉渣)能够得到较好的过热,允许炉渣在前床中停留较长的时间。铜陵一冶的工程技术人员摸索到这个规律后,毅然于一九六五年将10.5平方米鼓风炉的前床扩大至60立方米,使炉渣得到较充分的澄清,弃渣含铜显著降低。一九六五年以前,渣含铜年平均为0.355%,而一九六六至一九八三年,渣含铜平均仅为0.289%。
四十年代,铜矿选矿技术已很发达,世界上大型火法炼铜厂大多采用反射炉熔炼工艺。
白银冶炼厂是苏联援助中国的156项重点工程之一,由苏联设计并提供全套技术装备。原设计生产流程为:铜精矿沸腾炉焙烧——电炉熔炼——转炉吹炼。因当时西北地区电力资源尚未开发,考虑到电力供应紧张,而且白银铜精矿不属于难熔物料,遂由北京有色冶金设计总院将电炉熔炼改为反射炉熔炼。与此同时,大冶冶炼厂也于一九五六年开始进行反射炉熔炼流程的设计。
大冶、白银冶炼厂同时于一九五八年动土兴建,一九六○年建成。由于当时铜精矿半氧化沸腾焙烧操作技术尚不够成熟,焙烧矿运往反射炉的设施也不够完善,以及劳动条件恶劣等,大冶冶炼厂放弃了沸腾焙烧工序,采取了铜精矿直接投入反射炉的生精矿熔炼法。白银冶炼厂则采取了将部分铜精矿进行全氧化沸腾焙烧,同生精矿混合后投入反射炉的混合矿熔炼法。这两个冶炼厂投产后的第三年,反射炉熔炼流程生产的粗铜量,便占全国总产量的21%,到一九六六年,又跃升到51.5%。随着原料来源的增加,白银冶炼厂于一九六八年将反射炉床面积扩大至210平方米,大冶冶炼厂也经历多次改造,至一九七五年,炉床面积扩大至270平方米,生产能力翻了一番。
中国的冶金工作者对反射炉炉顶结构、炉底砌筑、加料系统、放铜方法进行了许多改进、革新,取得很大的成效,但仍未能解决炉床能力低、脱硫率低、燃料消耗大,以及烟气中二氧化硫浓度低的问题,环境污染仍很严重。随着能源节约与环境保护的要求越来越高,在世界范围内,反射炉熔炼工艺在火法炼铜中的地位发生动摇。新建冶炼厂多采用闪速熔炼法,老厂也对反射炉进行了技术改造。
白银冶炼厂的反射炉,已于一九八○年改造为白银炉。自从白银冶炼厂的反射炉被白银炉取代以后,反射炉熔炼流程所产粗铜量在中国铜产量中的比重下降,一九八五年已降到20.47%。
白银炉熔炼铜精矿生产冰铜的方法,是中国结合国情创造的一种新的熔炼工艺。一九八○年荣获国家发明二等奖。
白银有色金属公司早在一九六六年便开始进行一步炼铜的试验研究工作,一九七二年转入液态鼓风熔炼的试验,由冶炼工程师陈百其、谭湘庭、金锡根、毛月波等负责,在北京有色金属研究总院、北京矿冶研究总院及白银矿冶研究所等单位的协助下,逐个攻关,于一九七六年由半工业试验转入工业试验,并于一九七九年通过技术鉴定,命名为“白银炼铜法”。一九八○年八月,白银有色金属公司即用此工艺取代了反射炉熔炼。
白银炉与反射炉熔炼相比,前者生产能力大,燃料消耗低,烟气中二氧化硫浓度高,可以用来制酸,消除环境污染。白银炉熔炼作为一种炼铜新工艺,也存在一些缺点,如炉床能力不高,熔炼区温度偏低,炉寿命不长,渣含铜偏高等,白银有色金属公司和有关单位还在逐步改进、完善。
中国只有云南冶炼厂采用电炉熔炼铜精矿。一九五八年由北京有色冶金设计总院设计,一九六○年第一台电炉及备料系统建成投产。一九七○年又建成第二台电炉。该厂处理的铜精矿中氧化钙与氧化镁的含量高,而含铁、硫都很低,为难熔物料,故设计采用电炉熔炼。昆明地区燃料供应条件较差,而电力较为充足,适于采用电炉熔炼工艺。该厂在多年生产实践中改进了备料系统,电极密封,改变变压器接线方式以提高电炉功率,降低电耗,并改进了操作方法,取得了良好技术经济效益。
闪速熔炼是现代有色冶金领域内崛起的一项强化熔炼技术。由于它具有生产能力大、燃料消耗少、环境保护好、装备水平高等优点,因而在国外炼铜工业中得到广泛采用。
承担江西铜基地冶炼厂设计任务的南昌有色冶金设计研究院,一九七六到一九七八年在常州冶炼厂的直径2000毫米的闪速熔炼炉做了半年工业试验,虽取得了较好的成果,但对大型的闪速炉炼铜工厂的设计,尚感经验不足,且缺乏大型的工艺设备和较高的机械化、自动化装置的资料。
一九七八年,冶金部成套引进闪速熔炼技术、设备建设贵溪冶炼厂。该厂投产后通过性能考核,各项指标均达到了设计要求。生产实践证明,贵溪冶炼厂引进闪速熔炼工艺是合理的,实际生产技术指标是比较先进的。它的主要特点是:
(一)环境保护好。由于熔炼过程的强化,烟气中二氧化硫浓度高,采用两转、两吸法制酸,转化率达99.5%,硫的利用率也在95%以上。
(二)能源消耗低。由于闪速熔炼过程的强化,脱硫率很高,能充分利用铜精矿本身的化学反应能而大幅度减少补充的燃料。闪速炉和转炉都设余热锅炉回收余热,产出饱和蒸汽过热后用以发电,年发电量约8.6亿度,相当于该厂生产用电量的55%左右。扣除余热锅炉回收的热量,则每吨铜阳极的综合能耗还不到1000公斤标准煤。
(三)设备大型化。仅用一座闪速炉和一个系列的制酸设备,年产粗铜9万吨,硫酸34万吨。反应塔外径为7.59米的闪速炉,日处理精矿在1100吨以上,处理闪速炉烟气用的电收尘器有效断面达126平方米。吹炼冰铜用的卧式转炉为100吨级,二氧化硫鼓风机小时处理量达18万标准立方米,制酸转化器直径为12.5米,各种塔的直径也在6.8—8.0米之间。
(四)装备水平高。工厂主要生产设备自动化程度高,冶炼和制酸系统的主机设备分别由中央控制室集中控制,自动调节生产过程中的各个环节。
新中国成立初期,冰铜吹炼的工艺、装备都很落后。当时唯一吹炼冰铜生产粗铜的沈阳冶炼厂,是用“真吹炉”吹炼的,每炉次只产粗铜1吨左右,生产能力小,寿命短。最初是泥炉子,一般生产1炉就拆掉。后改用镁砖筑炉,炉寿命虽稍有提高,但劳动强度很大,劳动条件差的问题没有解决。新中国成立后,在安徽铜陵建设的铜官山冶炼厂,首先采用卧式转炉进行冰铜的吹炼。以后各冶炼厂都相继推广,从最初铜陵第一冶炼厂的5吨小转炉发展到现在白银、大冶,云冶等厂的50吨转炉。贵溪冶炼厂从日本引进的是100吨级卧式转炉。
富春江冶炼厂由于冰铜量少、用转炉吹炼有困难而采用了连续吹炼炉。这种炉子是固定式的。尔后,一九七○年、一九七一年筹建的小型冶炼厂,如福建的邵武冶炼厂、山东的烟台冶炼厂,相继采用了这种连续吹炼炉。
三十多年来,中国在冰铜吹炼技术上有不少进步,如粗铜质量、直接回收率较高,铜陵冶炼厂技师邵文祥创造的捅风眼机降低了劳动强度等。主要不足之处是镁砖消耗较大。
新中国成立后,国家首先恢复和改造原有铜精炼厂,如沈阳、上海、昆明和重庆冶炼厂。一九五二年以后,又先后在天津、北京、白银、昆明、太原、株洲、武汉、芜湖、常州及洛阳等地建成一批铜精炼厂,在五十年代至六十年代初相继投产。一九六六年,新建的云南冶炼厂精炼车间投产。一九六七年以后,先后在金川、黄石、赣州、莱芜、通化、德兴、烟台、邵武等地建成一批小精炼厂,使电铜生产能力又有所提高。到一九八五年,全国电铜产量比一九四九年增长了141倍。
中国的大型铜精炼厂分布在昆明、沈阳、上海、太原、天津、武汉、重庆等大城市和白银、芜湖、洛阳、株洲、常州等中等城市。这些城市大多既是粗铜生产地、进口粗铜到岸地或杂铜的集中地,又是电铜的消耗地,铜加工工业较发达。上述12个城市的12家冶炼厂,一九八五年的电铜产量都超过1万吨,其总产量达全国总产量的85%,是中国铜精炼生产的主体。
中国铜精炼炉的容量,大厂已扩至80—150吨,其中以100吨左右的较多。安装在贵溪冶炼厂的回转式精炼炉,容量为240吨。
中国铜精炼厂固体铜料的加料方法有很大改进。六十年代中期以前,多数厂用人工加料,劳动强度大,加料速度慢。一九六七年,上海冶炼厂的1.5吨桥式加料机投入使用以后,其他厂也陆续采用加料机。到八十年代,中国铜精炼厂使用的加料机,除桥式加料机外,还有地面加料机、地面加料车等。此外,阳极板的脱模、冷却、取板、堆板等操作,在多数大、中型厂已实现机械化。
新中国成立以来,由于生产规模的扩大,技术改造的实施和操作水平的提高,中国火法精炼厂的技术经济指标有了很大的提高。例如,上海冶炼厂阳极炉的炉床能力由一九五四年的2.42吨/平方米·日,提高到一九八○年的8.49吨/平方米·日,回收率由97.39%提高到99.93%。云南冶炼厂阳极炉的炉床能力,一九七六年仅2.39吨/平方米·日,到一九八○年提高到6.60吨/平方米·日。
三十多年来各精炼厂在火法精炼的许多方面进行了改进,主要是:在阳极炉中用重油代替木材进行还原;在阳极炉中处理高杂质铜料产出合格产品;杂铜鼓风炉造高钙渣降低了渣含铜;使用了喷流式空气预热器;用浓差电池快速测定铜中含氧量;改进了直线式浇铸机等等。
(一)工艺技术有所创新。
1.上海冶炼厂用“高电流密度、短极距”工艺强化生产,提高电铜产量。
2.在种板生产中采用中性隔离剂,使铜始极片机械化操作和剥离的工效提高数倍。
3.改进复合添加剂(硫脲、干酪素等复合添加剂与胶组合添加),产出表面非常光滑平整、结晶致密的优质电解铜。
(二)装备水平明显提高。
六十年代后,上海、沈阳等厂已先后推广采用电铜翻板机等设备,代替人工操作。七十年代后,沈阳、广州、上海等厂已先后采用吊耳制作、始极片平整加工装置、阳极矫耳排列等联动机组。
(三)技术改革取得成效。
1.在铜电解精炼中应用钛列管和板式加热器,提高了传热效率,延长了使用寿命,安装维修也较方便。
2.在始极片生产中推广钛种板,有利于提高电铜质量和剥片的机械化。
3.采用高测准率(达95—100%)的“舌簧”短路检测器,对加强槽面管理发挥了显著作用。
(四)技术经济指标显著提高。
随着生产的发展和技术水平的提高,中国铜电解精炼工业的技术经济指标有很大的进步。例如上海冶炼厂电解精炼的回收率一九五四年是99.45%,一九八三年提高到99.9%;电流效率,一九五四年为97.88%,一九八三年提高到98.12%;交流电耗一九五四年高达每吨564度,一九八三年降低至每吨303.7度。
铜精矿中伴生着多种其他有色金属,特别是稀有金属、贵金属和其他有价元素,如硫、铅、锌、镍、钴、铋、镉、铟、砷、硒、碲、锗、铼和金、银、铂、钯、铑等等。这些元素在冶炼过程中逐步得到富集,为综合利用资源提供了物质基础。
新中国成立初期,在冶炼过程中生成的二氧化硫没有回收利用,直到六十年代各铜冶炼厂才逐步配套了制酸设备,出现了稀酸洗涤、热浓酸洗涤的净化工艺流程及干法净化制酸等工艺。一九八五年铜冶炼烟气产酸59万吨,冶炼厂硫的利用率达到60%左右,基本上控制了对环境的污染。
贵溪冶炼厂引进的制酸设备,装备水平高,指标先进,硫的利用率达到95%以上。
(一)电收尘器烟灰的综合利用。
铜原料中伴生的有价元素,大多富集于转炉电收尘器的烟灰中。各冶炼厂根据各自的烟灰成份,通过试验研究,探索到具有自己特点的综合利用工艺流程。
云南冶炼厂一九七一年开始进行转炉烟灰综合利用的试验工作。一九七三年建成年处理能力为100吨的扩大试验设施。一九七八年转炉电收尘器投产后,随着烟灰量的不断增加,设备多次扩建。一九八四年烟灰的处理量已接近1500吨。
大冶冶炼厂对转炉电收尘器烟灰的综合利用试验,是从一九六四年开始的。一九七○年建成综合利用车间,日处理能力4吨。从一九七九年起,转炉电收尘器烟灰全部进行处理,每年1100—1300吨,产出海绵铜20—30吨(金属量),海绵镉达3吨(金属量),铅铋合金250—300吨,硫酸锌450—500吨。总经济效益为年获利40—50万元。各种金属回收率分别为:铜75—80%,锌72—78%,镉40—45%,铅65—75%,铋85—93%。
铜陵有色金属公司对烟灰的综合利用,起步较早,但进展不快。直至一九七八年以后才在处理第二冶炼厂转炉电收尘器烟灰及转炉与鼓风炉混合电收尘器烟灰的试验上取得较好成绩。其工艺是采用萃取剂从浸出液中萃取分离铟、铋、锌、镉和铜,并分离主要杂质铁;采用湿法分离铅、铋。该工艺灵活性大,综合利用好,金属回收率高:铜90.96%,锌91.78%,铟70.87%,镉77.49%,铋92.75%,铅98.40%。
(二)阳极泥的综合利用。
铜电解精炼过程中,贵金属富集于铜阳极泥。中国生产的黄金、白银,大部分是从处理铜阳极泥得到的,还从铜阳极泥中提取出铂、钯等贵金属。阳极泥中含有的硒、碲等,均得到较好的回收。
在铜熔炼过程中产出大量炉渣(每产1吨粗铜约有3—8吨炉渣)。沈阳冶炼厂积极开展熔炼渣利用试验研究工作。如制渣砖、渣绵等。其他冶炼厂也千方百计将炉渣利用起来,如用于水泥砂浆中代替黄砂,水泥厂用作水泥矿化剂。沈阳冶炼厂及铜陵有色金属公司的第一、二冶炼厂等还将鼓风炉渣加工成一种高性能除锈用砂,是船舶修造工业喷砂除锈的良好除锈剂。
白银、大冶、中条山和铜陵等有色金属公司都采用选矿法处理废镁砖,回收其中的铜及贵金属。铜陵有色金属公司于一九八四年及一九八五年,将两个冶炼厂多年堆积的1万多吨废镁砖采用浮选法进行处理,产铜精矿含铜500多吨,金10多公斤,银400多公斤。铜陵第一冶炼厂在六十年代开始利用废镁砖生产高纯度的优质硫酸镁,产品畅销,并有部分出口。一九八三年,该厂又一座年生产能力为1000吨硫酸镁的车间投产。
中国是世界上较早生产铅锌的国家。中国铅锌资源丰富,已探明储量居世界前列,而且铅锌矿物具有锌含量高于铅含量的特点。在锌的消费量日益增加,锌的价格不断提高的形势下,中国发展铅锌工业具有一定的资源优势。
中华人民共和国建立以来,铅锌工业和整个有色金属工业一样,在极其薄弱的基础上,经历了艰难曲折的发展历程,形成了以大型企业为骨干,大中小相结合,采、选、冶成龙配套的比较完整的生产体系。
三十六年来,铅锌生产规模不断扩大,特别是中共十一届三中全会以后,生产发展更快。一九八五年,全国铅锌总产量合计为52.87万吨,占全国有色金属总产量的三分之一;比新中国建立前最高年产水平增加33倍;比中华人民共和国建立初期,国民经济恢复后的一九五二年增加30倍;比中共十一届三中全会召开前的一九七六年增加1倍多。至一九八五年底,全国拥有铅锌年采选矿石能力1000多万吨,年提供铅锌金属含量能力65万吨,冶炼纯金属年生产能力55万吨。铅锌产量发展情况见图。
三十六年来,铅锌工业生产技术水平发生了重大变化。原始落后的生产工艺和设备已被比较先进的生产工艺和设备取代,代表世界先进水平的生产技术和装备,正在一些企业推广应用或被新建企业所采用。综合利用水平有较大提高;在铅锌生产的同时,已能回收20多种其他金属、非金属及矿物产品。环境污染及劳动条件都得到很大改善,能源消耗及其他技术经济指标正在接近或已经达到国际水平。
三十六年来,中国的铅锌工业虽然取得了较大发展,但铅锌产品仍满足不了国民经济各部门日益增长的需要,特别是金属锌进口量逐年增长。铅锌生产工艺、装备水平和管理水平与世界先进国家相比,还有一定差距,铅锌企业的经济效益也比较低。
铅锌工业现状
中国铅锌资源十分丰富,铅锌矿储量大,矿床及矿石类型齐全,伴生组分繁多,矿产地广泛分布于全国各省、自治区。
新中国建立以后,截至一九八三年底,中国先后评价和勘探了616处铅锌矿产地,其中铅锌矿点438处,伴生矿点178处。它们所保有的铅锌金属总储量居世界前列,并且分布较为集中,有利于开发利用。
中国生产铅锌矿石和铅锌金属的企业遍布全国。至一九八五年铅锌企业总数已达250多个,其中采选企业160多个,冶炼企业90多个。在这些企业中,年产铅锌金属含量万吨以上的铅锌矿山有15个,年产铅锌金属千吨以上的冶炼企业有30多个。以这些企业为骨干,采选冶成龙配套,形成了东北、湖南、两广、云南、西北五大铅锌生产基地。一九八五年,五大铅锌生产基地的铅产量已经占全国总产量的86.4%,锌产量已经占全国总产量的94.7%。
(一)东北铅锌生产基地。
东北地区是中国开发较早的铅锌生产基地之一。五十年代初期,东北地区的铅产量占全国铅产量的80%以上。在新中国建立后的三十六年中,东北铅锌生产基地在全国的铅锌生产中始终处于重要的地位。一九八五年,东北铅锌产量占全国铅锌总产量的26.4%,其中铅占全国铅产量的24.6%;锌占全国锌产量的28.2%。
东北铅锌生产基地以七矿二厂为主。七矿为青城子铅矿、柴河铅锌矿、八家子铅锌矿、桓仁铅锌矿、杨家杖子矿务局、西林铅锌矿和天宝山铅锌矿,二厂为沈阳冶炼厂和葫芦岛锌厂。
沈阳冶炼厂的铅锌生产设备经扩建与改造,生产规模不断扩大。一九八五年已具有粗铅5万吨、电铅6万吨、电锌2.2万吨的生产能力。
葫芦岛锌厂是以生产精锌为主的综合性有色金属冶炼企业,新中国建立后生产不断发展。一九八五年主要产品年生产能力为:蒸馏锌6.5万吨,精馏锌5.5万吨,硫酸18.5万吨。
新中国建立三十六年来,七矿二厂的发展不但使东北地区的铅锌生产日益发展,并为全国新建的铅锌企业输送了大批具有实践经验的技术、管理人员和工人,有力地支援了其他地区铅锌工业的发展。
(二)湖南铅锌生产基地。
湖南省是建国后建设发展起来的最大的铅锌一、丰富的资源和生产规模
中国铅锌资源十分丰富,铅锌矿储量大,矿床及矿石类型齐全,伴生组分繁多,矿产地广泛分布于全国各省、自治区。
新中国建立以后,截至一九八三年底,中国先后评价和勘探了616处铅锌矿产地,其中铅锌矿点438处,伴生矿点178处。它们所保有的铅锌金属总储量居世界前列,并且分布较为集中,有利于开发利用。
中国生产铅锌矿石和铅锌金属的企业遍布全国。至一九八五年铅锌企业总数已达250多个,其中采选企业160多个,冶炼企业90多个。在这些企业中,年产铅锌金属含量万吨以上的铅锌矿山有15个,年产铅锌金属千吨以上的冶炼企业有30多个。以这些企业为骨干,采选冶成龙配套,形成了东北、湖南、两广、云南、西北五大铅锌生产基地。一九八五年,五大铅锌生产基地的铅产量已经占全国总产量的86.4%,锌产量已经占全国总产量的94.7%。
(一)东北铅锌生产基地。
东北地区是中国开发较早的铅锌生产基地之一。五十年代初期,东北地区的铅产量占全国铅产量的80%以上。在新中国建立后的三十六年中,东北铅锌生产基地在全国的铅锌生产中始终处于重要的地位。一九八五年,东北铅锌产量占全国铅锌总产量的26.4%,其中铅占全国铅产量的24.6%;锌占全国锌产量的28.2%。
东北铅锌生产基地以七矿二厂为主。七矿为青城子铅矿、柴河铅锌矿、八家子铅锌矿、桓仁铅锌矿、杨家杖子矿务局、西林铅锌矿和天宝山铅锌矿,二厂为沈阳冶炼厂和葫芦岛锌厂。
沈阳冶炼厂的铅锌生产设备经扩建与改造,生产规模不断扩大。一九八五年已具有粗铅5万吨、电铅6万吨、电锌2.2万吨的生产能力。
葫芦岛锌厂是以生产精锌为主的综合性有色金属冶炼企业,新中国建立后生产不断发展。一九八五年主要产品年生产能力为:蒸馏锌6.5万吨,精馏锌5.5万吨,硫酸18.5万吨。
新中国建立三十六年来,七矿二厂的发展不但使东北地区的铅锌生产日益发展,并为全国新建的铅锌企业输送了大批具有实践经验的技术、管理人员和工人,有力地支援了其他地区铅锌工业的发展。
(二)湖南铅锌生产基地。
湖南省是建国后建设发展起来的最大的铅锌生产基地。一九八五年,该省的铅锌年产量占全国铅锌年总产量的31.3%,其中铅占全国铅产量的26.6%,锌占全国锌产量的35.9%。
湖南铅锌生产基地包括水口山矿务局、桃林铅锌矿、黄沙坪铅锌矿、东波有色金属矿和株洲冶炼厂。水口山矿务局是以生产铅、锌为主的采选冶联合企业,拥有两个矿山和六个冶炼厂。主要产品一九八五年生产能力为:铅锌采矿30万吨,铅锌选矿40万吨;粗铅1.2万吨(送株洲冶炼厂精炼),精馏锌8500吨,氧化锌1.3万吨。株洲冶炼厂是新中国建立后中国自己设计建设的大型现代化铅锌冶炼厂。该厂生产规模为年产粗铅4万吨,电铅6万吨,电锌10万吨,电锌产量居全国炼锌企业之首。
(三)两广铅锌生产基地。
广东、广西两省、区铅锌资源也很丰富,七十年代形成了中国又一铅锌生产基地。一九八五年两广铅锌生产基地的铅锌年产量占全国铅锌年总产量的17.84%,其中铅占全国铅产量的11.4%,锌占全国锌产量的22.5%。两广铅锌生产基地以广东省的凡口铅锌矿和韶关冶炼厂为主。其次有广东省的丙村铅锌矿和广西壮族自治区的泗顶铅锌矿、河三铅锌矿、柳州锌品厂及大厂矿务局等。
韶关冶炼厂是中国引进英国密闭鼓风炉炼锌技术,于七十年代建成投产的铅锌冶炼厂,主要产品的年生产能力为:电铅1.75万吨,精锌3.5万吨。广西柳州锌品厂以生产氧化锌、立德粉和电锌为主,年生产能力分别为1.3万吨、0.8万吨和0.7万吨。两广地区铅锌矿产量大,冶炼能力小,大部分铅、锌精矿都运往湖南、东北等地冶炼。
(四)云南铅锌生产基地。
云南省有丰富铅锌资源。新中国建立后,云南省铅锌工业得到较快发展,一九八五年占全国铅年产量的21.8%,占全国锌年产量的4.5%。
云南省铅锌生产企业主要有会泽铅锌矿,澜沧铅矿和昆明冶炼厂,鸡街冶炼厂。会泽铅锌矿是以生产粗铅和电锌为主的中型采选冶联合企业,铅锌冶炼厂于一九六五年建成,主要产品的年生产能力为:粗铅5000吨,电锌1.2万吨。鸡街冶炼厂是五十年代末期建成的,经过改造、扩建,八十年代已形成年产粗铅2.5万吨的生产能力。昆明冶炼厂是以粗铅为原料生产电铅的综合性冶炼厂。该厂原为电解铜厂,为了处理西南地区的大量粗铅,于五十年代末期改建后生产电解铅,八十年代初又进行扩建,形成年产电铅5万吨的生产能力。
(五)西北铅锌生产基地。
西北铅锌生产基地以白银有色金属公司为主。该公司为中国大型铜采选冶联合企业之一,下属的小铁山铅锌矿和第三冶炼厂从事铅锌生产。第三冶炼厂于一九八三年投产,年生产能力为铅1万吨,锌2万吨。西北地区铅锌产量较少,但该生产基地的前景可观。新建的甘肃厂坝铅锌矿和青海锡铁山铅锌矿,将于一九八七至一九八八年投产;一九八五年筹建的西北铅锌冶炼厂,列入了国家“七五”计划重点项目,设计规模为年产铅锌15万吨,将于一九八八至一九八九年建成投产。
除五大铅锌生产基地外,中国在内蒙、江西、贵州、四川等省区也建设了一些铅锌矿山,其中有江西省银山铅锌矿、贵州省赫章铅锌矿、四川会理、会东铅锌矿。另外,再生铅锌的生产也受到了重视,除一些大型冶炼厂在冶炼精矿的同时回收废旧铅锌外,各省市的一些再生铅锌小型冶炼厂对回收二次金属起了一定的作用。但是技术水平低,应逐步提高技术装备水平,提高回收率,加强管理。生产基地。一九八五年,该省的铅锌年产量占全国铅锌年总产量的31.3%,其中铅占全国铅产量的26.6%,锌占全国锌产量的35.9%。
湖南铅锌生产基地包括水口山矿务局、桃林铅锌矿、黄沙坪铅锌矿、东波有色金属矿和株洲冶炼厂。水口山矿务局是以生产铅、锌为主的采选冶联合企业,拥有两个矿山和六个冶炼厂。主要产品一九八五年生产能力为:铅锌采矿30万吨,铅锌选矿40万吨;粗铅1.2万吨(送株洲冶炼厂精炼),精馏锌8500吨,氧化锌1.3万吨。株洲冶炼厂是新中国建立后中国自己设计建设的大型现代化铅锌冶炼厂。该厂生产规模为年产粗铅4万吨,电铅6万吨,电锌10万吨,电锌产量居全国炼锌企业之首。
(三)两广铅锌生产基地。
广东、广西两省、区铅锌资源也很丰富,七十年代形成了中国又一铅锌生产基地。一九八五年两广铅锌生产基地的铅锌年产量占全国铅锌年总产量的17.84%,其中铅占全国铅产量的11.4%,锌占全国锌产量的22.5%。两广铅锌生产基地以广东省的凡口铅锌矿和韶关冶炼厂为主。其次有广东省的丙村铅锌矿和广西壮族自治区的泗顶铅锌矿、河三铅锌矿、柳州锌品厂及大厂矿务局等。
韶关冶炼厂是中国引进英国密闭鼓风炉炼锌技术,于七十年代建成投产的铅锌冶炼厂,主要产品的年生产能力为:电铅1.75万吨,精锌3.5万吨。广西柳州锌品厂以生产氧化锌、立德粉和电锌为主,年生产能力分别为1.3万吨、0.8万吨和0.7万吨。两广地区铅锌矿产量大,冶炼能力小,大部分铅、锌精矿都运往湖南、东北等地冶炼。
(四)云南铅锌生产基地。
云南省有丰富铅锌资源。新中国建立后,云南省铅锌工业得到较快发展,一九八五年占全国铅年产量的21.8%,占全国锌年产量的4.5%。
云南省铅锌生产企业主要有会泽铅锌矿,澜沧铅矿和昆明冶炼厂,鸡街冶炼厂。会泽铅锌矿是以生产粗铅和电锌为主的中型采选冶联合企业,铅锌冶炼厂于一九六五年建成,主要产品的年生产能力为:粗铅5000吨,电锌1.2万吨。鸡街冶炼厂是五十年代末期建成的,经过改造、扩建,八十年代已形成年产粗铅2.5万吨的生产能力。昆明冶炼厂是以粗铅为原料生产电铅的综合性冶炼厂。该厂原为电解铜厂,为了处理西南地区的大量粗铅,于五十年代末期改建后生产电解铅,八十年代初又进行扩建,形成年产电铅5万吨的生产能力。
(五)西北铅锌生产基地。
西北铅锌生产基地以白银有色金属公司为主。该公司为中国大型铜采选冶联合企业之一,下属的小铁山铅锌矿和第三冶炼厂从事铅锌生产。第三冶炼厂于一九八三年投产,年生产能力为铅1万吨,锌2万吨。西北地区铅锌产量较少,但该生产基地的前景可观。新建的甘肃厂坝铅锌矿和青海锡铁山铅锌矿,将于一九八七至一九八八年投产;一九八五年筹建的西北铅锌冶炼厂,列入了国家“七五”计划重点项目,设计规模为年产铅锌15万吨,将于一九八八至一九八九年建成投产。
除五大铅锌生产基地外,中国在内蒙、江西、贵州、四川等省区也建设了一些铅锌矿山,其中有江西省银山铅锌矿、贵州省赫章铅锌矿、四川会理、会东铅锌矿。另外,再生铅锌的生产也受到了重视,除一些大型冶炼厂在冶炼精矿的同时回收废旧铅锌外,各省市的一些再生铅锌小型冶炼厂对回收二次金属起了一定的作用。但是技术水平低,应逐步提高技术装备水平,提高回收率,加强管理。
中国铅冶炼生产均采用火法冶金工艺,锌冶炼生产中湿法冶金与火法冶金工艺平分秋色。新中国建立三十六年来,冶炼技术的进步,设备的更新换代,使得中国铅锌工业在冶炼的技术与装备方面,与世界先进水平的差距逐渐缩小,有的已进入先进行列。
(一)铅冶炼技术与装备。
中国炼铅原料主要是硫化矿,在部分地区也处理氧化矿。
以硫化矿为原料炼铅的主体流程为烧结焙烧——还原熔炼——精炼。采用这一流程的主要有沈阳冶炼厂、株洲冶炼厂、水口山矿务局第三冶炼厂。烧结焙烧一般采用直线式鼓风烧结机,还原熔炼一般都采用鼓风炉,粗铅精炼一般采用电解法。在电解阳极与阴极制作方面,各厂都实现了机械化联动作业。
以氧化铅矿为原料炼铅的主体流程为精矿制团——鼓风炉还原熔炼,制得粗铅。采用这一流程生产的有鸡街冶炼厂和澜沧铅矿冶炼厂等。
对那些用选矿方法不易分离的低品位氧化铅锌矿,则采用一种独特的处理方法进行冶炼,即制团(或烧结)——鼓风炉熔矿——烟化炉挥发。鼓风炉熔矿得粗铅,烟化炉烟尘采用湿法工艺炼锌。用这一流程处理此类矿石,经多年实践证明是成功的,采用这一流程的有会泽铅锌矿冶炼厂和赫章铅锌矿冶炼厂。
与世界上先进国家相比,炼铅厂规模较小,自动化程度低,富氧与预热空气冶炼技术尚未用于生产,烟气二氧化硫大部分没有回收,环境污染比较严重。
(二)火法炼锌技术与装备。
世界上的各种火法炼锌工艺在中国均有应用,其中以竖罐蒸馏炼锌为主,约占全部火法炼锌能力的60%,其次是鼓风炉炼锌,占30%,横罐蒸馏及其他炼锌方法占10%。
竖罐蒸馏炼锌的主体流程为硫化锌精矿氧化沸腾焙烧——氧化锌焙砂制团焦结——焦结块竖罐蒸馏——蒸馏锌精馏。采用这一流程的有葫芦岛锌厂、水口山矿务局第一和第四冶炼厂。葫芦岛锌厂装备有大型高温氧化沸腾焙烧炉4座、单炉日生产能力10—20吨的竖罐蒸馏炉19座、精馏炉9座,无论是生产能力还是技术经济指标,都是比较先进的。水口山矿务局第一冶炼厂现有竖罐蒸馏炉两座,第四冶炼厂有5座小型竖罐蒸馏炉,生产能力均比较小。
水口山矿务局第四冶炼厂有两座横罐蒸馏炉用于生产。此外,还有其他几个小厂也用横罐蒸馏炉炼锌。
韶关冶炼厂鼓风炉炼锌技术是从英国引进的,铅锌混合精矿与熔剂配料后在烧结机上进行烧结焙烧,热烧结块和经预热的焦炭一起加入密闭鼓风炉,在鼓风炉内经还原熔炼,同时产出粗铅和锌蒸气,锌蒸气经冷凝得液体粗锌。韶关冶炼厂装备110平方米烧结机1台,11.29平方米密闭鼓风炉1座及锌精馏塔、铅电解槽、烟气制酸等设备,成为中国著名的鼓风炉炼锌工厂,并成为国际上由13家组成的密闭鼓风炉熔炼法俱乐部的成员。
(三)湿法炼锌技术与装备。
湿法炼锌几乎全部采用下述工艺:硫化锌精矿沸腾焙烧——焙砂用稀硫酸浸出——硫酸锌溶液净化除杂质——纯净硫酸锌溶液电积——析出锌熔铸。这是典型的湿法炼锌流程。采用这种流程的生产厂有株洲冶炼厂、沈阳冶炼厂、会泽铅锌矿冶炼厂、柳州锌品厂、会东冶炼厂等。各厂的具体工艺方法也有所不同。
硫化锌精矿焙烧采用沸腾焙烧炉。各厂的沸腾焙烧炉大小不等,最大的沸腾焙烧炉为株洲冶炼厂的4座42平方米焙烧炉。
锌焙砂的浸出,沈阳冶炼厂采用两段中性浸出,间断作业。株洲冶炼厂采用一段中性连续浸出和一段酸性连续浸出,连续浸出终点用PH值自动检测仪监控。
在净液工艺上,沈阳冶炼厂和株洲冶炼厂均采用两段净液,但各具特点。沈阳冶炼厂以砷、铜为活化剂,实现了两段深度净液,电解液质量较好。株洲冶炼厂一次净液采用沸腾连续净化工艺,二次净液保留黄药除钻的作法,电解液质量也较好。净液后的过滤主要采用尼龙袋管式过滤机。
中国各湿法炼锌厂的锌电积普遍采用中酸中电流密度电积,采用高效率硅整流器整流供电,空气冷却塔集中冷却电解液。电流效率一般为90—91%。
中国炼锌技术与装备水平与世界先进水平仍有一定差距,主要是工艺流程还没有应用近年来在国际上已普遍采用的热酸浸出处理浸出渣工艺,其次是机械化、自动化程度比较差。
新中国建立后,铅锌工业在薄弱的基础上,在困难和复杂的条件下,以比较快的速度发展起来,八十年代形成了具有相当规模的现代化铅锌生产体系。
(一)东北地区铅锌生产的恢复。
东北地区铅锌矿山在一九四九年就生产出冶炼厂急需的精矿。一九五○到一九五二年,东北地区各铅锌矿已全面恢复生产,并通过部分改造和扩建,使生产能力超过了日伪时期的最好水平。一九四八年十一月沈阳解放,人民政府立刻组织沈阳冶炼厂恢复生产,干部和工人打成一片,日夜奋战。一九四九年五月,铅系统全面恢复生产,当年产电铅2062吨,占全国产铅量的80.8%。一九五二年,电铅产量上升到7031吨,远远超过了日本帝国主义统治时期的最高年产水平。沈阳冶炼厂在恢复生产时,进行了湿法炼锌的试验。在此之前的一九四四年,日本人在沈阳冶炼厂建立了一个湿法炼锌试验场,进行了湿法炼锌试验,直到一九四五年日本投降,湿法炼锌试验也未获得成功。一九四九年,在东北人民政府有色金属局副局长孙鸿儒的组织下,开始湿法炼锌的试验工作。负责这项工作的陈达、陈春台等人在日本帝国主义留下的破败不堪的湿法炼锌试验场上,一面组织工程技术人员进行实验,解决锌粉生产、净液、电解存在的技术问题,一面组织工人清理现场,抢修旧设备,安装新设备。经过反复试验和试生产,终于在一九五○年五月生产出第一批电锌。从此,中国开始有了湿法炼锌生产。
一九四八年十一月锦西解放时,葫芦岛锌厂原建的8座竖罐蒸馏炉全被破坏,炼锌厂实际上已成为一片废墟。当时留用的日本人根本不相信中国能恢复竖罐炼锌,工程师史成仁、马龙翔、王绩绪和全国劳模赵青等人凭着为中国人争气的决心和过去掌握的技术知识,以及收藏的历史资料,利用原来的8座竖罐残留材料,只用了35天,就完成了两座竖罐蒸馏炉的砌筑任务,同时解决了煤气发生炉、焦结炉及团矿压制等设备及工艺技术问题,一九五○年十月取得了竖罐炼锌试验成功,当年产锌79吨。到一九五四年六月,该厂8座蒸馏炉全部恢复生产,达到年产锌1万吨的生产能力,使当年日本人没有办到的事在中国工人阶级的手上变成了事实。
(二)南方铅锌生产的恢复。
新中国建立前,中国南方的铅锌矿点较多,但其中只有水口山矿务局规模较大,其余多为小型矿点。一九四九年十月,湖南衡阳解放,停产五年的水口山矿务局由人民政府接管后,立即着手恢复生产和重建、扩建工作。一九五一年在旧选矿厂厂址首先兴建了一座浮选厂,处理过去重选厂丢弃的废矿砂,以供冶炼生产急需。同年该矿务局接管长沙炼锌厂,建立了第一冶炼厂,当时生产能力为年产粗锌500吨。一九五二年又新建了一座横罐蒸馏炉,生产能力增加到年产粗锌1000吨。同年,水口山矿务局又新建了一座横罐蒸馏炼锌厂,即第四冶炼厂,设计能力为年产锌1500吨,于一九五二年八月竣工投产。水口山矿务局还接收了衡阳锌品厂,更名为第二冶炼厂,生产氧化锌。一九五一年长沙黑铅提炼厂也恢复生产,年产铅1500吨,并改名为水口山矿务局第三冶炼厂。这样,水口山矿务局在恢复时期,已经拥有两座炼锌厂、1座炼铅厂和1座氧化锌生产厂,为湖南成为中国重要的铅锌生产基地创造了条件。
一九五二年,中国主要铅锌厂矿基本恢复了生产并有所扩大,主要铅锌生产企业达15家,形成采选冶年综合生产能力铅1.2万吨,锌1万吨。当年实际产铅8900吨,达到了新中国建立前的历史最好年水平;锌8400吨,超过了新中国建立前的历史最好年水平。
2009年06月05日11:20
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从一九五三年开始执行第一个五年计划起,到一九六○年,中国的铅锌工业得到了很大发展,铅锌厂矿由10多家迅速发展到50多家,采选冶生产能力不断提高,初步形成了采选冶比较完整的工业生产体系。一九六○年,形成年产铅锌15万吨的生产能力,其中电铅年生产能力10万吨,锌年生产能力5万吨。铅锌实际产量分别比一九五二年高出10倍和5倍。
(一)老企业改造。
一九五三至一九六○年的八年,充分挖掘铅锌老企业潜力,改造了一批老企业,取得了较好效果。
根据“一五”计划的要求,对沈阳冶炼厂铅系统进行了较大规模的改造和扩建。改造和扩建的设计工作由北京有色冶金设计院和沈阳冶炼厂合作承担,陈达、任保英、周惕安等人任设计组组长,主要设计者有王善儒、黄其兴、徐广生、袁曙航、朱学文等人。全部改造与扩建工程从一九五三年开始,至一九五六年结束。改建后,铅冶炼物料运输实现了机械化,烧结、熔炼、电解都采用当时比较先进的设备,不但生产能力迅速提高,作业条件也有了明显的改观。一九五七年矿产电铅已达2.66万吨。一九五九年,矿产电铅达到4.21万吨,加上废铅回收,电铅总产量达5.11万吨,大大超过了3万吨的设计能力。锌的年生产能力经过3次扩建,于一九五六年达到1万吨以上。其他铅锌生产的技术经济指标均达到或接近了当时的世界先进水平。
葫芦岛锌厂于一九五七至一九五八年期间,在原有8座竖罐蒸馏炉的基础上,又新建了8座竖罐蒸馏炉,使蒸馏锌生产能力翻了一番,达到两万吨。一九六○年,罐体加长,又增加生产能力近20%。
一九五八至一九六○年期间,水口山矿务局第三、第一和第四冶炼厂都进行了改造,生产能力均有较大幅度提高。
(二)新厂矿的建设。
新中国建立后,在湖南、广东、广西等地都发现了铅锌矿,并先后在湖南桃林、黄沙坪、东波、广西泗顶、广东凡口等地建矿。一九五八年开始,先后由北京有色冶金设计总院、长沙有色冶金设计院设计,第九冶金建设公司施工,建设了当代中国最大的铅锌冶炼厂——株洲冶炼厂。一九五九年,铅系统投产,当年产电铅4527吨。一九六○年电铅产量11005吨,粗铅产量1778吨。同时开始回收铋和金、银。一九六○年以后由于国民经济计划调整,该厂建设中途停顿,一九六四年恢复建设,一九六八年全部建成投产,以后,又经过扩建完成二期工程,达到年产15万吨铅锌的生产规模。
在株洲冶炼厂铅系统投产的同时,与其配套的湖南桃林铅锌矿和东波有色金属矿、广西泗顶铅锌矿等新建矿山也相继于一九六○年前部分建成投产。
(三)中小厂矿艰苦创业。
五十年代,中国一批中小铅锌厂矿在困难的条件下,艰苦创业,相继建成,为中国铅锌工业的发展作出了贡献。
云南澜沧铅矿是“一五”计划时期开始兴建的中型企业。一九五五年一月,澜沧铅矿仅有5座炼铅土炉。在土法生产的同时,筹建用现代化的烧结——鼓风炉熔炼工艺生产粗铅的冶炼厂。当时,利用会泽铅锌矿的闲置设备安装1座炼铅鼓风炉,并于一九五八年建成年产1万吨粗铅的新厂。一九五七至一九五八年间,在新厂和老厂共新建4座鼓风炉,使一九五八年粗铅的实际产量达到27858吨,实现利润1496万元,为建厂投资的两倍。一九五九年,粗铅产量达到35158吨,占当年全国产量的35%。
云南省鸡街冶炼厂是于一九五八年兴建的,采用土法烧结——鼓风炉还原熔炼工艺,设计能力为年产5000吨粗铅。它是小型铅冶炼厂建设中,投资省、建设速度快的典型。
为调整有色金属工业的布局,一九五五年十一月,冶金部根据西南地区许多中小厂矿生产的大量粗铅不能精炼的实际情况,决定由以电解铜生产为主的昆明冶炼厂,采用火法工艺精炼粗铅,生产精铅。该厂只用25万元投资,安装了年产5000吨精铅的设备,于一九五六年初投产。一九五七年十一月,冶金部部长王鹤寿在该厂检查工作时,决定昆明冶炼厂停止电解铜的生产,把电解铜车间改为电解铅车间,用电解法代替火法工艺,生产国标一号电铅。一九五九年,昆明冶炼厂改造后的精铅生产能力为3.6万吨。一九六○年产电铅16775吨,精铅4847吨。昆明冶炼厂的改产,对推动西南地区铅工业的发展,起到了积极作用。
从一九五三年开始执行第一个五年计划起,到一九六○年,中国的铅锌工业得到了很大发展,铅锌厂矿由10多家迅速发展到50多家,采选冶生产能力不断提高,初步形成了采选冶比较完整的工业生产体系。一九六○年,形成年产铅锌15万吨的生产能力,其中电铅年生产能力10万吨,锌年生产能力5万吨。铅锌实际产量分别比一九五二年高出10倍和5倍。
(一)老企业改造。
一九五三至一九六○年的八年,充分挖掘铅锌老企业潜力,改造了一批老企业,取得了较好效果。
根据“一五”计划的要求,对沈阳冶炼厂铅系统进行了较大规模的改造和扩建。改造和扩建的设计工作由北京有色冶金设计院和沈阳冶炼厂合作承担,陈达、任保英、周惕安等人任设计组组长,主要设计者有王善儒、黄其兴、徐广生、袁曙航、朱学文等人。全部改造与扩建工程从一九五三年开始,至一九五六年结束。改建后,铅冶炼物料运输实现了机械化,烧结、熔炼、电解都采用当时比较先进的设备,不但生产能力迅速提高,作业条件也有了明显的改观。一九五七年矿产电铅已达2.66万吨。一九五九年,矿产电铅达到4.21万吨,加上废铅回收,电铅总产量达5.11万吨,大大超过了3万吨的设计能力。锌的年生产能力经过3次扩建,于一九五六年达到1万吨以上。其他铅锌生产的技术经济指标均达到或接近了当时的世界先进水平。
葫芦岛锌厂于一九五七至一九五八年期间,在原有8座竖罐蒸馏炉的基础上,又新建了8座竖罐蒸馏炉,使蒸馏锌生产能力翻了一番,达到两万吨。一九六○年,罐体加长,又增加生产能力近20%。
一九五八至一九六○年期间,水口山矿务局第三、第一和第四冶炼厂都进行了改造,生产能力均有较大幅度提高。
(二)新厂矿的建设。
新中国建立后,在湖南、广东、广西等地都发现了铅锌矿,并先后在湖南桃林、黄沙坪、东波、广西泗顶、广东凡口等地建矿。一九五八年开始,先后由北京有色冶金设计总院、长沙有色冶金设计院设计,第九冶金建设公司施工,建设了当代中国最大的铅锌冶炼厂——株洲冶炼厂。一九五九年,铅系统投产,当年产电铅4527吨。一九六○年电铅产量11005吨,粗铅产量1778吨。同时开始回收铋和金、银。一九六○年以后由于国民经济计划调整,该厂建设中途停顿,一九六四年恢复建设,一九六八年全部建成投产,以后,又经过扩建完成二期工程,达到年产15万吨铅锌的生产规模。
在株洲冶炼厂铅系统投产的同时,与其配套的湖南桃林铅锌矿和东波有色金属矿、广西泗顶铅锌矿等新建矿山也相继于一九六○年前部分建成投产。
(三)中小厂矿艰苦创业。
五十年代,中国一批中小铅锌厂矿在困难的条件下,艰苦创业,相继建成,为中国铅锌工业的发展作出了贡献。
云南澜沧铅矿是“一五”计划时期开始兴建的中型企业。一九五五年一月,澜沧铅矿仅有5座炼铅土炉。在土法生产的同时,筹建用现代化的烧结——鼓风炉熔炼工艺生产粗铅的冶炼厂。当时,利用会泽铅锌矿的闲置设备安装1座炼铅鼓风炉,并于一九五八年建成年产1万吨粗铅的新厂。一九五七至一九五八年间,在新厂和老厂共新建4座鼓风炉,使一九五八年粗铅的实际产量达到27858吨,实现利润1496万元,为建厂投资的两倍。一九五九年,粗铅产量达到35158吨,占当年全国产量的35%。
云南省鸡街冶炼厂是于一九五八年兴建的,采用土法烧结——鼓风炉还原熔炼工艺,设计能力为年产5000吨粗铅。它是小型铅冶炼厂建设中,投资省、建设速度快的典型。
为调整有色金属工业的布局,一九五五年十一月,冶金部根据西南地区许多中小厂矿生产的大量粗铅不能精炼的实际情况,决定由以电解铜生产为主的昆明冶炼厂,采用火法工艺精炼粗铅,生产精铅。该厂只用25万元投资,安装了年产5000吨精铅的设备,于一九五六年初投产。一九五七年十一月,冶金部部长王鹤寿在该厂检查工作时,决定昆明冶炼厂停止电解铜的生产,把电解铜车间改为电解铅车间,用电解法代替火法工艺,生产国标一号电铅。一九五九年,昆明冶炼厂改造后的精铅生产能力为3.6万吨。一九六○年产电铅16775吨,精铅4847吨。昆明冶炼厂的改产,对推动西南地区铅工业的发展,起到了积极作用。
从一九六一至一九七六年的十六年时间,中国铅锌生产时起时落,经历了一个较长时间的曲折发展的阶段。
由于“二五”计划头三年受大跃进的影响及一九六○年国民经济产生的困难,从一九六一年开始,铅锌产量大幅度下降,当年全国铅锌产量分别为一九五九年铅、锌产量的36%和44%,其他技术经济指标也几乎全部降到“一五”计划初期的水平,铅锌工业进入新中国建立后的第一次低潮时期。
一九六三年,铅锌工业贯彻执行国民经济调整方针,重点调整矿山的采掘剥比例和铅锌生产的采选冶比例。在对重点矿山进行整顿扩建的同时,着手规划建设了广东凡口、湖南黄沙坪、辽宁柴河和甘肃小铁山等铅锌矿,使三年调整后的铅锌采选能力已接近或超过了冶炼能力。在铅锌冶炼方面,通过老厂技术改造,使生产能力也有了较大幅度的提高。调整后的铅锌工业,产量逐年增长。一九六六年全国铅锌产量不仅大大超过了调整前的一九六一年,而且接近一九五九年的历史最好水平。
一九六六年开始的“文化大革命”使刚刚复苏的铅锌工业受到了巨大的冲击,铅锌产量连年下跌。一九六七年,全国铅、锌产量比一九六六年分别下降20.2%和24.9%。一九六八年,全国铅产量比一九六六年下降了39.7%,各种生产指标也几乎倒退到一九六三年调整初期的水平,铅锌生产出现第二次低潮。
七十年代初期,由于在调整时期开始投资新建、扩建的一批铅锌厂矿陆续建成投产,铅锌生产又出现了向前发展的势头。一九七三年,全国铅产量为14.07万吨,锌产量为17.31万吨,比历史最好水平均有较大幅度的提高。
由于“四人帮”的破坏,一九七四年中国的铅锌生产出现第三次低潮,当年全国铅、锌产量比一九七三年分别减少18.4%和29%。
中共十一届三中全会以后,中国的铅锌工业进入了全面振兴的新时期。为了尽快缩小铅锌工业同世界先进国家的差距,中国制定了“积极发展铅锌”的方针和一系列有利于发展铅锌工业的政策。在改革、开放的新形势下,铅锌工业的面貌发生了显著变化。在八十年代开始的“六五”计划期间,中国的铅锌产量以平均4.7%的速度逐年向上递增;一九八五年,全国铅锌产量合计为52.87万吨,其中铅为22.25万吨,锌为30.62万吨,分别为一九七六年的1.9倍和2.4倍。
(一)老企业焕发青春。
沈阳冶炼厂铅、锌系统围绕节约能源,保护环境,提高机械化和自动化程度,增加经济效益等问题,继续进行技术改造。铅熔炼系统从一九七七年开始进行回收铅烧结烟气制酸试验,一九八一年获得成功,开创了中国铅烧结机烟气回收制酸的先例,年产硫酸可达2万吨,减轻了污染,增加了效益。这个厂从一九七九年开始推行全面质量管理,电铅、电锌被评为国家优质产品,荣获金质奖。
葫芦岛锌厂通过全面整顿,生产和管理逐步走上正轨,在节能和余热利用、环境保护、综合利用及改革产品结构等方面都取得很大成绩,锌的年产量始终稳定在6万吨以上。一九八五年,该厂为扩大锌的生产能力,分期进行技术改造,预计到八十年代末,锌的年产量将超过10万吨。
水口山矿务局的铅锌冶炼生产自六十年代形成年产粗铅1.2万吨、精锌0.85万吨的生产能力后,产量保持稳定。八十年代,新建电铅车间,还扩大了氧化锌的生产能力。
(二)新企业不断完善。
在六十年代和七十年代建成投产的企业中,一九七六年以前,多数没有达到设计生产能力。一九七六年以后,这些新的铅锌企业抓紧了生产和建设的完善工作,以最快速度相继达到或超过了设计指标,在中国铅锌工业的发展中发挥了很大作用。
韶关冶炼厂在一九七七年以前,始终处于试生产阶段。一九七七至一九七九年,该厂进行整顿,扩大企业自主权,调动了职工的积极性,除完成一些基建收尾和技术改造项目外,生产也有了很大发展。一九八○至一九八二年,该厂以治理“三废”为重点,进行了技术改造。一九八二年,已经形成年产5万吨铅锌的生产能力,环境保护和综合利用工作有了很大发展。一九八三年,韶关冶炼厂开始了第二次三年改造,为形成年产铅锌7.5万吨生产能力,进而为实现年产10万吨生产能力创造条件。
株洲冶炼厂为达到设计生产能力,从一九七七年以后,组织填平补齐,开展技术革新,攻克生产关键,到一九七九年终于形成年产铅锌15万吨的生产能力。一九八三年,又通过改造,使电铅年生产能力增至6万吨,铅锌生产能力达到16万吨,生产品种发展到30多个,工艺流程和生产技术达到了国内同行业先进水平。
昆明冶炼厂于一九七九年又新建了一个电解系列,使电铅的年生产能力增加了22500吨。这样,昆明冶炼厂已成为具有年产电铅5万吨的生产能力,并能回收多种有价金属的综合性中型有色金属冶炼厂。
(三)新建企业前景可观。
中国西北地区铅锌资源丰富,一九七六年以后,加强了甘肃省南部山区的地质勘探工作,探明的铅锌储量大幅度增加,为建设西北铅锌生产基地提供了可靠依据。八十年代初,兰州有色冶金设计院进行了建设厂坝大型铅锌矿山的设计,并于一九八四年正式开工建设。
为了扩大西北地区的铅锌冶炼能力,一九八五年开始在甘肃省白银地区建设西北铅锌冶炼厂,设计规模为年产铅锌15万吨。
技术进步
(一)铅冶炼技术进步。
中国的铅冶炼均采用火法流程,处理硫化铅精矿或氧化铅精矿。铅冶炼技术进步基本上是围绕流程中的烧结、熔炼、精炼三个主要工艺进行的。
1.烧结技术进步。从新中国建立到八十年代,中国的铅烧结工艺经历了烧结锅烧结,直线型吸风烧结机烧结,鼓风烧结机烧结,鼓风烧结机的大型化、现代化等发展阶段。
新中国建立初期,中国处理硫化铅精矿的冶炼厂,仅有沈阳冶炼厂和水口山矿务局第三冶炼厂。这两个厂生产规模不同,但工艺流程一样,都是采用烧结锅烧结焙烧产出烧结块。这种工艺,烧结能力小,作业时间长,且劳动强度大,作业条件差,污染严重。“一五”计划初期,沈阳冶炼厂于一九五七年建成两台有效面积为18平方米的直线型吸风烧结机,取代了烧结锅。这是中国首次采用烧结机烧结焙烧铅精矿,是中国炼铅技术上一个较大的进步。一九六○年建成投产的株洲冶炼厂铅烧结车间也安装一台吸风烧结机,规格与沈阳冶炼厂相似。直线型吸风烧结机的使用,提高了劳动生产率,减轻了劳动强度,改善了操作条件,在生产中取得了良好效果。但是,烟气中的二氧化硫浓度仍然较低,不能回收制取硫酸。
沈阳冶炼厂从一九六四年开始进行鼓风烧结试验,经一年时间的探索,于一九六五年获得成功。一九六六年,该厂将两台吸风烧结机改成鼓风烧结机,并于一九七三年将烧结机有效面积从18平方米扩大为20平方米。一九七一年,株洲冶炼厂也建成投产1台28平方米鼓风烧结机,使炼铅技术又前进了一步。鼓风烧结机投入使用后,显示了许多优点。例如单位面积处理能力比吸风烧结机提高2—3倍,可处理含铅品位较高的烧结料,烟气量减少,节约用电等。但是,烟气中二氧化硫浓度仍然未达到制酸要求。一九七五年以后,沈阳冶炼厂为提高烟气二氧化硫浓度而进行了一系列改造,终于在一九八一年六月实现了鼓风烧结机部分烟气单独制酸。与此同时,烧结系统的机械化、自动化水平也有了很大提高。
一九七五年,在韶关冶炼厂安装了自行设计制作的110平方米大型鼓风烧结机。这种烧结机处理能力大,密封性好,结构先进,机械化、自动化程度较高。沈阳冶炼厂于一九八二年开始建设1台70平方米的大型鼓风烧结机。烧结机的大型化和自动化水平的提高,以及结构的不断完善,标志着中国铅烧结工艺、设备正在迈向世界先进行列。
2.熔炼技术进步。新中国建立初期,沈阳冶炼厂和水口山矿务局第三冶炼厂在铅熔炼工艺中均采用半水套鼓风炉,澜沧铅矿、会泽铅锌矿等为处理中国西南地区高品位铅氧化矿,于五十年代也先后改成了半水套鼓风炉。
一九五六年,沈阳冶炼厂在扩建铅系统时,将半水套鼓风炉改为二节式全水套鼓风炉。此后,水口山矿务局、株洲冶炼厂、鸡街冶炼厂等也采用了全水套鼓风炉。
3.精炼技术进步。中国的粗铅精炼主要采用火法精炼与电解精炼相结合的工艺。粗铅在电解前需要脱铜并制成阳极。一九七四年以前,中国粗铅脱铜采用传统的铅精炼锅进行熔析,加硫除铜,所得浮渣再运往浮渣反射炉处理,分离铅和铜。这种方法存在间歇式作业、操作复杂、劳动强度大、污染环境等缺点。
为使粗铅脱铜工艺赶上世界先进水平,从一九六五年开始,沈阳冶炼厂进行连续脱铜的试验。工程技术人员于延海、申殿邦、高思忠等人经过努力,终于试验成功。十多年的生产实践证明,这种连续脱铜工艺具有简化工序,使操作过程连续化,并可处理成分复杂的原料等优点,在节约能源和保护环境方面有其突出的优越性。因此,连续脱铜工艺是对中国传统粗铅脱铜工艺的一次重大改革。
在铅电解精炼工艺方面,各炼铅厂都取得了很大的技术成就。新中国建立初期,中国各炼铅厂均采用人工浇铸铅阳极,平板、排距、装槽和阴极制片等也均为人工操作。七十年代以来,昆明冶炼厂、沈阳冶炼厂、株洲冶炼厂等厂相继研制成功铅阳极圆盘浇铸机和生产联动线,实现了阳极浇铸、脱模、起板、平板、排距、装槽的机械化,大大地节约了人力,提高了效率,改善了环境,并稳定了阳极物理规格,为电解过程的优质高产创造了条件。昆明冶炼厂于一九七二年研制成功阴极连续浇片机,首先实现了阴极生产机械化。一九七八年,沈阳冶炼厂进一步研制成功阴极生产联动线,使阴极的生产和装入电解槽前的准备过程实现了连续化、机械化作业。一九八一年,株洲冶炼厂也装设了铅阴极生产线,并于一九八三年成功地用微电脑对阴极生产线进行自动控制,使阴极生产的操作水平提高到新的阶段。
沈阳冶炼厂还于一九七五年将周期反向电流电解工艺应用于铅电解生产,使电流效率稳定在较高水平上,并使电铅质量有明显提高。
(二)火法炼锌技术进步。
中国的火法炼锌工艺以竖罐炼锌为主,其次为鼓风炉炼锌,横罐炼锌产量甚少。新中国建立三十多年来,火法炼锌技术有了很大进步。
硫化锌精矿焙烧技术的进步是比较突出的。新中国建立初期,水口山矿务局第一冶炼厂采用反射炉焙烧硫化锌精矿。这种方法操作时间长,且需人工翻动精矿,劳动强度大,生产效率低,也不能保证产品质量。一九五三年,该厂将人工翻动的反射炉改为机械耙动的多膛炉和人工翻动的反射炉相结合的复式炉,提高了生产效率。一九六七年,水口山矿务局第四冶炼厂将复式炉中的反射炉部分改为短筒转窑,完全取消了人工翻动的笨重体力劳动。一九七一年,该局第一冶炼厂又取消了反射炉,使焙烧作业完全实现了机械化。
由于多膛炉焙烧仍属固定床焙烧,没有良好的气相与固相接触条件,使生产率的提高受到很大限制。同时,多膛炉的机械传动部分不能经受长期的高温侵蚀。因此,中国的火法炼锌企业从五十年代开始研究更加先进的焙烧方法。一九五三年,在北京有色金属研究院沈华生工程师主持下,设计了第一台沸腾焙烧工业试验炉,在葫芦岛锌厂试验成功。葫芦岛锌厂温庆骧和北京有色金属研究院朱寿康合作,在工业炉上进行了锌精矿高温沸腾焙烧试验除镉铅获得成功。在此基础上,中国第一台锌精矿沸腾焙烧炉于一九五八年在葫芦岛锌厂建成投产,使中国的锌精矿焙烧技术取得了重大进步。这项成果获得了一九六三年国家科委颁发的发明奖。
三十多年来中国的竖罐蒸馏炼锌技术取得了较大进展,成为较完善的炼锌方法。葫芦岛锌厂原有的炼锌竖罐,有效受热面积28平方米,每炉日产量3.6吨。经过逐步改造扩大,到七十年代初期,该厂在总结分析多年生产经验的基础上,创建了一种大型竖罐。这种竖罐有效受热面积达到100平方米,每炉日产量平均可达20吨,是当时国外大型竖罐生产能力的两倍。
竖罐炼锌最多只能生产三级和四级锌,满足不了用户的需要。一九五九年,中国引进波兰技术,在葫芦岛锌厂建成第一组粗锌精馏塔,使商品锌的品种系列化。水口山矿务局第四冶炼厂、韶关冶炼厂和白银有色金属公司第三冶炼厂也相继建立了精馏炉。此后,粗锌精馏技术不断发展,设备进行了大型化改造,在某些方面已进入世界先进水平行列。
鼓风炉炼锌技术,中国是在一九五八年开始研究的,并进行过多次试验,六十年代中期,引进了英国鼓风炉炼锌技术,建设了韶关冶炼厂。该厂在生产实践中不但掌握了这一技术,并根据自己的试验研究成果进行了许多技术改革,取得了很大进展。
(三)湿法炼锌技术进步。
湿法炼锌是新中国铅锌工业最主要的技术成就之一。
“一五”计划期间,沈阳冶炼厂进一步完善了湿法炼锌工艺流程。这一期间改革的主要项目有:试验用高压气流吹锌粉获得成功,强化了用锌粉除掉电解液中所含铜、镉等杂质的一次净液工序,提高了电锌质量;增加了用黄药除钴的二次净液工序,提高了电流效率,为提高电解的电流密度和电解液的酸度创造了条件;一九五七年,低酸低电流密度电解发展为中酸中电流密度电解,使生产能力在原有设备不变的情况下增加了66%;锌锭铸型采用反射炉化锌,机械铸锭,改善了劳动条件,并使该工序中锌的回收率提高了5%以上。在第二和第三个五年计划期间,中国先后建设了云南会泽铅锌矿和株洲冶炼厂的湿法炼锌系统。这两个系统采用许多新技术,使中国的湿法炼锌工艺迅速发展。会泽地区的氧化铅锌矿含铅锌低,含锗较高,处理困难。一九五八年,北京有色金属研究院与会泽铅锌矿合作开发以氧化铅锌矿为原料,综合生产铅、锌、锗的湿法炼锌新技术获得成功。株洲冶炼厂在锌焙砂的浸出工序,实现了连续浸出,使设备利用率比间断浸出提高了两倍。连续浸出为自动化作业创造了条件,采用PH仪自动检测,有效地调节浸出液的PH值。为使一次净化除铜镉操作连续化,在株洲冶炼厂设计中李织云通过试验,选择了沸腾层连续净化方案。沸腾层连续净化,有净化速度快、生产能力大、节约锌粉、减少工作量等优点。另外,株洲冶炼厂还采用低频感应电炉熔化析出锌。
为了降低锌电解液温度,沈阳冶炼厂于五十年代采用铅制蛇形管冷却器。这种间接冷却方法耗水量大,冷却效果差。株洲冶炼厂采用了喷射冷冻集中冷却电解液的方法,满足了生产的要求。
自一九七三年开始,沈阳冶炼厂、长沙矿冶所、中南矿冶学院和株洲冶炼厂等单位分别对七十年代初国外各湿法炼锌厂广泛采用的热酸浸出工艺和各种除铁先进方法做了研究。在八十年代初,长沙矿冶研究院、长沙有色冶金设计院与柳州市冶炼厂合作,进行热酸浸出、黄钾铁矾除铁工艺的工业生产,效果良好。一九七八年,江苏冶金研究所和温州冶炼厂合作,研究成功了热酸浸出喷淋除铁的新工艺。
沈阳冶炼厂于一九六九年将一次净液除铜镉,二次净液用黄药除钴工艺,改为一次用氧化砷(砒霜)做活化剂,用锌粉除钴,二次净液除残镉工艺,使溶液质量有明显提高。但由于氧化砷是剧毒化合物,因此于八十年代初试验用硫代锑酸钠取代氧化砷做活化剂。
在设备更新改造方面,七十年代以来也取得了很多成果。氧化锌真空输送,真空抽吸电解阳极泥,电解阴阳极的改进,电解液采用空气冷却塔集中冷却,析出锌熔铸操作的机械化等,对减轻工人劳动强度,改善环境,提高工作效率发挥了很大作用。
(一)铅冶炼过程的综合利用。
中国铅精矿除含有铅、锌、硫等主要成分外,还含有铜、镉、银、铋、锡、锑、铊、铟等多种元素。在铅冶炼过程中,镉、铊、锌及部分铟富集在烧结与鼓风炉熔炼产生的烟尘或炉渣中,其他伴生元素则富集在粗铅产品中,在铅精炼过程中得到回收。
在铅冶炼过程中回收银是银生产的主要途径之一。沈阳冶炼厂于一九四九年恢复铅冶炼生产后不久,就开始从铅电解阳极泥中回收金银。株洲冶炼厂铅系统建设时,也把回收金银作为主要目标之一。一些炼铅厂为综合回收金银资源,提高经济效益,除回收铅精矿中含有的金银外,还在处理铅精矿的同时,处理部分金精矿、金块矿及其他含金银较高的物料,充分利用鼓风炉熔炼回收金银的优点,扩大了综合利用的范围。
中国从一九五二年开始在沈阳冶炼厂从铅电解阳极泥中回收铋。王懋川主持试验,选择了湿法流程,于一九五三年获得成功,产出新中国第一批金属铋。株洲冶炼厂的铋工段于一九五九年投产,采用火法流程,生产品位较高的精铋,每年可生产铋80吨以上,冶炼回收率达97%以上。沈阳冶炼厂于一九六七年回收铋的流程改为火法后,铋的回收率也达到了92%。沈阳冶炼厂于一九五七年采用湿法流程处理阳极泥回收碲获得成功,株洲冶炼厂采用了同样流程。水口山矿务局是从铅鼓风炉熔炼的烟尘中回收碲的,并同时回收硒。此后,镉、铜、铊等也陆续得到了回收。
(二)火法炼锌过程的综合利用。
火法炼锌厂除了生产锌和主要回收硫外,还可综合回收铜、铅、镉、铟、锗、铊、汞、银等多种金属。
硫酸是火法炼锌工艺综合利用的主要产品之一。新中国建立初期,葫芦岛锌厂竖罐炼锌尚未恢复,只恢复了硫酸生产。随着竖罐炼锌成功,产量不断扩大,硫酸产量也随之增加。八十年代,硫酸的年生产能力已发展到18万吨以上,硫的回收率达到了92%以上。韶关冶炼厂鼓风炉炼铅锌,硫的回收率在86%以上。
在锌蒸馏过程中有部分铟进入粗锌,粗锌精馏时铟富集在回流物中,熔析产出高铟铅。水口山矿务局采用湿法流程处理高铟铅,生产出金属铟。葫芦岛锌厂是从焦结炉排出的烟尘中回收铟,并同时回收镉。
为了减轻汞对硫酸的污染,韶关冶炼厂和葫芦岛锌厂对进入制酸系统的烟气进行脱汞。韶关冶炼厂与广州有色金属研究院等单位研究成功的采用碘络合一电解法回收汞新工艺,使产出精制汞的品位为99.99%,年产汞5吨以上。锗、金、银在火法炼锌过程中也部分得到了回收。
(三)湿法炼锌过程的综合利用。
镉是湿法炼锌过程综合利用的主要产品之一。一九五三年,沈阳冶炼厂便从锌净液工序产出的铜镉渣中回收了金属镉和铜。株洲冶炼厂锌系统投产后,也很快回收了镉。
株洲冶炼厂采用黄药除钴,产出一种黄酸钴渣,含有钴、镉、铜及其他元素。该厂利用这种钴渣生产氧化钴,于一九七四年正式投入生产。
湿法炼锌过程综合回收铟是沈阳冶炼厂于一九五六年开始的。一九六六年,株洲冶炼厂开始试生产铟。一九七六年,该厂与长沙矿冶研究所合作,进行了全萃取法综合回收铟、锗、镓的试验,于一九七八年开始工业生产。
由于湿法炼锌工艺本身就为资源的综合利用创造了有利条件,中国湿法炼锌厂综合利用水平都比较高,锌精矿中伴生的十几种主要元素基本都得到了利用,大大增加了经济效益。
(一)铅锌冶炼过程节能。
六十年代中期,沈阳冶炼厂为降低焦炭消耗,改革了铅鼓风炉熔炼制度,采用新的操作方法,在不投资改造设备的条件下,使生产每吨粗铅的焦炭消耗由350公斤降到300公斤以下,节约焦炭15%左右。此后,株洲冶炼厂和水口山矿务局第三冶炼厂缩小鼓风炉风口直径,增加风口个数,既强化了生产,也达到了降低焦炭消耗的目的。
七十年代以前,中国铅鼓风炉普遍采用水套冷却,既浪费水,又大量消耗焦炭。一九七○年,水口山矿务局第三冶炼厂首先把鼓风炉水套由水冷却改为汽化水套冷却,接着,其他各炼铅厂家也相继实现了鼓风炉汽化水套冷却。这一改革一般节约用水80—88%,焦炭消耗降低10%左右,产出的低压蒸汽还可用于生产和生活。沈阳冶炼厂于一九八二年对鼓风炉水套进行毡覆盖保温,进一步减少了热损失,并增加了汽化水套的产汽量。另外,沈阳冶炼厂于一九七九年实现了鼓风炉冲渣水闭路循环,每年节水45万吨,并为回收冲渣水余热利用创造了条件。
为了降低粗铅精炼过程的能耗,一九七八年,昆明冶炼厂改粗铅两段脱铜为一段脱铜,使粉煤消耗降低40%;沈阳冶炼厂连续脱铜工艺,减掉粗铅重熔作业,大大降低了燃料的消耗。
七十年代中期以后,各铅电解均采用了可控硅整流器,提高了效率,节电效果明显。仅株洲冶炼厂,此项设备更新年节电就达100多万度。
湿法炼锌节能重点是降低电解耗电量。各湿法炼锌厂家努力提高电解液质量。沈阳冶炼厂实现了氧化砷深度净液,株洲冶炼厂采用沸腾净液新工艺,使电解新液杂质含量下降,提高电流效率1—2%。
缩小电解阴阳极间距,使电解在高酸、高温、中电流密度条件下进行,是湿法炼锌节电的重要途径。株洲冶炼厂采用上述工艺后,使锌电解电流效率达到了89—90%。
(二)铅锌冶炼过程余热利用。
回收高温烟气余热的主要途径是安装余热锅炉生产蒸汽。在这方面,葫芦岛锌厂在锌精矿沸腾焙烧炉和竖罐蒸馏炉上安装了余热锅炉;一九七七年又在焦结炉尾部建成了余热发电锅炉。一九八二年,水口山矿务局第一冶炼厂回收锌沸腾焙烧炉烟气余热,安装发电余热锅炉,建起了一座余热发电站。一九八一年,沈阳冶炼厂在两台锌挥发窑窑尾各建了一座排管式余热锅炉。一九八二年株洲冶炼厂在挥发窑尾建成一台中压锅炉,会泽铅锌矿在烟化炉尾投产运行了余热锅炉。铅锌冶炼企业的这些措施,不但有效地利用了余热,节约了能源,增加了经济效益,而且改善了工业生产环境,促进了企业的文明管理。