水口山法炼铅工艺是目前我国主流的生产工艺，目前许多大型的炼铅企业都在使对该工艺，本研究以该工艺为例进行铅物质流分析。

一、调研方案设计

1.预调研

调研方案主要包括两个过程，一是确定调研对象，并进行预调研，预调研过程中将确定现场监测时需要监测和采样的点位。

(1)确定调研对象（冶炼工艺及典型企业），对冶炼工艺进行深度剖析，列出工艺流程图，以及各环节输入的物质及污染物排放情况。

(2)与被调研企业进行沟通，确定需要采集的数据类型。有些数据，例如原料中含铅量或产品中铅量企业自身有实测数据，可由企业获得，也取样检测。通过企业实地调研，确定需要实测的点位和监测频次。

(3)采样送检分析。

以某铅冶炼企业为例，经过现场调研后，确定的“产品及物料循环”采样点和“废物排放”采样点如表所示：

2.实地调研

实地调研分为现状数据调研和监测两部分，现场监测为连续采样、监测三天，数据调研和现场采样监测表，如表3-11、表3-12所示。

二、SKS工艺铅物质流核算

定义Ui为物质i中的铅含量，Wi为物质i的质量，Pi为物质i中的含铅量，则有：

Ui=Wi×Pi

依据物质守恒原理，输入端物质含铅量＝输出端物质含铅量，则有：

1.底吹炉工序

依据现场调研及实测结果，底吹炉工序中铅在各物质中的分布及流向，如图3-8所示。

2.鼓风炉工序

依据现场调研及实测结果，鼓风炉工序中铅在各物质中的分布及流向，如图3-9所示。

3.精炼系统

依据现场调研及实测结果，精炼系统中铅在各物质中的分布及流向，如图3-10所示。

三、SKS工艺物质流图构建

根据SKS生产工艺及物质流向特征（见图3-11)，初步建立了SKS铅物质流简图，图3-12。依据现场实测和资料调研，得到各股物流中铅流量的大小，如表3-13所示，最终建立SKS铅物质流图3-13。

四、SKS工艺物质流核算结果及讨论

依据铅物质流评价指标，得出SKS铅冶炼工艺物质流评价结果，如表3-13所示。

1.输入物质流

外加物质流由两部分组成，分别是制粒工序配料时添加的含铅物料和火法初炼时投入的粗铅。其中，制粒阶段的含铅物料是来自锌冶炼系统的铅渣（该厂同时还拥有一条锌冶炼的生产线，产生部分含铅渣）。

2.循环物质流

该SKS工艺中共有8股循环物质流，其中比重最大的是回收利用的残极，占52.86%。在电解阶段，电解槽阳极放入含铅的阳极板，阳极板中的铅在电解过程中进入电解液并在阴极析出，而剩余的阳极板，也就是残极，返回至初炼阶段浇铸成为阳极板继续供电解适用。与此同时，电解槽阴极形成的阴极板（成分是析出铅），一部分进入下一环节即铸锭环节以形成最终产品，另一部分阴极铅循环利用，作为电解槽的阴极来继续析出高纯度的铅。因此，阴极板的循环物质流的比重也较高，占10.9%。在初炼和铸锭阶段，会产生大量的含铅废渣，这些含铅废渣由反射炉还原熔炼之后可形成粗铅，这部分粗铅返回至初炼阶段，和来自上游工序的一次粗铅、二次粗铅一起加工成铅阳极板。

以上三股物质流的循环利用（回用）主要源自于工艺的需求，而其他5股循环物质流回用的目的主要是为了能够反复提炼废渣中的铅。值得注意的是，这5股循环利用的物质流均是各个工序中的尾气经过除尘设备后捕集到的烟尘，这些烟尘中重金属的含量在1%-50%，仍然可以返回工序中继续提取铅。其中废水处理渣是由底吹炉烟气制酸后的污酸经废水处理站处理后形成的污泥压滤而成。

3.排放物质流

从污染物的排放方式上，排放物质流又可以分为集中排放和无组织排放。在本次检测过程中，所有的无组织排放都包含在名为铅损失的物质流中。铅损失是指包含无组织排放以及计量误差在内的铅损失。铅损失是污染物中比例非常大的一部分。通过对SKS的实地调研发现，该工艺的无组织排放主要以生产车间烟粉尘的形式散逸、损失。三股铅损失物质流分别来自初炼、铸锭和反射炉工序，也就是说，铅损失主要来自SKS工艺的后端—粗铅精炼阶段。粗铅精炼是将前端工序产生的粗铅进一步提纯，生产高纯度铅的过程，由于铅矿的伴生金属较多，因此后端的精炼工序主要目的是进一步去除这些伴生金属，以提高铅产品的纯度。因而，后端工序包括电解、铸锭等较为复杂的工艺。和前端密闭的底吹炉、鼓风炉等设备不同，精炼阶段主要采用的熔炼锅、精炼锅、电解槽等设备密闭性相对较差，尽管生产车间也安装有烟尘捕集和处理设施，但仍无法避免大量的烟尘散逸。这也是造成无组织排放粉尘量大的一个重要原因。理论上来说，生产现场散逸的烟粉尘是铅损失的重要组成，由计量引起的误差（主要是指根据车间报表以及现场实测的数据，部分工序的投入高于产出）也包含在铅损失中。在粗铅熔炼阶段，原料等物质流通过皮带传输机输送至熔炼炉内，这些物料量的计量都是相对精确的，而在粗铅精炼阶段，阳极板、阴极板等物质流的重量通常都是通过体积×密度的方式估算得出，企业对此并无准确称量，因此，难以避免的，会产生投入物料量大于产出物料量的情况，损失的这部分物料就包含在铅损失物质流中。

在铅冶炼过程中，废渣是排放物质流中含铅比重非常大的一部分污染物。从废渣的产生量来看，废渣所占的比重是所有污染物中比例最高的，由于废渣中普遍含有铅等重金属，因此部分废渣物质流可通过返回工序或者返回最初配料阶段来继续回收提取铅。理论上来说，所有含铅废渣都可以返回至工序中再次熔炼以提炼铅，但每股废渣物质流中的重金属成分及含量都不同，一些物质流中除了铅以外的重金属含量较高，且具有回收利用的价值，通常这些伴生元素含量高的废渣被出售给相应的回收企业。表3-14说明了该SKS工艺中四股废渣物质流的比重和去向。从表3-14可知，该SKS工艺的所有外排废渣均可以实现二次利用以提取其他金属。

4.序存物质流

该SKS工艺的库存物质流来自底吹炉阶段产生的一次粗铅，根据当月的调度计划，底吹炉生产的粗铅产量较多，后端的粗铅精炼阶段暂时无法全部消化吸收，因此底吹炉产生的粗铅有一部分进入库存。库存物质流在工艺过程物质流中相对不稳定，主要取决于上下游的生产调度计划。

五、其他指标

SKS铅冶炼工艺中，每生产It精炼铅，流程废品率，也即没有进入最终精炼铅的物质流中含铅1.4762t（包含库存流）。流程生产过程中循环利用的废弃物占产生的废弃物的比例为84.19%。总体来看，在SKS工艺下，利用单位铅精矿所能生产出来的精炼铅得率为93.38%0