艾萨炉炼铅法的生产实践与总结解析
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降低炼铅鼓风炉渣铅含量的探索与实践炼铅是一种重要的化学工艺,用来从金属矿石提取有用的金属元素。
炼铅过程中,会产生温度达到一千多度的渣滓,而这种渣滓中会含有大量的铅。
由于铅的毒性,因此现在人们对它的危害有越来越大的认识,降低渣滓中的铅含量,对节约能源、减少污染、保护环境都有着重要的意义。
首先,必须明确减少炼铅鼓风炉渣中铅的措施。
一是采取有效的技术措施来控制蒸汽温度,减少渣滓的产生;二是采取合适的蒸汽鼓风诱导系统,提高鼓风炉的热效率;三是实施技术改造,在鼓风炉喷口处安装射流器,促使炉渣能均匀地被热风吹走;四是加大排放排气量,让温度更容易达到放射性温度;五是采取有效的冷却措施,减少渣滓中铅的沉淀;六是采取有效的分离技术,把渣滓中的铅分离出来,防止其流入环境。
其次,要对降低炼铅鼓风炉渣中铅的实施效果进行反复试验测量。
在反复的试验中,使用GC-MS(气相色谱-质谱联用仪)可以清楚地了解渣滓中铅元素的含量,从而把多余的铅元素抽除出来;研究人员也可以通过SPME(快速提取静电纺织芯片)对渣滓进行快速提取,检测出渣滓中的铅元素;此外,还可以通过ICP-OES(电感耦合等离子体发射光谱)来检测渣滓中的铅浓度,同时也可以用FTIR(Fourier 变换红外光谱)来获取铅元素的结构和特征。
最后,要按照法律法规的规定进行渣滓的处理,采用合适的技术对渣滓进行处理,以限制其产生的污染。
这里,最有效的处理方法是进行闪蒸处理,即把渣滓放入高温环境中,用高温产生的水蒸气穿透渣滓,把大量铅提取出来。
此外,渣滓处理过程中还需要采取移动式真空蒸发器、固体物料搅拌设备等设备,这样就能有效地降低渣滓中的铅含量。
综上所述,减少炼铅鼓风炉渣中铅含量是一个重要的环保措施,在其实施过程中,需要采取有效的技术措施、反复的实验测量,以及按照法律法规的规定来处理渣滓,确保炼铅过程中不会对环境造成污染。
只有把降低炼铅鼓风炉渣铅含量这项重大任务完成好,才能为保护环境、节约能源、改善人类的生活状况做出贡献。
实习报告一、前言我于2023期间,在铅锌矿进行为期一个月的实习。
在此期间,我深入了解了铅锌矿的开采、选矿、冶炼等全过程,对铅锌矿产业有了更加全面的了解。
现将实习情况总结如下:二、实习内容1. 矿山开采在矿山开采环节,我了解到铅锌矿的开采方式有地下开采和露天开采两种。
地下开采主要用于深部矿藏的开采,而露天开采则适用于表层矿藏。
在开采过程中,需遵循安全、高效、环保的原则,确保矿产资源的合理利用。
2. 选矿工艺选矿是铅锌矿生产中的重要环节,其主要目的是将矿石中的有用矿物与脉石矿物分离,提高铅锌金属的品位。
我实习的铅锌矿采用浮选法进行选矿,主要包括破碎、球磨、浮选、浓缩、过滤等工序。
在浮选过程中,药剂的使用、浮选机的操作以及工艺参数的调整都对选矿效果有重要影响。
3. 冶炼工艺冶炼环节是将选矿后的铅锌精矿转化为金属铅和金属锌的过程。
我实习的铅锌矿采用火法冶炼工艺,主要包括烧结、熔炼、吹炼、精炼等工序。
在冶炼过程中,要严格控制炉温、气氛、物料配比等参数,确保冶炼效果。
4. 环保与安全在铅锌矿的生产过程中,环保和安全问题尤为重要。
我了解到,铅锌矿企业需严格执行国家环保法规,对废气、废水、废渣进行处理,实现达标排放。
同时,企业要重视员工的安全培训,确保生产过程中的安全。
三、实习收获通过实习,我对铅锌矿产业有了更加深入的了解,从矿山开采到选矿、冶炼,每一个环节都需要严谨的操作和严格的控制。
同时,铅锌矿产业环保和安全问题的重要性也让我深感责任重大。
四、实习总结实习期间,我认真学习了铅锌矿的生产工艺,积极参与各项工作,收获颇丰。
在今后的工作中,我将所学知识运用到实际工作中,为我国铅锌矿产业的发展贡献自己的力量。
金属硫化物精矿不经焙烧或烧结焙烧直接生产出金属的熔炼方法称为直接熔炼。
对硫化铅精矿来说,这种粒度仅为几十微米的浮选精矿因其微粒小,比表面积大,化学反映和熔化过程都有可能很快进行,充分利用硫化矿粒子的化学活性和氧化热,采用高效、节能、少污染的直接熔炼流程处理是合理的。
传统的烧结—鼓风炉流程将氧化——还原两过程分别在两台设备中进行,存在许多难以克服的弊端。
随着能源、环境污染控制以及生产效率和生产成本对冶炼过程的要求越来越严格,传统炼铅法受到多方面的严峻挑战。
具体说来,传统法有如下主要缺点:(1)随着选矿技术的进步,铅精矿品位一般可以达到60%,这样精矿给正常烧结带来许多困难,导致大量的熔剂、反粉或还有炉渣的加入,将烧结炉料的含量降至40%~50%。
送往熔炼的是低品位的烧结块,致使每生产1t多炉渣,设备生产能力大大降低。
(2)1t PbS精矿氧化并造渣可放出2x106kJ以上的热量,这种能量在烧结作业中几乎完全损失掉,而在鼓风炉熔炼过程中又要另外消耗大量昂贵的冶金焦。
(3)铅精矿一般含硫15%~20%,处理1t精铅矿可生产0.5t硫酸,但烧结焙烧脱硫率只有70%左右,故硫的回收率往往低于70%,还有30%左右,还有30%左右的硫进入鼓风炉烟气,回收很困难,容易给环境造成污染。
(4)流程长,尤其是烧结及其返粉制备系统,含铅物料运转量大,粉尘多,大量散发的铅蒸汽、铅粉尘严重恶化了车间劳动卫生条件,容易造成劳动者铅中毒。
近30年来,冶金工作者力图通过PbS受控氧化即按反映式PbS+O2=Pb+SO2的途径来实现硫化铅精矿的直接熔炼,以简化生厂流程,降低生产成本,利用氧化反应的热能以降低能耗,产出高浓度的SO2烟气用于制硫,减小对环境污染。
但由于直接熔炼产生大量铅蒸汽、铅粉尘,且熔炼产物不是粗铅含硫高就是炉渣含铅高,致使许多直接熔炼方法都不很成功。
冶金工作者通过Pb-S—O系化学势图的研究,找到了获得成分稳定的金属铅的操作条件,但也明确指出,直接熔炼要么产出高硫铅,要么形成高铅渣;要获得含硫低的合格粗铅,就必须还原处理含铅高的直接熔炼炉渣。
冶炼实习工作总结在过去的一段时间里,我在_____公司进行了冶炼实习。
这是一段充满挑战和收获的经历,让我对冶炼行业有了更深入的了解和认识。
实习初期,面对陌生的环境和复杂的工艺流程,我感到有些不知所措。
但是,在师傅和同事们的耐心指导和帮助下,我逐渐适应了工作节奏。
在实习过程中,我主要参与了以下几个方面的工作:原材料的准备与处理是冶炼的第一步。
这包括对矿石、燃料等原材料的筛选、破碎和配料。
我了解到不同的原材料特性对于冶炼效果有着至关重要的影响。
比如,矿石的品位和粒度直接关系到金属的回收率和质量。
在这个环节中,需要严格把控原材料的质量,确保其符合冶炼的要求。
熔炼过程是整个冶炼的核心环节。
我所在的车间主要采用_____熔炼工艺。
在熔炼过程中,温度、压力、气氛等参数的控制至关重要。
稍有偏差,就可能导致产品质量下降或者出现安全事故。
通过观察和学习,我逐渐掌握了如何根据炉内的情况调整参数,保证熔炼的顺利进行。
精炼环节则是对熔炼出的粗金属进行进一步的提纯和净化。
这需要运用各种化学和物理方法,去除杂质,提高金属的纯度。
我参与了_____精炼工艺的操作,深刻体会到了精细操作和严格控制条件的重要性。
除了实际操作,我还参与了一些设备的维护和检修工作。
了解了各种冶炼设备的结构和工作原理,学会了如何对设备进行日常的检查、保养和简单的故障排除。
这不仅提高了我的动手能力,也让我更加懂得设备正常运行对于生产的重要性。
在实习期间,我也遇到了不少困难和问题。
例如,在一次熔炼过程中,由于温度控制不当,导致炉内出现了结渣现象,影响了生产进度。
通过这次经历,我深刻认识到在操作过程中必须严格遵守操作规程,密切关注各项参数的变化,不能有丝毫的马虎和大意。
同时,我也意识到自己在专业知识和技能方面还存在很多不足之处。
对于一些复杂的化学反应和物理过程,理解还不够深入,在实际操作中还不够熟练。
这也让我更加明确了今后学习和努力的方向。
通过这次冶炼实习,我收获颇丰。
侧吹还原炉液态高铅渣直接还原炼铅工艺试生产总结篇一:铅富氧侧吹炉开炉生产实践-论文doi:10.3969/j.issn.1007-7545.20XX.08.006铅富氧侧吹炉开炉生产实践胡卫文,徐旭东,欧阳坤(湖南水口山有色金属集团有限公司,湖南衡阳421500)摘要:详细介绍了目前国内已建成的采用无烟粒煤为还原剂最大的富氧侧吹还原炉开炉试生产情况和技术指标。
工业生产实践表明,该侧吹还原炉技术先进、投资省、工艺稳定、吨铅综合能耗低、工作环境好。
关键词:铅;侧吹炉;生产实践;富氧熔炼中图分类号:TF812文献标志码:a文章编号:1007-7545(20XX)08-0000-00StartupPracticeofLeadoxygenEichmentSide-blownFurnaceHUwei-wen,XUXu-dong,oUYanGKun (ShuikoushannonferrousmetalsGroupofHunanProvince,Hengyang421500, Hunan,china)abstract:Trialproductionandtechnicalindexofcurrentlargestdomesticbuiltoxygeneichmentside-blownfurnacewithsmokelesscoalasreductantwereintroduced.in dustrialpracticeshowsthatoxygeneichmentside-blownfurnacehastheadvant agesofadvancedtechnology,lowinvestment,stableprocess,lowcomprehensi veenergyconsumption,andgoodworkingenvironment.Keywords:lead;side-blownfurnace;plantpractice;oxygeneichmentsmelting某厂侧吹炉由西安有色冶金设计院负责设计,侧吹炉炉床面积为12.15m2,是目前国内已建成的采用粒煤作为还原剂的最大的富氧侧吹还原炉,设计规模为年产10万t粗铅,20XX年11月份开工建设,至20XX年10月份开炉试生产,工作进展顺利。
年产10万吨粗铅毕业设计摘要本次设计主要是年处理10万吨铅精矿的铅顶吹直接熔炼炉,通过对铅及其主要化合物的物理化学性质和用途的认识、铅生产方法的了解、铅直接熔炼原理及工艺流程的选择、计算熔炼炉炼铅的物料平衡与热平衡计算。
对铅顶吹直接熔炼炉进行选择计算,根据计算出的尺寸对熔炼炉进行定型,通过尺寸定型画出熔炼炉的结构图。
设计方案以技术新、效益高为原则,充分体现了先进、灵活、多功能的特点。
关键词: 铅顶吹直接熔炼炉、年产10万吨、工艺流程的选择、物料平衡与热平衡计算、尺寸定型、画结构图。
目录1 绪论 ......................................................................................... 错误!未定义书签。
2、铅生产概述 (3)2、1铅及其主要化合物的物理化学性质和用途 (3)2、1、1铅的性质和用途 (3)2、1、2铅的主要化合物的物理化学性质 (5)2、2铅生产方法概述 (8)2、2、1直接炼铅法 (8)2、2、2传统炼铅法 (9)2、3铅直接熔炼 (9)2、3、1铅直接熔炼的基本原理 (9)2、3、2铅直接熔炼工艺流程 (11)2、3、3铅直接熔炼中各主要组分的行为 (14)2、3、4铅直接熔炼主要产物 (16)2、4铅直接冶炼艾萨炉熔炼系统主要设备结构 (17)2、4、1艾萨炉的炉体结构 (17)2、4、2艾萨炉喷枪 (17)2、4、3辅助燃烧喷嘴 (18)2、4、4艾萨炉的熔体排放 (19)2、4、5艾萨熔炼操作要点 (19)3、冶金计算 (21)3、1原料 (21)3、2燃料 (22)3、3辅助材料 (23)3、3、1石英石 (23)3、3、2石灰石 (24)3、3、3铁焙砂 (24)1、绪论在所有金属的冶炼中,铅冶炼一直是个难点。
世界已查明的铅资源储量为150万吨,中国的铅储量为9万吨,在世界上居第二位。
目录0引言 (2)1生产工艺特点 (3)1.1生产工艺(见图1) (3)1.2开路除砷技术特点 (4)1.3电积脱铜技术特点 (4)2高砷烟尘开路除砷、电积法富集铜生产实践 (4)2.1烟尘的调浆浸出 (5)2.2电积法富集铜 (6)2.3浸出液脱锌 (6)2.4开路除砷 (7)3鼓风炉熔炼富集铅的生产实践 (7)3.1主要反应的热力学及主金属反应关系 (7)3.1.1热力学反应式 (7)3.1.2主金属反应关系 (8)3.2渣型选择 (9)3.3浸出渣的配料制砖 (10)3.4鼓风炉富集熔炼 (10)3.5反应过程元素走向 (11)4铅铋合金精炼 (13)4.1铅铋合金的火法精炼 (13)4.1.1熔析除铜 (13)4.1.2氧化除锡、砷、锑 (13)4.2铅铋合金长周期电解精炼 (13)5结论 (14)6主要参考文献 (16)7结束语 ................................................................ 错误!未定义书签。
0 引言随着矿产资源的不断开采利用,矿产资源的不断缩减,矿产资源品位不断下降,市场竞争日益激励,各个冶炼企业对有价金属的综合回收越来越重视,形成了对矿产资源的综合回收利用的多少,成为了各个公司利润的增长点所在,从而有价金属的综合回收利用,成为了近年来各大公司的重点攻关项目。
2002年5月云铜股份有限公司艾萨熔炼改造工程顺利完成并投产,当年底实现达产达标。
艾萨炉熔炼工艺,脱杂能力非常强,随铜精矿带入流程的各种杂质元素在熔炼过程中绝大部分进入烟尘或渣相。
艾萨熔炼过程中所产出的烟尘含有铜、铅、锌、铋、砷、镉、银、锑等多种有价金属,有效的对其中的有价金属进行回收,成为了企业利润的新增长点。
由于该烟尘中的砷含量较高,不仅有害生产,还污染环境,为解决这一难题,西科工贸有限公司自主研发西科-B法新工艺,西科-B法工艺主要是经过两段浸出,使烟尘中90%的As、Cd、Zn、C u等元素进入溶液予以回收,得到主要以P b、Bi、Sn、A u、Ag等留在浸出渣中,浸出渣运送至富民薪冶工贸有限公司进行有价金属的综合回收。
世上无难事,只要肯攀登铅冶炼综述铅是常用的有色金属,其年产销量在有色金属中排在铝、铜、锌之后列第四位.近年,世界铅的年产销量约为5500kt,世界铅的消费将以1%~2%的速度增长。
世界铅的资源,已探明可资利用的储量为1.5~3×l08t,美国储量居首位,其次是前苏联、澳大利亚、加拿大和中国。
铅矿石可分为硫化矿和氧化矿两大类.前者属原生矿物,分布极广,目前世界矿产铅大部分是从硫化矿提炼的;氧化矿系由原生矿物经风化作用及含有碳酸盐的地下水的作用形成的,故又名次生矿物。
原生矿物主要是方铅矿,次生矿物主要是白铅矿(碳酸铅)和铅矾(硫酸铅)。
地壳中的铅常与锌、铜共生,构成铅锌矿或铅锌铜矿,其中除铅、锌、铜外,一般还含有金、银、铋、镉、铟、锗、锡等金属.因此,在绝大多数情况下,铅矿石需要通过预先选矿得出含铅40%~70% 的精矿才能进行冶炼。
铅酸蓄电池工业用铅量占全部铅需求量的60%以上,因此铅在汽车工业中占有重要的地位。
目前,全世界铅的总产量中一半以上来自二次物料,主要是废蓄电池,矿产铅的比例不足一半。
目前,炼铅主要是火法,湿法炼铅虽已进行了长期试验研究工作,有的已做到半工业试验规模,但是都还未在工业上采用。
目前,世界上矿产粗铅有95%以上是用烧结-鼓风炉还原熔炼流程生产的。
世界各国对烧结-鼓风炉炼铅流程作了如下改进:采用预热空气与富氧,以降低焦耗提高生产能力;采用汽化冷却,以利用废热;采用双排风口及椅型水套改进熔炼制度;采用无炉缸鼓风炉熔炼使渣铅排放连续化;采用烟化炉处理炉渣并使之连续化,使渣处理技术更加完善;返粉破碎工艺的规范化、大型刚性滑道密封与柔性传动烧结机的采用,可以保证向鼓风炉提供优质烧结块,烟气SO2 浓度也可满足制酸要求;机械化自动化水平的提高,改善了劳动条件等等。
由于传统的鼓风炉炼铅流程存在能耗大、污。
1 ISA—YMG炼铅法的生产实践与总结 ISA—YMG炼铅法是我公司引进国外顶吹沉没熔炼技术来改造传统烧结—鼓风炉还原熔炼技术而开发出的一种粗铅冶炼新工艺,该工艺引进ISA炼铅法中的氧化熔炼部分并结合我公司比较成熟的鼓风炉还原熔炼技术,在此基础上进行组合开发而形成的一种节能、环保、高效的绿色炼铅新工艺。该项目于2005年3月在我公司曲靖基地建设完工,6月艾萨炉点火投产一次成功。它是目前为止世界上首家用铅精矿直接熔炼生产粗铅的第一座艾萨炉,它的成功标志着国际炼铅技术的发展又取得了新的突破。 一、ISA—YMG炼铅工艺由两个部分组成:艾萨炉的氧化熔炼部分和我公司的鼓风炉还原熔炼部分。在氧化熔炼阶段:铅精矿、熔剂和烟尘经混合制粒由后皮带运送至艾萨炉顶。然后从加料口进入艾萨炉并在炉中发生剧烈的氧化脱硫反应,反应所需的空气和燃油经艾萨炉喷枪进入熔池中,反应所生成的产物有粗铅、富铅渣和烟尘,所产生的SO2气体经收尘处理后送酸厂制酸,烟尘返回备料系统配料;在鼓风炉还原熔炼阶段:艾萨炉所产出的富铅渣经铸渣机铸块后运送到鼓风炉,在炉中与焦碳、熔剂一起发生还原反应,生成粗铅、熔渣和烟气。熔渣进入电热前床经沉清处理后送烟化炉回收Zn和Ge,烟气经冷却降温和收尘后排空。工艺流程图如下:
一)艾萨炉氧化熔炼 氧化熔炼作业在艾萨炉中进行,整个熔炼系统包括艾萨炉主体、余热锅炉、电收尘、引风机、工艺鼓风机、燃油供给系统、喷枪、保温烧嘴等(如下图所示):
概述 艾萨炉是一个高11.2米,约2.9米内壁直径,内衬耐火材料的圆柱形容器,炉子上端设有加料口,喷枪口和烟道口,底部设有两个排铅口,一个放渣口,一个放铅口。铅精矿、熔剂、烟尘等按配料比例充分混合并经制粒后皮带运输机从炉顶加料口送入炉子,PbS氧化所需的氧气和空气及燃油通过喷枪直接以旋涡状喷射到熔池渣层中,并使熔池剧烈搅动,加速冶炼过程的传热和传质速度,大大强化了炉内熔炼的氧化过程。整个反应释放出大量的热,加入的炉料被迅速加热熔化并完成冶金过程的反应,反应所生成粗铅从排铅口排出,采用圆盘铸锭机浇铸后,送电解精练。富铅渣由铸渣机铸成渣块,送鼓风炉还原处理。
原料 艾萨炉对原料适应性强,不仅可以处理铅精矿,而且还可以处理各种二次含铅物料、铅渣等。对物料的粒度,无论是块状还是粉沫状都无特殊要求,备料过程简单,混合的铅精矿、熔剂经过制粒机制粒后,即可入炉,为防止精矿过早从进料口下方进入烟气,入炉物料水分一般控制到8—12%之间,对入炉物料成分也无特殊要求,一般情况下,Pb%控制在50—60%之间。当然Pb%越高,越有利于整个熔炼过程,以下是入炉物料的平均成分表:
表一 入炉物料化学成分表 2
Pb Zn Cu S Fe SiO2 CaO Al2O3 MgO As Sb Ge 63.89 3.63 0.039 17.37 6.30 0.70 0.95 0.46 0.00 0.08 0.0035 12g/t
入炉物料进入炉子后在1050℃ 温度下进行氧化熔炼,整个反应过程基本上属于恒温操作,熔炼温度下降可使炉寿增长并降低烟尘率,但会使炉渣变稠,给操作带来困难。整个过程采用富氧熔炼,富氧浓度为30%,氧气由制氧站提供。产出的富铅渣化学成分如表二所示,原料中大约有45%的铅进入富铅渣,40%的铅变成粗铅,15%的铅进入烟尘。
表二 富铅渣化学成分表 富铅渣 Pb Fe SiO2 Zn CaO Al2O3 MgO 成分% 49.85 11.54 9.26 0.00 4.61 1.79 0.00
喷枪 萨炼铅法的关键技术之一,它由钢管制成,喷枪口的直径为250mm,采用空气冷却,喷枪从里到外分三个部分,最里面的部分是输油管道,Φ约 mm,油管外面是用于控制在13.5Kpa左右,此时喷枪在熔池中的深度为300—500mm,如果端压增大则喷枪插入熔池的深度增加,反之亦然。喷枪内设有旋流哭,喷枪内的气体通过旋流哭后可加速气体流速,并呈旋涡状从中流过。燃烧气体以极高的流速呈旋涡状从中流过,大大加快了把热量从枪体传递给气体的速度,从而能在喷枪外表面形成一层冷却凝固的渣壳,形成柱渣,这层渣壳保护了喷枪,使其能长时间在高温炉渣中工作而不发生烧损,从而处长了喷枪寿命。在正常熔炼条件下,喷枪的使用寿命约为7—12天。在喷枪出问题或需暂时停炉时,通常用保温烧嘴代替喷枪,并对炉子时行保温。保温烧嘴结构比喷枪较为简单,由两部分组成,油管在最里面,外面是空气管道,Φ约 mm。 炉衬保护 艾萨炉采用镁砖或铬镁砖砌筑成圆筒形,外层是厚度为100mm的钢筒,炉子内经约2.9米,反应区离炉壁有一段距离,在反应过程中,会生成一种熔点较高的炉渣铁酸锌(ZnO+Fe2O3→ZnF2O4),它会附着在炉壁上,从而保护了耐火砖,使耐火砖不易烧损,艾萨炉耐火砖寿命一般为2年。在炉子最初升温时,为了保护耐火砖,升温速度一定要按照升温曲线的规律进行,升温曲线的规律如图所示:在熔炼过程中要避免耐火砖受到热冲击。
操作 艾萨炼铅法机械自动化程度高,操作控制简单,能通过DCS很方便地调整燃煤、空气、富氧浓度、燃油的比例来及时控制炉子内的反应,使冶炼过程在恒温状态下产出我们所需要的产品来,熔炼呈连续的过程,在炉内进行氧化反应,直接生产出一部份粗铅,其余产出富铅渣,熔炼制酸。这样可以避免SO2对大气造成的污染,同时,也可降低产品的能耗和成本,可见艾萨炼铅法是世界上先进的炼铅之法之一。
表三、处理含Pb64%时艾萨熔炼烟气成分 组成 SO2 SO3 CO2 N2 O2 H2O 合计 % 9.1 0.27 6.6 64.3 4.2 15.8 100.0
熔炼工艺 艾萨熔炼工艺的特点是采用了一根“末端浸没式”喷枪将空气和燃料喷入熔池熔体层内。该工艺之所以能成功,是基于在喷枪外壁能保留一层冷凝渣层以保护喷枪。喷枪是夹层的, 3
分内管和外管,富氧空气通过外管喷入炉内(富氧浓度含28%O2),内管是喷油管,喷枪末端有一个旋流哭将二者混合,由于空气流速高,足以使喷枪外部冷却(1),喷枪外壁的冷却效应导致外壁被粘附上以层保护性凝渣,防止外壁被炉渣腐蚀。 当喷入炉内富氧空气中的氧与加进炉内的物料在熔渣层内反应时,熔炼过程开始进行(2)。柴油和煤被用作艾萨熔炼炉的补充热源。空气由KKK鼓风机供应,氧气由一个生产能力为560吨/天的氧气站供应。该氧气站足以满足艾萨熔炼需要。在艾萨熔炼炉内,熔池内液面距炉底1到2.5m,分铅和渣两层,每2到3小时放渣一次,每3到4小时放铅一次,每次排放时间约60分钟。喷枪从炉顶开口处插入炉内,喷枪的末端中插到熔渣层内为止。熔池温度保持在1050之间。熔体温度是通过安置在炉体位于熔池区的4支热电偶进行监测,通过调节给煤率、给油率、富氧浓度来控制温度的波动。 烟气处理 从艾萨熔炼炉上部出口出来的烟气从炉顶进入余热锅炉上升烟道,烟气通过辐射降温,进入余热锅炉的辐射段和对流段,最后烟气进入静电除尘器排除细尘。从余热锅炉中收集的粗尘经刮板运输机运送到烟尘储仓,最后人工返回备料系统。电收尘收集的细尘也如此处理。按设计要求本来从余热锅炉和电收尘收集到的烟尘要用汽化喷射泵送回备料系统,但该设备从投产至今一直无法投入使用。 余热锅炉的各个部分都安装了自动振打装置,以减少烟尘粒粘附在余热锅炉的炉壁上。 从艾萨炉进料口、渣排放口及铅排放口所产生的烟气均装有排气烟罩用单独的环保风机抽走,以进化员工的操作环境。 除尘后的艾萨熔炼炉烟气的混合气体的SO2的水平为7至10%。
冶金控制 通常,留在艾萨炉熔炼炉熔池内的熔体(铅加炉渣)总量为10吨,平均停留时间为100分钟。因此冶金过程的控制和实际监测十分必要。艾萨熔炼炉工作时,主要冶金过程参数有: 1. 富铅渣铅品位 2. SiO2/Fe比 3. 温度 冶金过程控制从配料车间开始,将精矿、石英砂和煤按比例混合,以期得到理想的渣型和铅品位。每一批混料约6000~8000吨,每次成分报告都要向控制室报告。如有必要应对该批混料予以校正,以确保艾萨熔炼炉的一致性。混料校正的主要参数为:铅品位50%—60%;炉渣SiO2;Fe的比率为0.80。 配料成分分析被输入DCS控制系统后,于是系统即可根据设定值参数自动计算出氧气的需要量。每放一次铅和炉渣就作一次分析。使用X射线荧光分析仪做铅和炉渣的成分分析,分析结果送控制室操作人员。
艾萨熔炼炉的化学反应 艾萨炉具有很强的冶炼能力,铅精矿、熔剂和烟尘等混合物料进入炉子后,由于喷枪以旋涡状高速喷出的气体,剧烈搅动熔池,使炉料在高氧位的条件下和有限的空间内,进行气一固一液三相的充分接触和迅速反应,精矿中的PbS与反应空气中的氧气发生反应后,生成铅;二氧化硫(SO2)并放出大量的热,它的反应原理是PbS富氧强化熔炼,在熔炼过程中主要发生的化学反应有: 4
C + O2 CO2 PbS + 1.5O2 PbO + SO2 PbS + O2 Pb + SO2
从热力学角度看,硫化铅精矿的氧化过程都能自动进行,它们都是放热反应,一旦反应
发生,它所释放的热量便可使反应维持下去因此在艾萨熔炼过程中。可以不消耗燃料或只消耗极少的燃料,就可以把反应进行下去,基本能够实现自热熔炼。 上述反应式简要地描述了铅精矿的熔炼过程。但实际还存在一系列的反应,其中一个对艾萨熔炼工艺有很好作用的反应是: Fe2O3 + ZnO =ZnFe2O4 铁酸锌熔点很高,通常以固态的形式存在于富铅渣中,它们会在喷枪和炉壁上形成一层很好的保护层,减少熔体对喷枪和炉砖的磨损。
工厂投产后的运行效果
同大多数冶炼厂设备的投产一样,云南冶金集团艾萨熔炼炉的投产在生产工艺、设备的设计、新设备的熟悉程度和维修工作等方面存在着许多问题。到本文落笔时为止,艾萨熔炼炉已经运行了6个月,并且已经基本实现了预期的目标。在这段时间的生产中,产量已接近设计能力。而且值得更加乐观的事情是:在投产后的4个月里,投产初期所暴露的主要问题,大部分已被解决了。 2005年6月12日开始第一次向艾萨熔炼炉投料,从6~9月,继续生产了竟接近4个月时间,运行过程所有主要问题都暴露出来了,问题如下: 1. 泡沫渣的出现; 2. 余热锅炉的炉顶(喷枪入口处、保温烧嘴入口处以及炉顶上升烟道与喷枪入口之间)三次爆管泄漏事故; 3. 喷枪口、进料口和保温烧嘴口容易结瘤; 4. 备料系统各下料口易堵塞,精矿仓下料非常困难; 5. 排放开口机无法使用; 6. 烟尘量特别大,大于45%; 7. 铅溜槽易烧损泄漏,放铅口不易堵塞; 8. 喷枪寿命短; 9. 排放困难,排放冷却铜水套泄漏; 10. 粗铅表面层出现冷却后析出的铅冰铜层,不易分离。粗铅质量偶尔较差。 上述问题,大多数在投产后几个月内得到解决,然而直到现在,有些问题仍对生产构成威胁。下面将详细叙述这些难题和解决的办法。