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三連爐：鉛冶煉的技改新工藝

2014-7-9

來(lái)源:未知

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三連爐：鉛冶煉的技改新工藝
上世紀(jì)末我國(guó)的煉鉛技術(shù)普遍為燒結(jié)鍋加鼓風(fēng)爐工藝和燒結(jié)機(jī)加鼓風(fēng)爐工藝，本世紀(jì)初，由中國(guó)恩菲公司協(xié)同豫光集團(tuán)、水口山集團(tuán)、池州冶煉廠等共同參與研發(fā)的底吹爐加鼓風(fēng)爐冶煉工藝得到了迅速推廣，但此工藝還原段仍然保留了能耗高污染嚴(yán)重的鼓風(fēng)爐，為了改進(jìn)還原段，業(yè)內(nèi)近年出現(xiàn)了四種熱渣還原工藝爐型——氧氣底吹電熱提溫爐、氧氣底吹天然氣還原爐、氧氣側(cè)吹煤氣還原爐、氧氣側(cè)吹煤粒還原爐。這四種工藝都淘汰了鼓風(fēng)爐，但都各有特點(diǎn)。本文著重介紹由萬(wàn)洋冶煉（集團(tuán)）有限公司研發(fā)的“三連爐”煉鉛工藝。
　　“三連爐”就是把三個(gè)不同冶煉反應(yīng)的爐子用兩條溜槽串聯(lián)到一起，即氧氣底吹爐-連接溜槽-側(cè)吹還原爐-連接溜槽-煙化爐。把處理不同物料、冶煉過(guò)程中具有不同作用的爐子串聯(lián)一起形成了一個(gè)組合。下面分別敘述三連爐中三種爐子的不同特點(diǎn)和工作優(yōu)勢(shì)。
　　底吹氧化爐
　　從礦山開(kāi)采出的鉛礦石多為硫化礦，冶煉工藝的第一步，就是把硫化鉛的硫脫除使之變成氧化鉛，底吹氧化爐的氧化熔煉過(guò)程是在一個(gè)密閉的容器中進(jìn)行的，它有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，一、改變了以前燒結(jié)鍋燒結(jié)機(jī)的半開(kāi)放式生產(chǎn)，避免了煙氣的逸出和無(wú)組織排放，改善了生產(chǎn)環(huán)境。二、利用了物料本身所含硫的反應(yīng)熱，不需要額外加入燃料，實(shí)現(xiàn)了自熱平衡。三、燒結(jié)機(jī)脫硫率不到60%，底吹氧化熔煉脫硫徹底，煙氣二氧化硫濃度高，便于硫的回收。四、供氧氧槍插在底層鉛液里，一部分鉛液被二次氧化，和加入的硫化鉛交互反應(yīng)，加速了氧化過(guò)程，提高了效率。五、因?yàn)檠鯓尣逶谝恒U里而不是插在液渣里，形成泡沫渣的機(jī)率小，操作穩(wěn)定安全。
　　側(cè)吹還原爐
　　氧化鉛的還原反應(yīng)長(zhǎng)期以來(lái)都是在鼓風(fēng)爐內(nèi)完成的，鼓風(fēng)爐的缺點(diǎn)明顯。新鄉(xiāng)中聯(lián)公司和中南大學(xué)2001年合作從俄羅斯引進(jìn)的瓦紐可夫爐(側(cè)吹爐)，歷經(jīng)了四年數(shù)次實(shí)驗(yàn)，因種種原因被擱置沒(méi)有進(jìn)行工業(yè)化應(yīng)用。萬(wàn)洋冶煉（集團(tuán)）有限公司經(jīng)過(guò)充分論證，認(rèn)為這個(gè)爐子用于氧化鉛還原具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，因此決定使用側(cè)吹爐代替鼓風(fēng)爐用于鉛冶煉的生產(chǎn)。雖然這一舉措冒了極大的風(fēng)險(xiǎn)，但實(shí)踐證明卻是一個(gè)明智的選擇。氧氣側(cè)吹爐作為氧化鉛的還原爐具有以下幾個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)：一、爐型小，床能力高，占地少，投資省；二、銅質(zhì)水套爐壽可達(dá)五年；三、獨(dú)立模塊化風(fēng)口設(shè)計(jì)可迅速應(yīng)對(duì)如停電停風(fēng)等突發(fā)情況；四、側(cè)吹爐攪拌功率強(qiáng)，爐內(nèi)熔體翻攪力度大，還原速度快，還原程度徹底；五、借助熔體強(qiáng)力攪拌，小鉛粒碰撞聚合長(zhǎng)大，迅速下沉，分離效果好，無(wú)需電熱前床；六、還原反應(yīng)是弱氧勢(shì)，不易形成泡沫渣，操作穩(wěn)定安全；七、只用煤粒作為燃料和還原劑，不使用價(jià)格昂貴的煤氣、天然氣，成本低廉，地區(qū)適應(yīng)性強(qiáng)。
　　煙化爐
　　鉛冶煉過(guò)程產(chǎn)生的爐渣含有有提取價(jià)值的氧化鋅，氧化鋅的提取大都使用傳統(tǒng)的煙化爐。傳統(tǒng)煙化爐爐底耐火材料壽命一般不超過(guò)3個(gè)月，更換頻繁，延長(zhǎng)了檢修時(shí)間，增加了生產(chǎn)成本。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的煙化爐爐底水套并沒(méi)起到保護(hù)耐火材料的作用，效果恰恰相反。因?yàn)闊熁癄t是間斷作業(yè)，一般兩個(gè)小時(shí)一個(gè)爐次循環(huán)。在一個(gè)爐次循環(huán)中耐火材料會(huì)經(jīng)歷一個(gè)高溫膨脹到低溫收縮過(guò)程。這個(gè)不斷膨脹收縮過(guò)程會(huì)破壞耐火材料的結(jié)構(gòu)。為了延長(zhǎng)爐壽應(yīng)盡可能縮小作用于耐火材料的溫度差，而爐底水套的作用不是縮小而是加大了這種差別。基于這個(gè)想法，我們對(duì)煙化爐進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，取消了爐底水套，爐底使用全耐火材料砌筑，效果明顯，爐壽從三個(gè)月延長(zhǎng)到了一年。這是對(duì)煙化爐進(jìn)行的一次顛覆性的改進(jìn)。
　　“三連爐”的組合工藝不僅淘汰了鼓風(fēng)爐，還取消了鑄渣機(jī)、電熱前床、渣包吊運(yùn)等，實(shí)現(xiàn)了短流程，連續(xù)化，全部熱渣直流的工作流程，把鉛冶煉三個(gè)階段的三種反應(yīng)器集中串聯(lián)使用，所以筆者認(rèn)為“三連爐”是鉛冶煉的新工藝。
　　萬(wàn)洋“三連爐”投產(chǎn)兩年來(lái)，生產(chǎn)穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單，設(shè)備運(yùn)行率達(dá)到94.54%；工藝指標(biāo)先進(jìn)，渣含鉛1.84%，渣耗煤88.3千克/噸，粗鉛直接加工費(fèi)成本只有580元/噸，達(dá)到了目前煉鉛行業(yè)的較高水平。
　　在2012年整個(gè)工業(yè)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)不太景氣，有色行業(yè)普遍效益低迷的困難情況下，萬(wàn)洋公司仍取得了生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)效益雙豐收的驕人成績(jī)，可謂是有色行業(yè)的一朵奇葩。2012年，萬(wàn)洋公司生產(chǎn)電解鉛21.2萬(wàn)噸，硫酸22萬(wàn)噸，氧化鋅2.5萬(wàn)噸，白銀687噸，黃金1428千克，完成產(chǎn)值70億，創(chuàng)造利稅5.6億元。

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