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三連爐：鉛冶煉的技改新工藝

2014-7-9

來源:未知

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三連爐：鉛冶煉的技改新工藝
上世紀末我國的煉鉛技術普遍為燒結鍋加鼓風爐工藝和燒結機加鼓風爐工藝，本世紀初，由中國恩菲公司協同豫光集團、水口山集團、池州冶煉廠等共同參與研發的底吹爐加鼓風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重的鼓風爐，為了改進還原段，業內近年出現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、氧氣側吹煤氣還原爐、氧氣側吹煤粒還原爐。這四種工藝都淘汰了鼓風爐，但都各有特點。本文著重介紹由萬洋冶煉（集團）有限公司研發的“三連爐”煉鉛工藝。
　　“三連爐”就是把三個不同冶煉反應的爐子用兩條溜槽串聯到一起，即氧氣底吹爐-連接溜槽-側吹還原爐-連接溜槽-煙化爐。把處理不同物料、冶煉過程中具有不同作用的爐子串聯一起形成了一個組合。下面分別敘述三連爐中三種爐子的不同特點和工作優勢。
　　底吹氧化爐
　　從礦山開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程是在一個密閉的容器中進行的，它有以下幾個優點，一、改變了以前燒結鍋燒結機的半開放式生產，避免了煙氣的逸出和無組織排放，改善了生產環境。二、利用了物料本身所含硫的反應熱，不需要額外加入燃料，實現了自熱平衡。三、燒結機脫硫率不到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，加速了氧化過程，提高了效率。五、因為氧槍插在液鉛里而不是插在液渣里，形成泡沫渣的機率小，操作穩定安全。
　　側吹還原爐
　　氧化鉛的還原反應長期以來都是在鼓風爐內完成的，鼓風爐的缺點明顯。新鄉中聯公司和中南大學2001年合作從俄羅斯引進的瓦紐可夫爐(側吹爐)，歷經了四年數次實驗，因種種原因被擱置沒有進行工業化應用。萬洋冶煉（集團）有限公司經過充分論證，認為這個爐子用于氧化鉛還原具有獨特的優勢，因此決定使用側吹爐代替鼓風爐用于鉛冶煉的生產。雖然這一舉措冒了極大的風險，但實踐證明卻是一個明智的選擇。氧氣側吹爐作為氧化鉛的還原爐具有以下幾個顯著優點：一、爐型小，床能力高，占地少，投資省；二、銅質水套爐壽可達五年；三、獨立模塊化風口設計可迅速應對如停電停風等突發情況；四、側吹爐攪拌功率強，爐內熔體翻攪力度大，還原速度快，還原程度徹底；五、借助熔體強力攪拌，小鉛粒碰撞聚合長大，迅速下沉，分離效果好，無需電熱前床；六、還原反應是弱氧勢，不易形成泡沫渣，操作穩定安全；七、只用煤粒作為燃料和還原劑，不使用價格昂貴的煤氣、天然氣，成本低廉，地區適應性強。
　　煙化爐
　　鉛冶煉過程產生的爐渣含有有提取價值的氧化鋅，氧化鋅的提取大都使用傳統的煙化爐。傳統煙化爐爐底耐火材料壽命一般不超過3個月，更換頻繁，延長了檢修時間，增加了生產成本。傳統設計的煙化爐爐底水套并沒起到保護耐火材料的作用，效果恰恰相反。因為煙化爐是間斷作業，一般兩個小時一個爐次循環。在一個爐次循環中耐火材料會經歷一個高溫膨脹到低溫收縮過程。這個不斷膨脹收縮過程會破壞耐火材料的結構。為了延長爐壽應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。基于這個想法，我們對煙化爐進行了重新設計，取消了爐底水套，爐底使用全耐火材料砌筑，效果明顯，爐壽從三個月延長到了一年。這是對煙化爐進行的一次顛覆性的改進。
　　“三連爐”的組合工藝不僅淘汰了鼓風爐，還取消了鑄渣機、電熱前床、渣包吊運等，實現了短流程，連續化，全部熱渣直流的工作流程，把鉛冶煉三個階段的三種反應器集中串聯使用，所以筆者認為“三連爐”是鉛冶煉的新工藝。
　　萬洋“三連爐”投產兩年來，生產穩定，操作簡單，設備運行率達到94.54%；工藝指標先進，渣含鉛1.84%，渣耗煤88.3千克/噸，粗鉛直接加工費成本只有580元/噸，達到了目前煉鉛行業的較高水平。
　　在2012年整個工業經濟形勢不太景氣，有色行業普遍效益低迷的困難情況下，萬洋公司仍取得了生產經營效益雙豐收的驕人成績，可謂是有色行業的一朵奇葩。2012年，萬洋公司生產電解鉛21.2萬噸，硫酸22萬噸，氧化鋅2.5萬噸，白銀687噸，黃金1428千克，完成產值70億，創造利稅5.6億元。

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