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金隆闪速炉处理复杂精矿实践 圜昂正同，刘安明，王华骏，谢剑才 金隆铜业有限公司，安徽铜陵2 4 4 0 2 1 近年来，炼铜行业飞速发展，新建冶炼厂和老冶炼厂挖潜改造使铜产量增加较快，而且这种 趋势还会持续。对于买矿冶炼厂来说，采购纯的铜精矿比采购含杂质高的铜精矿成本要高，因此， 从冶炼厂效益出发，金隆这几年采购的原料越来越复杂、杂质成分越来越高。本文主要从金隆闪 速炉冶炼复杂精矿实际出发，阐述金隆处理复杂铜精矿所采取的措施和存在的主要问题。 关键词复杂铜精矿；闪速炉；熔炼；结块 中图分类号T F 8 1 l文献标识码A 文章编号2 0 9 5 ．1 7 4 4 2 0 1 1 0 3 ．0 0 3 2 ．0 3 l金隆已处理过的复杂铜精矿种类 表l 列出了金隆已处理过的复杂铜精矿种类和成分，它 们的共同特点是精矿有效成分低，杂质成分相对较高。 表1已处理过的复杂铜精矿种类和成分／％ 序号c u s 轴S i 0 2P b 窈A sS b B iC a OM 9 0F 合计 l 2 5 ．5 61 3 ．1 38 ．8 71 1 ．2 80 ，1 80 - 3 10 ．0 10 ．0 50 ．0 11 3 ．1 30 ．6 40 ．0 27 3 ．1 8 勰3 0 ．2 78 ．0 31 8 ．3 5 1 7 ．6 lO ．2 10 ．7 50 ．2 30 ．0 30 ．0 1 1 ．0 64 ．7 50 ．0 38 1 ．3 3 3 1 6 ．4 51 9 ．7 23 3 ．3 l1 1 ．2 81 ．8 6 0 ．2 30 ．1 6 0 ．0 50 ．0 1I ．9 8 0 ．6 3 0 ．0 78 5 ．7 4 榔2 0 ．5 02 4 ．7 l2 3 ．3 11 2 ．1 10 ．6 61 ．8 60 。0 30 ．0 2 0 ．0 2 2 ．6 80 ．8 5 0 ．0 48 6 ．7 5 5 2 7 ．4 22 7 ，0 61 8 ．9 81 3 ．3 40 ．0 21 ．6 60 ．0 2 0 ．0 20 ．0 7 0 ．3 3 0 ．2 7 0 ．0 18 9 ．2 0 6 2 5 ．7 82 2 ．5 32 1 ．5 81 2 ．8 40 ．4 6 0 ．5 8 0 ．2 0 O ．0 3O ．O 】4 ．5 3O ．6 6O ，0 38 9 ．2 3 7 2 0 ．8 22 8 ．2 02 6 ．4 39 ．2 8 0 ．3 525 90 ．3 70 ．0 70 ．2 l1 ．7 70 ．4 40 ．0 99 0 ．6 l 槲1 8 ．6 42 3 ．2 6 2 4 ．3 31 5 ．6 10 ．0 30 ．3 20 ．0 1 0 ．O lO ．0 23 ．0 36 ．8 0O ．3 39 2 ．3 9 鲥2 0 ．8 74 0 ．7 02 7 ．8 80 ．9 2O ．1 6 6 ．9 5 O ．1 9 0 ．0 20 ．0 f0 ．1 6 O ．0 80 ．0 19 7 ．9 4 2 处理复杂精矿采取的措施 2 ．1 对精矿采取分类管理 ● 对入库的各类精矿进行分类，品质由高到低依次分 为A 、B 、C 、D 、E 五类。精矿分类标准包括有效成分含 量、颜色、物理规格、杂质成分含量、铜品位以及批量大 小等。按照品质高低控制配料比例，入炉后根据精矿实 际反应效果，调整其等级。配料时除采用成分平衡的原 则，同时引入精矿品质平衡原则，按照不同精矿矿种及品 质搭配使用，如果库存精矿量允许情况下，要求A 、B 类矿 种比例控制7 0 ％以上。配料变更时尽量采取同类替代方式 进行。同时重点监控铅、锌、M g O 、C a O 含量数值。 精矿分类指导原料调整方向炉况恶化时，优先降 低E 、D 类矿比例炉况正常时，优先提高E 、D 类矿比 例。保持炉况在可控范围内，同时尽可能多处理低品质精 矿，提高经济效益。 2 ．2 调节参数，使精矿混合均匀，促进反应 在生产过程中，调整试验喷嘴参数时，我们发现当工 艺风速度由1 2 0m ／s 逐步降低至9 0m ／s 后，精矿反应状况 得到改善，当工艺风速高于1 0 0m ／s 炉况会出现波动，因 此目前基本保持在9 0m ／s 进行操作；虽然分散风无法降低 精矿颗粒的下降速度，但增加其横向速度后，分散风量、风 压增大后。加强了精矿与工艺风的混合，改变了颗粒运行 轨迹，有利于增加颗粒与工艺风混合，增加了反应时间，因 此，现在的分散风压比设计值高5 0P a 。 2 ．3 控制炉体总热负荷的前提下，适当提高反应塔上 部温度，促进精矿反应进行 2 0 1 0 年1 0 月份闪速炉炉体改造后，闪速炉装入量由 1 6 0f f h 增至1 7 8t ／h ，炉况时有波动。制约闪速炉的主要 3 2 工程应用E n g i n e e r i n gA p p l i c a t i o n 万方数据 问题是精矿反应不完全，生料严重，主要是因为反应区域 下移导致精矿反应时间短，精矿混合不均引起的反应不完 全．而提高反应区最有效的办法就是使精矿进入反应塔后 能够迅速着火燃烧，对闪速炉来说只能点燃氧油烧嘴，同 时利用氧油烧嘴的燃烧气流增加精矿在反应塔内的扰动，增 加气粒混合均匀度。 金隆闪速炉反应塔直径偏小，满负荷生产热负荷偏 高，投入氧油烧嘴，将进一步增加反应塔负担，有一定的 风险，为了能够处理比例较大的复杂精矿，不得已采取这 种措施，从塔壁温度看，并没有因为氧油烧嘴投入而出现 塔壁温度急剧变化的现象 见图1 。 p 、 趟 蝎 制 磐 同瓠 图12 01 1 年塔壁温度变化曲线 自2 0 1 1 年1 月2 5 日开始，闪速炉反应塔开始投入氧油 烧嘴，先投1 支，轮流切换烧，然后通过配料调整，逐步加 大到3 支烧嘴，最低油量烧，炉况得以逐步改善，黏渣现象 明显好转，生料现象虽未彻底消除，但也得到明显改善。 2 ．4 杂质含量与锅炉结块及清理 生产发现，当配料混合矿精矿中的铅、锌等杂质含 量小于1 ．5 ％时，锅炉凝渣管结块速度缓慢，每周结块厚 度2 0m m 左右，结块清理也容易；铅、锌等杂质含量在 I5 ％～2 ％时，每周结块厚度7 0r ／i r a 左右，难清理，但能 够清理掉；铅、锌等杂质含量大于2 ％时，每周结块厚度 2 0 0m m 以上，由于其在凝渣管上又厚又硬，结块很难清 理，继续生产时，结块越结越大，是后变得无法清理，只 能通过停炉放炮清理。 针对锅炉黏结严重的问题，将炉内点检周期适当缩 短，在炉内点检时对锅炉结块进行清理，控制锅炉结块的 长大速度，但原料杂质成分太高，结块迅速又无法清理时，利 用月修时间进行放炮清理。 3 金隆生产实际精矿情况 金隆生产实际精矿情况见图2 ～7 。 薹d b 、声矾i o 谊’i J 匠『- 匠1 F 赢’F 。i 一0 ．0 甚莒 2昌 辱世 2 冠 “ 围22 0 1 0 ～2 0 11 低品质精矿处理t E 例 。3 麟 “Z o 蓦器 麟 。Ⅲ翟 图32 0 1 0 年精矿铅、锌含量 2 1I I } ll l - d 1 日期 图42 0 1 1 年精矿铅、锌含量 珏；墅莉‘蠢 日期 图62 0 1 1 精矿C a O 、M g O 含量 日期 图72 0 1 1 年精矿配料含铅、锌、C a O 、M g O 总趋势 3 ．1 主要问题 1 2 0 1 0 年1 1 月硫酸预转化投入使用后闪速炉投料量 提高至1 7 2t ／h 以上，最高1 7 8t ／h ，在此期间，逐步摸索参 数，炉况变化较大，一方面高投料量下精矿分散不足，反 应明显下移，而难熔精矿的使用无疑又加剧了反应的困 有色金属工程2 0 1 1 年第3 期3 3 一_ 1 ．1 一 一_ 0 一一_ 1 一_ 。一一．0 一．0 一 一_ 6 f 0 一 o 一 卜L-0一明U 一0 ．0 一一 - 0 一一{ - 0 一一 ．0 一_ d _ 0 一一- 【．0 一 。“‰兰一．兰 o 一一 鼍兰以⋯．三望巨 万方数据 难，大量未完全反应的精矿进入沉淀池，形成生料。 2 处理精矿含M g O 、C a O 高时，炉渣熔点升高，黏 度增大，铜、渣分离困难。 3 某些精矿使用后，渣u 流出的液体渣I 二面能看到 没熔化的黑色蚓体小颗粒物，是熔点比较高的物料，到E F 后仍然难以熔化，因此对渣含铜有影响。 4 处理含铅、锌高的精矿时，锅炉结灰状况严重，锅 炉辐射部出口温度会明显增加。同时造成系统排炯阻力增 加，炉内压难以维持 见图8 。 5 目前炉况摹本得到控制，但渣含铜仍然偏高，主要 原因如下 ◆炉况偶尔波动，主要表现在生料较多，黏渣较厚．渣 含铜较高 图9 。 ◆目前闪速炉、电炉容稍偏小。为保护炉体，尤其 1 “铜u 区域经常j l { 现温度偏高现象，沉淀池H 粱 己连续关闭3 根，凶此适当保持较高的F e ／S i O ，和 较低的铜温、渣温以利于持渣，保护炉体，但这 样必然造成渣中F e 、0 4 含量，导致渣含铜过高。 6 锅炉黏结严重。在反应塔烧油的状况下，对部分参 数进行进一步调整，主要目的是彻底消除生料现象，同时减少 进入锅炉的熔融炳灰数量，但原料杂质成分高时，不能降低 锅炉结块速度。 4 结论 近年来金隆处理复杂铜精矿的原料较多，在生产过程 中，通过不断试验和摸索，可以看出，虽然金隆闪速炉小，通 过精心配料和精矿喷嘴参数优化，处理一定比例的复杂铜 精矿，能够保持生产的正常进行，但是存在炉况波动和锅 炉凝渣管结块的不利因素。对于炉况仍需不断摸索，锅炉 结块目前正在进行课题攻火，以待解决。 攀瓣器≤纂 排烟系统压力显示数据 图9 贫化电炉渣含铜 参考文献 昂正同问速炉处理高P b 、z n 、A s 精矿的探讨【J ] 有色金属 冶炼部 分 ．2 0 0 5 I 3 2 - 3 5 [ 2 】刘安明金隆闪速炉高热负荷生产实践叨铜业工程，2 0 1 1 1 3 8 1 2 【3 】宋修明金隆闪速炉精矿喷嘴的优化【刀中国有色冶金，2 0 0 5 1 1 1 1 4 【4 】周俊，葛哲夸优化闲速炉精矿配料的探讨【J 】有色金属 冶炼部分 ． 2 0 0 1 2 18 1 1 【5 】彭容秋镧冶盎 重有色盎属冶盎工厂技术培训教材 【M 】长沙中南 大学出版社，2 0 0 4 3 4 工程应用E n g i n e e r i n gA p p l i c a t i o n v 爵⋯ I 一 尸 芎再0 l 。 、 r ； ／ 霞⋯竺⋯ ● 一 _ i |自嚣。；。 r E 雏一 万方数据