贵冶2#闪速炉工艺过程及试生产实践.pdf

有色金属 冶炼部分 2 0 0 9 年2 期 2 1 贵冶2 闪速炉工艺过程及试生产实践 余齐汉 江西铜业集团贵溪冶炼厂，贵溪3 3 5 4 2 4 摘要概述了贵溪冶炼厂2 “闪速炉工艺流程，并简要地介绍了试生产情况。 关键词闪速熔炼；工艺流程；试生产 中图分类号T F 8 1 1文献标识码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 0 9 0 2 - - 0 0 2 1 - - 0 4 P r o c e s sa n dT r i a lP r o d u c t i o no fN O ．2F l a s hF u r n a c ei nG u i x iS m e l t e r Y UQ i - h a n J i a n g x iC o p p e rC o r p o r a t i o nG u i x iS m e l t e r ．G u i x i3 3 5 4 2 4 ，C h i n a A b s t r a c t T h eN o ．2F l a s hF u r n a c e sp r o c e s si nG u i x iS m e l t e ri ss u m m a r i z e d ，a n dt h eF l a s hF u r n a c e ’st r i a l p r o d u c t i o ni sa l s oi n t r o d u c e db r i e f l y ． K e y w o r d s F l a s hS m e l t i n g ；P r o c e s s ；T r i a lp r o d u c t i o n 1熔炼车间工艺概述 贵溪冶炼厂新系统闪速炉的设计基础为矿产阳 极铜2 0 万t ／a ，其生产过程为通过闪速熔炼技术处 理铜精矿来生产高品位的冰铜，闪速炉冰铜通过流 槽放到包子内，并通过吊车运到转炉进行吹炼成粗 铜，转炉采用P S 转炉 3 台，能力为2 6 0t ，粗铜进 一步在阳极炉中精炼 2 台阳极炉，能力6 0 0t ，最 终通过双圆盘浇铸机浇铸成阳极板 双圆盘为双 M 1 8 模，能力为1 1 0t ／h 。闪速炉渣和转炉渣通过 渣包运至渣浮选车间处理，产生的渣精矿返闪速炉 熔炼。 2闪速炉熔炼工艺过程 2 ．1 配料与干燥系统 配料工序设有1 6 台容量为2 0 0t 的配料仓，可 满足2 0 万t ／a 矿产阴极铜产量时的配料量。铜精 矿、金精矿、石英砂、渣精矿按闪速炉入炉混合精矿 成分的要求自动配比后，通过胶带运输机送至蒸汽 干燥系统，为进一步除去精矿中的杂物，配料工序设 置了一台振动筛。为保证配料精度采用了计算机在 作者简介余齐汉 1 9 7 0 一 ，男，江西都昌人。高级工程师． 线控制的自动配料系统。 蒸汽干燥为独立钢结构厂房，配备一台能力为 1 6 0t ／h 湿基 的蒸汽干燥机，它以闪速炉余热锅炉 产出的蒸汽为热源，含水1 0 ％的混合铜精矿可一步 干燥到水分低于0 ．3 ％。干燥后的混合精矿利用重 力自流至中间干矿仓，含尘烟气经布袋收尘后，由排 风机排空。 干燥后的干矿进入气动输送系统，垂直输送到 干矿仓。输送采用超浓相气流输送技术，输送气体 由送风机提供，气体进入仓式泵中，把仓式泵中干矿 输送到楼面，楼面的收尘系统包括沉降室，旋风收尘 器和布袋收尘器，收集的干矿带入干矿仓中，气流由 排风机放空。 2 ．2 给料计量系统 闪速炉采用两台失重给料系统，每台能力为3 0 ～8 0t ／h 。干矿在加料前储藏在干矿仓中，通过两 个加料阀，干矿进入失重仓中。失重仓配置有压力 传感装置。由失重仓出来的干矿，通过螺旋给料机 进入风动流槽，随后进人精矿喷嘴。失重给料装置 的工作原理为连续称量失重仓物料的重量，计算实 际给料量，通过控制螺旋给料机的速度来控制精矿 万方数据 2 2 有色金属 冶炼部分 2 0 0 9 年2 期 喷嘴给料速度。螺旋给料机在失重仓加料期间，仍 保持以前的运行速度。失重仓配有流态化设备，使 给料量稳定。 失重仓配备2 个阀门的排气烟道，在失重仓卸 料期间，打开一个阀门让空气流入，使称量物料准 确。在加料期间，则打开另一个阀门让气体流向气 流输送系统的布袋收尘器，以防止含尘气体外泄，污 染环境。 废热锅炉和电收尘器的烟尘采用气流输送系 统，烟灰由布袋收尘器收集后进人烟灰仓，废气则由 排风机放空，烟灰仓中的烟灰由埋刮板运输机带入 风动流槽，与干矿混合后流人精矿喷嘴。 干矿与烟灰通过风动流槽进入精矿喷嘴。风动 流槽向精矿喷嘴倾斜，重力使物料向下流动，风动流 槽底部有气流分布板，吹入少量的气体流态化混矿， 使混矿均匀且稳定地送到精矿喷嘴，随后进入反应 塔内。 2 ．3 闪速炉系统 2 ．3 ．1 精矿喷嘴 精矿喷嘴是单一中央喷射型喷嘴，能力为1 6 0 t ／h ，由带空气室的中央喷射型分配器 C J D 、无级 调风速装置等组成。 中央喷射型分配器的目的是分散铜精矿，让铜 精矿在反应塔内悬浮均匀。分配风量与投料量和工 艺风量有关，铜精矿的悬浮分布状况可以通过调节 分配风量来进行控制。分散锥下部设有水冷底板， 防止炉内上升的高温烟气烧损分散锥体，并且该中 央分配器配置有中央油枪，处于中央氧管内部，当油 在反应塔中燃烧时，油量控制与中央氧量控制相关 联。中央氧是用于补充反应塔中间区氧势的不足， 促使反应塔中央区的熔炼反应，确保了炉内温度均 匀分布。 工艺风可以通过上下移动调风锥的位置，以改 变入炉时出口截面积来进行无级调速的。 此外，为防止精矿喷嘴部件的烧损，精矿喷嘴还 配置了调风锥水套、水冷外壳、水冷底板以及底部的 座式水套，并且闪速炉停止投料时，要求空气室、分 散锥体和中央氧管要及时通入空气进行冷却。 2 ．3 ．2 闪速炉炉体结构 闪速炉包括三个主要部分反应塔、水平沉淀池 及上升烟道。 反应塔为筒形塔外形，悬在钢框架结构上，规格 为0 6 ．0 01 2 1 X7 ．o Om 。反应塔顶采用吊挂平顶，中 部设置了1 6 层水平铜水套和一圈E 型水套。 沉淀池为座落在混凝土基座上、内衬耐火砖的 矩形框架结构。为了适应工艺间断放铜、放渣的需 要，熔体高度定为7 5 0m m ，其中铜锍高度为5 0 0 m m ，渣层高度2 5 0m m 。铜锍口7 个，渣口2 个。 沉淀池气流区设置三层水平铜水套，熔体区设 置一层垂直铜水套，位于反应塔下部周围的沉淀池 顶上设有一圈立面水套，反应塔与上升烟道之间的 沉淀池顶部有1 1 根水冷H 型梁。 沉淀池侧壁和顶部分别设有三个侧壁烧嘴和四 个顶部烧嘴，用重油和常氧空气为燃料。 上升烟道悬挂在炉子周围的硬性钢框架上，其 侧墙砌砖采用弧状结构，以增强炉墙整体稳定性。 沉淀池和上升烟道间的连接部冲刷较为严重，因而 采用锯齿型铜水套结构 设有一圈水平水套和一圈 E 型水套 ，上升烟道与F F B 连接部由1 0 块水套拼 接起一个整体结构。 2 ．4 闪速炉烟气处理系统 闪速炉烟气通过上升烟道排出，经余热锅炉回 收余热后，烟气温度降至3 5 0 ℃左右，同时烟气中央 带的烟尘也大量沉降下来，锅炉烟尘经破碎后返回 闪速熔炼炉。．从余热锅炉排出的烟气进入沉尘室及 电收尘器进一步捕集烟尘，使出口烟气含尘浓度降 至1g ／m 3 以下，送至制酸工序。在沉淀池顶部 靠 近上升烟道一侧 分布有5 根二次燃烧氧枪，随烟气 带走的未反应的硫化物颗粒可通过向二次氧枪中注 入工业氧气来进行二次燃烧，从而降低烟尘发生率， 同时在废热锅炉入口部位装有硫酸盐化喷嘴，确保 烟尘良好的性质，以便锅炉和电收尘器中的烟尘容 易清理。 3闪速熔炼试生产实践 28 闪速炉于2 0 0 7 年8 月投入试生产，至2 0 0 8 年8 月，共处理铜精矿6 8 65 1 3t ，产出冰铜3 1 79 4 9 t ，粗铜产量2 7 72 1 1t ，阳极铜产量2 1 43 6 6t ，闪速 炉最高投料量达到了1 1 6t ／h ，闪速炉作业率最高达 到了9 7 ．4 7 ％，生产能力与技术经济指标均达到了 设计要求。主要技术经济指标见表1 ，试生产过程 中出现了不少问题并采取相应的措施加以解决。 3 ．1 配料干燥系统 配料干燥系统出现的问题主要有 1 振动筛上 料分布不均，返料量大； 2 管状皮带尾部下料斗易 粘结精矿，导致管状皮带频繁压死； 3 管状皮带与 可移动皮带对接时存在错位现象，管状皮带头部下 料斗易堵料； 4 蒸汽干燥机入口与出料斗金属软管 万方数据 有色金属 冶炼部分 2 0 0 9 年2 期 2 3 泄漏蒸汽； 5 蒸汽干燥机布袋收尘器布袋被烧损。入I I 内部的金属软管多次被混矿挤断，干脆肓掉，去 针对这种情况，采取了如下措施 1 在振动筛掉干燥机人口外壳伴管蒸汽。二个多月的生产实践 受料E l 增设了挡料板与分料杆，使下料均匀化； 2 表明蒸汽干燥机入口盘管不会出现粘结现象； 4 调整管状皮带头、尾部下料斗侧壁振动器的安装位蒸汽干燥机布袋收尘器返吹风介质改为氮气，并增 置与振动周期，并加强点检与清理； 3 蒸汽干燥机设灰斗点检球阀。 表1闪速熔炼主要技术经济指标 T a b l e1T h em a i np r o c e s sp a r a m e t e r so fF l a s hS m e l t i n g ⋯。 F F 作业 于燥机 日处理日产冰固铍发生F F 渣烟尘 吨冰铜 ⋯。 率／％作业率／％干矿量／t铜量／t率／％含铜／％率／％油耗／k g 2 0 0 7 年8 月 2 0 0 7 年9 月 2 0 0 7 年1 0 月 2 0 0 7 年1 1 月 2 0 0 7 年1 2 月 2 0 0 8 年1 月 2 0 0 8 年2 月 2 0 0 8 年3 月 2 0 0 8 年4 月 2 0 0 8 年5 月 2 0 0 8 年6 月 2 0 0 8 年7 月 2 0 0 8 年8 月 7 7 ．8 9 3 5 ．0 6 3 5 ．8 4 4 5 ．5 3 4 0 ．2 5 2 1 ．3 0 3 1 ．8 3 3 0 ．7 6 2 8 ．2 2 2 8 ．6 1 1 3 ．3 l 1 3 ．3 4 1 3 ．3 4 3 ．2 空气提升机系统 空气提升机系统出现的问题较少，较严重的事 故有干矿仓粉尘爆炸三次烧损布袋收尘器，空气提 升机本体排气管道严重堵塞，引起蒸汽干燥机回转 阀无法下料，之后在排气管道上增设了蒸汽保温伴 管与点检球阀，确保了该系统运行正常。但由于混 合铜精矿中含有大量的稻草、破布、铁丝等杂物，需 要每天停运配料干燥系统，清理空气提升机内部的 格筛，影响了蒸汽干燥作业率。 3 ．3 闪速炉排烟系统 2 0 0 7 年8 月份试生产期间，废热锅炉对流部、 鹅颈烟道、沉降室、电收尘器入口方管及其灰斗均出 现过烟灰严重堵塞事故，直接导致闪速炉停炉。造 成这种情况的原因主要有三点 1 试生产期间，闪 速炉烟尘发生率高达9 ％； 2 烟灰黏度大，易堆积； 3 设备配置不完善。 相应采取的措施如下 1 在沉淀池顶部向二次 燃烧氧枪鼓入纯氧，同时在废热锅炉入口部位向硫 酸盐化喷嘴鼓入空气，改善了烟尘的性质，使排烟系 统的烟尘容易清理； 2 在鹅颈烟道上增设清理人孔 与清理平台，有计划地吹扫烟道，避免了鹅颈烟道严 重积灰现象； 3 去掉沉降室内部的格筛，使下灰畅 通； 4 在电收尘器各灰斗增设振动器，并配置了点 检球阀与清理孔。加强点检，若灰斗积灰，能及时发 现，及时清理，杜绝了大量放灰现象。 3 ．4 A 、B 、C 烟尘系统 试生产初期，影响闪速炉作业最主要的因素是 A 、B 、C 烟尘输送问题，烟灰中间仓天天放灰，现场 环境极差，造成这种情况的原因主要是烟尘输送系 统设计能力偏小，流化板易堵塞。 针对这种情况，对现有的A 、C 烟尘输送系统进 行了改造，以适应输送稍大块状物料，主要措施有 1 加大输送气源管，由D N 4 0 改为D N 6 5 的输送气 源管； 2 改进流化板，调整流化板导流管位置，以适 当块状物料的输送； 3 仓泵出口输送管道由D N 8 0 全部更换成D N l 0 0 ，同时尽可能地拉直管线，以降 低输送管道的压损； 4 改进D C S 上烟尘输送控制 程序，避免输送管道堵塞； 5 增设一套A 烟尘正压 输送系统。 B 烟尘负压输送系统出现问题主要源于引风机 能力偏小，风矿比不足，导致输送管道天天堵塞，改 进措施如下 1 拉直输送管线，减少了输送管道弯 头4 个，以降低输送管道的压损； 2 改进吸风口，避 免水份直接进入到输送管道； 3 增设了一台旁通螺 旋，把废热锅炉对流部的烟灰通过一裤衩导向A 烟 尘正压输送系统，B 烟尘只输送废热锅炉辐射部的 烟灰，这样一改进，效果非常好 1 C 烟尘处理由原 来2 5 罐／期减少到1 2 罐／期左右； 2 根治了B 烟尘 吸风口地面附近烟灰大量外泄而污染环境事故； 3 温度较高的废热锅炉对部流烟灰导向A 烟尘，改善 ∞蛎驵铊∞踮船卯他驼∞∞踮 9 5 5 6 6 7 8 8 8 8 8 7 6 1 6 6 2 4 2 4 6 1 6 4 8 8 9 O 8 8 3 6 5 8 6 3 9 4 4 ● ● ● ● ● ● o o o ‘O ● 1 1 1 l l 1 l l 1 1 9 6 6 7 2 9 O 9 8 2 9 9 l 5 2 8 3 0 7 4 l 7 5 5 7 2 ● ● ● ● ● ● 7 7 8 5 5 3 3 3 3 3 3 3 3 8 8 5 Z 5 6 3 Z 8 5 8 4 O 2 O O 4 9 2 O 8 l 3 1 O 7 4 6 6 8 8 9 9 8 9 8 8 9 9 8 6 8 5 2 O 7 3 1 Z 9 7 1 8 4 8 5 0 2 4 1 8 1 O 9 9 6 2 3 7 7 7 6 8 O 7 7 O O 1 1 i 1 1 1 2 1 1 2 2 4 7 5 O 9 0 9 3 3 2 5 O 8 2 O 5 7 3 O S 4 8 8 8 8 7 ● ● ● ● ● ● 1 4 6 5 2 O 6 7 1 3 0 9 4 7 7 6 7 8 9 7 7 9 8 9 8 9 2 4 4 3 9 6 3 1 2 5 0 O 7 7 1 2 2 9 6 5 4 O 5 7 4 4 ● ● 8 2 O O 9 5 2 3 5 6 3 2 7 7 8 7 9 8 9 8 8 9 9 9 9 9 万方数据 2 4 有色金属 冶炼部分 2 0 0 9 年2 期 了A 烟尘的性质，黏度降低，流动性好，流态化板不 易堵塞，进一步提高了A 烟尘输送效率； 4 B 烟尘 负压输送负荷减小，该系统才得以正常运行，一者B 烟尘吸风口不会出现冒正压，烟灰四散现象；二者B 烟尘输送管道再也没有出现堵塞现象。 3 ．5 干矿仓与烟灰仓 2 0 0 7 年9 、1 0 月份期间，干矿仓多次发生粉尘 爆炸，把千矿仓顶给掀开，同时引起空气提升机布袋 收尘器3 次烧毁，失重仓布袋收尘器1 次烧毁。后 来把楼面所有的布袋收尘器反吹风和失重仓流态化 风全部改为氮气介质，才根治了干矿仓粉尘爆炸与 布袋烧毁的恶性事故。 烟灰仓出现的问题主要是埋刮输送机料层厚度 波动大，易出现烟灰下料流态化现象，导致闪速炉排 铜排渣困难，通过烟灰仓内部增设人字盖板与出料 端焊接挡料板，才基本上抑制了烟灰给料流态化现 象。 4结束语 贵溪冶炼厂2 8 闪速炉投料试生产一年多以来， 出现的问题层出不穷，但一一都迎刃而解，生产日趋 稳定，生产能力与技术经济指标基本上达到了设计 要求，但现场环境的整治 特别是炉前环集烟气外 泄 ，沉淀池容池的管理等仍需要我们不懈的努力。 上接第1 7 页 根据设计条件硫酸系统转化人口最大烟气量为 1 7 86 0 0m 3 ／h ，S O 。浓度为1 2 ％，而在实际测试过程 中，在F F 投料量1 0 6t ／h ，C F 为B 期时，平均风量 达1 9 80 0 0m 3 ／h ，浓度平均1 1 ．5 ％，最高达到1 3 ％， 系统超负荷运转，出现转化触媒温度难以控制，干吸 酸浓、酸温波动较大，D T A P 、成品酸板式冷却器 冷却能力明显不足等问题。 2 ．2 脱硫效率偏低 脱硫平均值为7 6 ．2 5 ％ 设计值为9 9 ．8 0o A ，由 于该工序目前尚处于试运行阶段，较难控制进出口 烟气温度，蒸汽通入量过小，脱硫效率低于设计要 求。 3结论 通过一年的生产，硫酸系统各项指标基本正常， 对系统中存在的一些问题还需进一步研究，以改善 设备运行状况，优化操作指标，在生产过程中不断完 善工艺，为以后长周期生产奠定基础。 参考文献 [ 1 ] 刘少武．硫酸生产技术I M ] ．南京东南大学出版社。 1 9 9 3 ． 万方数据