竖罐炼锌用粘土结合碳化硅砖生产新工艺.pdf

有色金属 冶炼部分 2 0 0 5 年5 期 4 9 竖罐炼锌用粘土结合碳化硅砖生产新工艺 未立清，朱威，郭天立 葫芦岛有色金属集团有限公司，辽宁葫芦岛 1 2 5 0 0 3 摘要简述竖罐炼锌用粘土结合碳化硅砖的生产技术现状，详细介绍了新的生产工艺。 关键词竖罐炼锌；粘土结合碳化硅砖 中图分类号文献标识码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 0 5 0 5 0 0 4 9 0 3 N e wP r o c e s sf o rP r o d u c i n gC l a y - b o n d e dS i l i c o nB r i c kf o rZ i n cR e t o r t i n g W E IL i q i n g ，Z H UW e i ，G U OT i a n l i H u ／u d a oN o n f e r r o u sM e t a l sG r o u pC o ．L t d ，H u l u d a o ，L i a o n i n g1 2 5 0 0 3 ，C h i n a A b s t r a c t T h ep r e s e n tt e c h n o l o g ys i t u a t i o no fp r o d u c i n gc l a y - b o n d e ds i l i c o nb r i c kf o rz i n cr e t o r t i n gi ss u m m a - r i z e d ，a n dt h en e wp r o c e s si sa l s oi n t r o d u c e di nd e t a i l ． K e y w o r d s Z i n cR e t o r t i n g ；C l a y b o n d e ds i l i c o nb r i c k 竖罐蒸馏炉作为炼锌的主体设备，需要消耗大 量粘土结合碳化硅砖，我国某厂共有各种型号竖罐 蒸馏炉3 9 座，其罐壁总受热面积为31 2 0 m 2 。仅竖 罐本体一项每年须耗用碳化硅材料1l O O t 左右，费 用约8 0 0 万元。在蒸馏炉中竖罐的寿命是最短的 约2 0 多个月 ，它的检修又引起其它耐火材料的消 耗，每年其它耐火材料因此消耗的费用约为5 0 0 ～ 8 0 0 万元。所以，如何进一步提高碳化硅砖的质量 和使用指标，从而提高罐体的寿命则成为竖罐炼锌 工艺中必须思考和解决的一个重要问题。 1原工艺生产的罐壁砖在使用过程中 存在的问题 罐壁采用粘土结合碳化硅砖砌筑，其单位生产 强度已达到1 9 0 k g ／m 2 d 左右，再想往上提高，就必 须提高罐壁的导热性； 竖罐二节半处附近约2 m 高，由于下延部鼓风， 加上团矿料柱与罐壁的摩擦，造成该处烧蚀磨损严 重，每次停炉检修都是此处侵蚀损坏最严重，罐壁最 薄处仅剩不到4 0 m m ，如继续生产，则极易泼生事 作者简介未立清 1 9 6 8 一 ，女，内蒙古赤峰市人，高级工程师 故； 现有罐壁砖的热震稳定性及高温抗折强度不尽 如人意，当出现温度波动或其它条件变化时，极易发 生罐体裂漏，对生产影响非常大。 因此，有必要寻找一种高性能、低造价、具有优 异的性能价格比的罐壁砖来提高蒸馏炉的使用寿 命。 2试验方案的制定与实施 试验方案分3 步第1 步，选用各种成型方式制 砖来确定成型工艺和成型设备；第2 步，选用不同的 配料方式来确定最佳配料工艺；第3 步，选用不同的 原料规格进行配料来确定最佳配比。 2 ．1 提高成型压力试验 采用同一种配料分别进行样砖的制作，样砖为 标准砖，考察指标为烧成样砖指标，碳化硅料为粘土 结合料 S i C 8 2 ％ ，成型时间基本相同，每种样砖 打5 块，取其平均值，结果见表1 。 从表1 可以看出 1 随着成型机的压力加大，其砖的成型体积密 万方数据 5 0 有色金属 冶炼部分 2 0 0 5 年5 期 表1 不同成型设备及压力成型结果 T a b l e1R e s u l t so fd i f f e r e n tp r e s s u r i z e ds h a p i n g 度加大，但两种摩擦压砖机增加的幅度不大； 2 液压机和两种加压振动成型机的成型体积 密度、气孔率基本相同，加压振动成型机稍好些； 3 手工成型比摩擦压砖机成型砖体积密度、气 孔率要好； 4 3 0 0 t 摩擦压砖机制品达不到内控粘土结合 碳化硅砖一级品标准，液压机、振动加压成型机的制 品达到一级品以上； 5 将样砖砖坯折断后观察其断面，发现振动加 压成型的断面内部组织均匀，3 0 0 t 和6 3 0 t 摩擦压砖 机次之，而手工成型和液压成型均有组织不均迹象， 似有料团 由于条件所限，未做电镜照片和晶相分 析，仅凭经验 。 根据试制样砖的结果，我们发现，振动加压成型 的砖指标最好，所以初步选定振动加压成型工艺和 振动加压成型机作为制作粘土结合碳化硅罐壁砖的 首选工艺及设备。需要指出，不论哪一种成型方式 均未使砖的体积密度达到2 ．7g ／c m 3 ，这就为如何 调整配料提出了要求。 2 ．2 不同配料方式配料成型试验 为了进一步摸清各个因素对粘土结合碳化硅砖 体积密度的影响，分别采用颗粒组合法 粒度 一1 ．6 7 ～ 0 ．7 0 1 m m5 0 ％、一0 ．7 0 1 ～ 0 ．2 0 8 m m 1 0 ％、一0 ．2 0 8 m m4 0 ％ 和碾压制粒法 粒度 1 ．6 7 r a m5 0 ％，一1 ．6 7 ～ 0 ．8 3 r a m1 0 ％， 一0 ．8 3 r a m4 0 ％ 进行配料，结果见表2 。 表2 不同配料和成型方式制品指标 T a b l e2I n d e xo fd i f f e r e n tm i x i n ga n ds h a p i n gm e t h o d 由表2 可看出，不论采用什么成型方式，碾压制 粒配料生产出来的制品性能要好于颗粒组合法。表 2 还可看出，手工成型制品在性能方面差异不明显， 而振动加压成型机的制品在性能方面表现出明显差 异，原因是随着碳化硅料中碳化硅含量的增加，手工 成型变得困难起来，因此，碾压制粒配料要优于颗粒 组合法配料。 2 ．3 调整碾压料碳化硅砂的规格对制品性能的影 响 碾压料碳化硅砂的规格选两种，第一种碾压料 碳化硅砂粒度选用 0 ．8 3 r a m 占6 0 ％～6 5 ％， 一0 ．8 3 r a m 占3 5 ％～4 0 ％，堆密度1 ．6 1 t ／m 3 ，碾压时 间6 0 ～9 0 r a i n ，碾压后碳化硅砂粒度组成 ％ 0 ．8 3 r a m 占2 8 ．3 ％，一0 ．8 3 ～ 0 ．3 5 r a m 占 2 3 ．2 ％，一0 ．3 5 ～ 0 ．1 7 5 m m 占1 8 ％，一0 ．1 7 5 ～ 0 ．1 0 4 m m 占1 2 ％，一0 ．1 0 4 m m 占1 8 ．5 ％，堆密度 2 ．0 1 t ／m 3 。制砖配料时采用的配料比 ％ 碾压料 8 0 ～8 5 、碳化硅灰1 0 ～1 5 、结合粘土4 ．5 、金属硅粉 0 ．5 、粘合剂2 、水2 ～3 。 经试制后发现，该配比成型的砖在正常条件 振 动时间3 ～5 s 、工作台凸轮配4 个 下成型，其砖坯 体积密度达到2 ．7 9 ～2 ．8 1 t ／m 3 ，砖的烧成体积密度 只能达到2 ．6 5 ～2 ．7 t ／m 3 。要想使体积密度达到 2 ．7 t ／m 3 以上，就必须加大成型压力，而成型压力加 大后，砖坯又容易出现层裂、粘模等现象，造成砖的 成品率下降。 分析原因，主要是料的粒度稍有些发粗，即料中 的粗颗粒偏大，使成型压力相对不足。 第二种碾压碳化硅砂粒度调整为一1 ．7 ～ 0 ．8 3 r a m 占5 5 ％，一0 ．8 3 r a m 占4 5 ％，堆密度 1 ．6 0 t ／m 3 ，碾压时间不变，碾压后碳化硅砂的粒度组 成 ％ 一1 ．7 ～ 0 ．8 3 r a m 占2 5 ．6 ％，一0 ．8 3 ～ 0 ．3 5 r a m 占2 4 ．2 ％，一0 ．3 5 ～ 0 ．1 7 5 m m 占 2 0 ．0 ％，一0 ．1 7 5 ～ 0 ．1 0 4 m m 占1 3 ．0 ％， 一0 ．1 0 4 m m 占1 7 ．2 ％，堆密度2 ．0 1 t ／m 3 。制砖配料 时采用配料比 ％ 碾压料8 1 ～8 6 、碳化硅灰1 0 ～ 1 5 、结合粘土3 ．5 、金属硅粉0 ．5 、粘合剂1 ～2 、水2 。 可见，新的配料当中，在碾压选料时即降低了颗 万方数据 有色金属 冶炼部分 2 0 0 5 年5 期 5 1 粒度，碾压后的料粒度也相应下降，一0 ．8 3 m m 和 一0 ．1 7 5 m m 的料量都有所增加。在配料当中，粘合 剂和粘土的量也适当调低了，而碳化硅料稍有增加。 采用此料进行制砖，成型的条件不变，其砖坯体积密 度度达到2 ．8 ～2 ．8 5t ／m 3 ，砖烧成体积密度度达到 2 ．7 ～2 ．7 2t ／m 3 ，且不存在层裂粘模等现象，达到了 预定目标。 3工艺 经试验，并参考生产粘土结合碳化硅罐壁砖的 经验，确定的工艺技术方案如图1 所示。 I ．．．．．．．．一．．．．．．．．一 。蘸一 半干湿料 籁动加压成 ’ 囹 工 倒焰窑烧威 t 拣选、磨砖 水 丛旦 图1 工艺流程 F i g ．1 T h es k e t c hm a po fp r o c e s s 3 ．2 选用的工艺设备 选用的工艺设备及数量如下 1 1 1 型轮碾机，1 0 k W ，3 台 1 1 2 型轮碾机，2 8 k W ，1 台 1 1 6 型轮碾机，2 8 k W ，1 台 2 8k W 和8 0k w 球磨机各1 台 倒焰窑，8 1 m 3 ，l 套 油压振动成型机，Y Z H C 一1 0 一D 3 一A 4 4 ．5 k W ，1 台 干燥室，4 0 0 m 2 ，1 套 皮带，1 0 k W ，7 台 重油油泵，7 ．5k W ，1 台 3 ．3 工艺技术经济指标 S i C ≮8 8 ％、S i 0 2 ≯9 ％、础2 0 3 ≯1 ．0 ％、F e 2 0 3 ≯ 1 ．0 ％、游离碳≯1 ．0 ％、体积密度≮2 ．7g ／c m 3 、显气 孔率≯1 2 ％、耐压强度≮1 2 0M P a 2 0 ℃ 、抗折强度 ≮4 0M P a 12 0 0 ℃0 ．5 h 、导热系数1 5 ．9 W ／m K 10 0 0 ℃ 、热膨胀系数4 ．5 1 0 6 ／* C 。 4应用效果 新工艺生产的粘土结合碳化硅砖应用于生产 后，竖罐的生产强度较以前有所提高，罐体的寿命延 长了1 0 ％，同时每年可增加蒸锌6 2 6 t 。 上接1 2 页 3结论 用9 K S 矿石培养基培养永平铜矿浸矿菌液 时，初次培养的最适条件是接种量1 0 ％，初始F e 2 浓度0 ．5 9 ／L ，初始p i l l ．5 ，培养过程中控制p H 小于 1 ．8 ；再次培养的最适条件是初始F J 浓度0 ．5 ～ 1 ．0 9 ／L ，初始p H 0 ．9 ～1 ．2 ，培养过程中控制p H 小 于1 ．2 ～1 ．5 。 参考文献 [ 1 ] 邱木青，张卫民，荆秀艳，等．永平铜矿浸矿细菌最佳生 长条件的研究[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 0 4 2 5 7 ． [ 2 ] 张卫民，荆秀艳，邱木清．永平铜矿浸矿细菌驯化培养 研究[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 0 4 5 5 8 ． [ 3 ] T } 1 i r dKA ，C o r d R u w i s c hR ，W a t h i n gHR ．T h er o l eo f i r o n o x i d i z i n gb a c t e r i ai ns t i m u l a t i o no ri n h i b i t i o no fc h a l c o p y r i t eb i o l e a c h i n g [ J ] ．H y d r o m e t a l l u r g y ，2 0 0 0 ，5 7 2 2 2 5 2 3 3 ． [ 4 ] 国家环保局 水和废水监测分析方法编委会．水和废 水监测分析方法[ M ] ， 3 版 ．北京中国环境科学出 版社，1 9 8 9 1 8 2 1 8 4 ． 万方数据