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第五章 炼铅炉渣及其烟化处理 第五章 炼铅炉渣及其烟化处理 目的要求目的要求要求同学们掌握炼铅炉渣的化学组成、炉渣的来源、炉渣烟化的基本 原理、烟化的主要设备及生产实践。 重点难点重点难点1、炉渣烟化的基本原理； 2、炉渣烟化的主要设备及生产实践。 5.1 炼铅炉渣的化学成分 5.1 炼铅炉渣的化学成分 在火法炼铅过程中产出的炉渣主要由炼铅原料中脉石氧化物和冶金过程中 生成的铁、锌氧化物组成，其组分主要来源于以下几个方面 （1）矿石或精矿中的脉石，如炉料中未被还原的氧化物二氧化硅，三氧化 二铝，氧化钙，氧化镁，氧化锌等和 炉料中被部分还原形成的氧化物氧化铁等。 （2）因熔融金属和熔渣冲刷而侵蚀的炉衬材料，如炉缸或电热前床中的镁 质或镁铬质耐火材料带来的氧化镁、三氧化二铬等，这些氧化物的量相对较少。 （3）为满足冶炼需要而加入的熔剂，矿物原料中的脉石成分如二氧化硅， 氧化钙，三氧化二铝，氧化镁等，而是单体氧化物的熔化温度很高，只有成分合 适的多种氧化物的混合物才可能具有合适熔化温度和适合冶炼要求的物理性质。 因此，各种原料中脉石的比例不一定符合造渣所要求的比例，必须配入熔剂如河 砂（石英石） 、石灰石等。 （4）伴随炭质燃料和还原剂（煤、焦炭）以灰分带入的脉石成分。 工业上对炉渣的要求是多方面的，选择十全十美的渣型比较困难。应根据原 料成分、冶炼工艺等具体情况，从技术、经济等各方面进行比较，选择一种较适 合本企业情况的相对理想渣型。 炼铅炉渣是一种非常复杂的高温熔体体系， 它由 FeO、 SiO2、 CaO、 Al2O3、 ZnO、 MgO 等多种氧化物组成，它们相互结合而形成化合物、固溶体、共晶混合物，还 有少量硫化物、氟化物等。虽然各种炼铅方法（如传统的烧结---鼓风炉炼铅法、 密闭鼓风炉炼铅锌和基夫赛特法、QSL 法等）和不同工厂炉渣成分都有所不同， 但基本在下列范围波动（） 13～20 Zn 13～30 SiO2,17～31 Fe,10～25 CaO，0.5～5 Pb,0.5～1.5 Cu,3～7 Al2O3,1～5 MgO 等.此外，炉渣还含有少量铟、锗、铊、硒、碲、金、银等稀贵金属和镉、 锡等其它重金属。其中含量较多的有价金属是铅、锌。 在铅鼓风炉中，烧结块中的锌一部分在炉内焦化区被还原挥发进入烟尘，大 部分锌留下进入铅炉渣，少量进入铅锍。当烧结块含硫高，在熔炼中产出锍时， 进入锍的锌会有所增加。值得注意的是，ZnS 在粗铅和炉渣中的溶解度都较小， 当其数量多时，会自行析出，形成熔点高、密度介于炉渣与粗铅之间的且黏度大 的，以 ZnS 为主体的单独产品，称为“横隔膜层”,它是造成鼓风炉炉结的重要 原因。所以处理含锌高的原料时，应在烧结时完全脱硫，使锌在熔炼时以 ZnS 形态进入炉渣。 鼓风炉渣含 Pb 1～4，约占熔炼过程铅总损失量的 60～70，因此减少此 项损失是十分重要的。损失于渣中的铅的形态可分三类 （1）以硅酸铅形态入渣的化学损失； （2）以 PbS 溶解于渣中的物理损失； （3）以金属铅混杂于渣中的机械损失。 此三种何者为主，因各厂所用原料、渣成分、熔炼制度和技术条件及分离条 件各不相同。 化学损失的原因在于熔炼速度大，炉料与炉气接触时间短以及还原气氛弱、 炉温底，硅酸铅未来得及还原就进入炉缸等。另外，硅酸铅中的铅含量还随炉渣 中的 CaO/SiO2比值的增大而降低，这是因为 CaO 与 xPbO.ySiO2的置换作用加强 的结果。 物理损失是不同成分的炉渣在 不同的温度下对 PbS 均有一定的溶解度所造 成的。 当然粘稠的炉渣也会由于与铅锍分离不好， 而使渣中 PbS 增高。 一般来说， 渣中 FeO 越高，SiO2越低，则对硫化物的溶解度愈大。 金属铅机械混杂于渣中的损失主要是由于渣铅分离不完全而造成的。 如渣成 分不适宜，或渣含 Fe3O4,Al2O3和 ZnS 等较高而造成渣黏度大；炉温低，熔体过热 程度不够；炉内外分离澄清时间短等原因皆可导致机械损失的增加。鼓风炉熔炼 实践证明，渣含 Pb 与渣中 Fe 3（呈 Fe 3O4形态）含量几乎成直线关系。渣中 Fe3O4 高， 主要是由于炉内还原能力不足， 炉温低和炉料与炉气接触时间短等而造成的。 提高焦率，除去世 15～20mm 的碎焦（保证焦炭块度 50～100mm） ；提高渣中 CaO 含量，增加炉料的软化温度；提高料柱和炉温都会使 Fe3O4含量降低，改变炉渣 性能，减少渣含铅。 综上所述，降低渣打含铅的途径有1.提高烧结块的质量（强度、孔隙度软 化温度和还原性等到） ；2.选择最优的焦风比，控制适宜的还原气氛。最佳还原 气氛应以开始有金属铁出现为标志；3.提高炉子焦点区温度，使熔体充分过热； 4.提高渣中 CaO 的含量；除去碎焦和细粉；创造良好的炉内外分离条件等。 5.2 炉渣烟化处理的基本原理 5.2 炉渣烟化处理的基本原理 烟化过程实质是还原挥发过程。即把粉煤（或其它还原剂）和空气（或富氧 空气）的混合物鼓入烟化炉内的液体炉渣中，使熔渣中的铅、锌氧化物还原成铅 锌蒸气，蒸气压比较高的氧化铅、硫化铅还可能以化合物形态直接挥发，金属蒸 气、金属硫化物和氧化物随烟气一道进入炉子上部空间，被专门补入的空气（三 次空气）或炉气再次氧化成 PbO 和 ZnO，并被捕集于收尘设备中，以粗氧化锌产 物回收。同时 In、Cd、Sn 及部分 Ge 也挥发，并随 ZnO 一起被捕集。炼铅炉渣 烟化炉烟化过程示意图如图 5-1。 图 5-1 烟化炉烟化过程示意图 图 5-1 烟化炉烟化过程示意图 在铅的还原熔炼过程中， 炉料所含的各种物质都在还原气氛下参与高温冶金 反应。除了铅的氧化物之外，所有的氧化物都将被还原，然而其被还原的程度则 各异。 MeOMe＋1/2O2 （1） CO＋1/2O2CO2 （2） 由式（1）与式（2）得式（3） MeO＋COMe＋CO2 （3） 不同温度下各种金属氧化物还原反应平衡的pCO/pCO2 比较见下图。 由图可见，在 1200℃时金属氧化物还原的先后顺序是 Cu2O、PbO、NiO、CdO、SnO2、Fe3O4、FeO、ZnO、Cr2O3、MnO。 所以满足 ZnO 的还原气氛下，PbO 更容易还原。 烟化炉的还原气氛和熔池温度靠调整粉煤和空气量的比例来实现。 烟化过程 是周期性作业，每周期分提温和还原两个阶段。 5.3 烟化炉处理铅炉渣的影响因素 5.3 烟化炉处理铅炉渣的影响因素 1. 烟化温度和时间 烟化温度和时间对金属挥发速度的影响如图 5-4 和图 5-4 所示.由图可见, 其他条件一定时,锌和铅的挥发速度随温度的升高和吹炼时间的延长而增加,但 温度不能控制过高,如超过 1350℃,由于 FeO 被碳还原，可能形成积铁或形成锌 －铁合金，有碍于烟化过程进行；温度过低，金属氧化物的还原速度变慢，挥发 速度降低，炉渣流动性变坏，放渣困难，甚至有结炉的危险。实践证明，烟化炉 温度应控制在 1150～1300℃为宜。 2.还原剂 炉渣烟化可用固体，液体或气体还原集兼作燃料。目前，大多数工厂仍采用 固体还原剂。各种还原剂的理论脱锌曲线如图 5－6 所示。由图可见，还原剂中 含氢愈多，则烟化过程的效果愈好。所以，即使是以煤作还原剂，最好选用含氢 量较高的煤，即挥发较多的煤，而煤的灰分量和发热植对烟化过程影响不大。因 此，对煤的质量要求不太高，煤在烟化过程中既是发热剂又是还原剂，其消耗量 因含碳量而异，为渣量的 14％～26％。烟化过程中固体碳和 CO 同时起作用，煤 粉的粒度愈细愈好，因为细煤粉比表面积大，有利于温度迅速升高和还原速度加 大，锌的挥发效益高。 3.鼓风强度及过剩空气系数值 由于烟化过程的还原剂主要是 CO，因此影响挥发速度最主要的因素是鼓风 强度，因为炉温，CO/CO2比，气体量和金属蒸气压等都与鼓风强度有关，而鼓风 强度的大小又决定与燃料消耗和α值，CO2分压愈高，则炉温愈高，生产率愈大； 反之，α值减小，CO 分压增大，则炉内还原能力增强，锌蒸气的分压也升高， 即挥发速度加快。 实际上，生产过程中的α值是变动的，通常在烟化过程开始时α值接近１， 是碳几乎全部燃烧成 CO2，以提高熔渣温度；转入还原期后，调整α值为 0.62～ 0.65 时，锌的挥发率可达 84.5％，铅可达 95％。 4.渣中金属含量及炉渣成分 实践证明，渣中金属含量及炉渣成分对锌挥发速度的影响较大。炉渣含锌量 愈高，则新的回收率也愈高。烟化炉处理炉渣含锌量应不低于６％，否则挥发速 度便急剧降低（如图 5-8） ；含锌低于 4％的炉渣用烟化炉处理是很不经济的；终 渣含锌也不应降至 2％以下，否则也不经济。随着燃料和还原剂价格上涨，这些 渣含锌的下限也应当相应提高。 炉渣成分对锌的挥发速度的影响可归纳为 1 ZnO 的活度随渣中 CaO 含量的增加而增加，即提高 CaO 含量有助于提高 锌的挥发速度； 2FeO 含量对ＺnO 活度影响不大故提高渣中 FeO 对锌的挥发影响较小； 3提高渣中 SiO2和 Fe3O4含量，锌的挥发速度降低，因此，吹炼高硅炉渣是 比较困难的，特别是烟化后期，随着铅锌挥发 SiO2含量相应升高，炉渣粘度急 剧增大，给煤粉入炉和烟化操作造成困难 4PbO 活度随ＺnO 含量的增大而增大。国内某厂渣中 CaO/SiO2比与废渣含 锌的关系见图５-９。某厂经验认为，欲获得较好的烟化效果，应使熔渣中 CaO 不小于 14％，SiO2不应超过 30％，CaO/SiO2＞＝0.6。 此外， 锌在渣中存在形态也影响其烟化效果， 其易难程度依次是 ZnO, ZnSiO4, ZnFeO4及 ZnS。 5.吹炼时间 吹炼时间与锌的挥发速度的关系如图 5-3，5-4 所示。某厂实践表明，仅处 理熔融炉渣是，吹炼时间为 90～120min，超过 120min 后再继续吹炼时燃料消耗 很大，而锌的挥发率增加很小；如加入 30％的冷料时，则烟化时间为 150min； 如仅处理冷渣时则需要 240min。 6.熔池深度 炉中渣层厚度一般控制在风口区以上 700～1000mm 的范围。渣池越深，粉煤 的利用率越高，其单位消耗量越小，但锌的挥发速度相对减小，吹炼时间相对延 长。应当指出的是熔池也不宜太深，否则粉煤不能均匀地送入炉渣内，并使熔渣 流态化状态变坏，正常作业遭到破坏；渣层太薄燃料的利用率降低，其消耗量大 大增加，会使作业不经济。 7.强化措施－预热空气，富氧空气和天然气应用于烟化炉。 １采用预热空气不但可以提高吹炼的生产率， 而且锌的挥发速度也随之提 高，如图 5-10。但热风温度不宜太高，否则会使送风困难，热平衡遭到破坏。 2富氧空气用于烟化炉其优点在于１强化了生产过程和提高了锌的挥发 速度。国外某铅厂采用含氧 24％～26％的空气，烟化炉生产率从原来的 24～ 25t/m 2.d提高到 31.7～37.4 t/m2.d，而锌的挥发速度从 16～16.5kg/min. 降低了空气消耗和节约了燃料，粉煤率从 25％降至 20％。提高了锌的回收率， 降低了废渣残 Zn。 3天然气的应用。国外某铅厂在 20.4m 2的烟化炉上采用天然气吹炼获得了 较好的指标。该厂用天然气完全代替粉煤，在冷风条件下，锌的回收率 77％以 上，铅在 90％以上，废渣残 Zn 在 2.1％以下，Pb0.25。 国外大型烟化炉有达 3m 宽的，增加炉床面积主要是视生产规模调整风口区 长度。有熔池底部（炉底水套）至炉顶距离称为炉子高度，它取决于炉渣重金属 含量、炉渣成分和熔池深度。烟化炉高度一般为 5.0～7.5m。 为了使水套的内壁保持一层渣壳,以保护水套和将低水套带走的热损失,在 水 套内壁靠炉膛的表面每隔 80m 交叉距离焊接一些长 20～50mm、直径为 10～ 12mm 的为了是谁套的内壁保持一层渣壳，以保护水套和降低水套带走的热损失， 在水套销钉。两侧最下层水套设有风口，风口中心距离一般为 200～300mm，离 炉底平面距离为 100～250mm，直径 30～40mm，风口比一般为 0.0033～0.004.风 口由三部分组成（图 5-12） 风嘴头用镍镉钢制成， 向炉内延伸 60～400mm； 中部为连接管， 一般有陶瓷、 陶石或铸铁等耐磨材料制成；后部是风煤混合器，有两根支管，其中一根靠近水 套的进风管送入粉煤和一次风，另一根进风管送入二次风，一次风和二次风混合 后进入熔池内。一次风约占总风量的 30～40，其余为二次风。为了防止粉煤 外逸，二次风压比一次风压略高 1013kPa。 国外有的工厂在炉子上部鼓入三次空气，使还原出来的金属重新氧化。我国 大多在炉子第三（或第四）层水套上设有若干直径为 100～150mm 的三次风口， 其位置距炉顶 400～500mm，通过它吸进空气以使一氧化碳继续燃烧并使金属蒸 汽氧化，同时，有经验的三次风口操作工可借此观察炉内火色来判断炉况。炉子 前段部底层水套设有 1 至 2 个 100～150mm 的放渣口。 铅锌炉渣烟化炉放渣口中心距离炉底约 480～530mm（其中包括约 400mm 的 炉底水套保护层） 。放渣口的尺寸及个数的确定原则在于尽快排放渣，缩短操作 时间。表 5-4 列出了国内外一些铅（锌）厂烟化炉的主要结构尺寸。烟化炉炉顶 多为水平式，也有前半部水平，后半部升高成上升烟道，与余热锅炉进口烟道相 联接。目前，国内外的有色冶金工厂在烟化炉炉型结构上进行了许多改革，在烟 化炉与余热锅炉一体化的新型结构上取得了良好的效果。 5.4 炉渣烟化的主要设备 5.4 炉渣烟化的主要设备 5.4.1 炉渣烟化炉 5.4.1 炉渣烟化炉 烟化炉为以矩形炉（图 5-11） 。炉底由带冷却水管的铸铁和铸钢构成，其上 砌一层高铝耐火砖，以保护钢板不被侵蚀，也有用水套并于其上砌耐火材料的炉 底。由于受风口气流向中心穿透能力的限制，烟化炉宽一般控制在 2.0～2.4m 范围内， 风口的结构由三部分组成 ①风嘴头镍铬钢制成，向炉内延伸 60～400mm ②连接管一般由陶瓷、铸石或铸铁等耐磨材料制成 ③风煤混合器，有 2 个支管，靠近水套的进风管送入粉煤和一次风，另一根 进风管送入二次风。 三次风口在炉子第三（第四）层水套上，通过它鼓风使一氧化碳燃烧并使 金属蒸气氧化。 炉顶多为水平式，也有前半部水平，后半部升高成上升烟道，与余热锅炉进 口烟道相连接。 目前对炉型结构上的改革主要是烟化炉与余热锅炉一体化。 5.4.2 烟化炉余热锅炉一体化结构 5.4.2 烟化炉余热锅炉一体化结构 国内某厂为回收烟化炉产出的高温烟气显热同时改善烟化吹炼过程，对其 8 平方米烟化炉、余热锅炉进行一体化研制。该厂烟化炉余热锅炉结构由烟化吹 炼池、烟化炉顶帽、烟气冷却室、省煤器、中压气包、低压气包、汽化冷却系统、 上升下降管系统、清灰结构等部分组成。如图 513 所示。 烟化炉、余热锅炉采用一体化炉型设计，炉底为烟化吹炼池，炉子中上部为 余热锅炉的水套及水冷壁， 密闭膜式壁结构的气冷却元件和省煤器替代了原烟化 炉的淋水冷却器和 表面冷却器，不仅增大了烟化炉的有效空间，有利于金属氧化和粉煤燃烧， 改善烟化炉的吹炼状况和余热锅炉技术操作条件，炉体结构紧凑，节省钢材，而 且有效地解决了烟化炉、余热锅炉间断生产与连续供汽的矛盾，有利于全部收回 烟化工艺过程产生的余热，并通过余热锅炉产生蒸汽。按压力等级把蒸汽分成两 个系统，一个是低气压蒸汽系统，由汽化水套、汽化冷却系统与低压汽包构成， 蒸发量为 7t/h,压力 0.4MPa；另一个是中压蒸汽系统，由烟化炉顶帽、烟气冷却 室、省煤器、上升下降管系统与中压汽包构成，蒸汽量为 16t/h，压力 3.2MPa, 产出的中压蒸汽先进入畜热器，经调压后并入厂区热力网，实现间断生产，连续 供汽。 由于烟化炉的间断作业，温度变化频繁，设计中采用了特殊材料和迷宫式膨 胀结构有效解决了锅炉受热面的金属结构纵向和横向的热膨胀问题。 锅炉下部采 用了 RMC20 型、RMS20 型水夹套刮板机，解决了锅炉灰不落地问题，同时根据烟 化炉的烟尘和沉降规律， 选择了不同的清灰装置。 在多种清灰措施的联合作用下， 有效清除锅炉积灰积尘，确保炉子的正常运行，也大大降低了工人的劳动强度， 改善劳动环境。 由于烟化炉的间断作业，温度变化频繁，设计中采用了特殊材料和迷宫式 膨胀结构有效解决了锅炉受热面的金属结构纵向和横向的热膨胀问题。 锅炉下部 采用了 RMC20 型、RMS20 型水夹套刮板机，解决了锅炉灰不落地问题，同时根据 烟化炉的烟尘和沉降规律，选择了不同的清灰装置。在多种清灰措施的联合作用 下，有效清除锅炉积灰积尘，确保炉子的正常运行，也大大降低了工人的劳动强 度，改善劳动环境。 5.4.3 烟化炉的配套设施 5.4.3 烟化炉的配套设施 铅炉渣烟化车间的配套设施主要是粉煤制备系统和炉气冷却与收尘系统。 粉煤制备是根据炉渣烟化生产的要求，将原煤磨成粒度小于 0.074mm-200 目的干粉末，它包括原煤制备和磨煤两部分。 粉煤制备系统通常中间粉仓式和直接吹人式两类。 中间粉仓式是制成的粉煤 先贮在中间粉煤仓中，然后按需要通过控制螺旋给煤机转速均匀将粉煤送人炉 中，直接吹入式是将磨煤机制成的粉煤直接供给烟化炉。 值得注意的是，研磨产出的粉煤在料仓中的存贮时间不得超过 12h、以防发 生爆炸。 高温烟气余热回收利用途径 一、建立配套余热锅炉或将烟化炉炉身水套改成汽化冷却。产生高压蒸汽。 供取暖、生产或发电用 二、是建立热交换器产生 200250℃热风，供鼓风炉或烟化炉用。 烟化炉生产实践中，其流程为出炉烟气一余热锅炉→冷却排管→送风机→ 布袋收尘→排风机→大气。 5.5 烟化炉吹炼的生产实践 5.5 烟化炉吹炼的生产实践 5.5.1 炉渣烟化的原料和燃料 5.5.1 炉渣烟化的原料和燃料 烟化炉处理的含 Pb、Zn 原料通常有两类一是来自铅鼓风炉或铅锌密闭鼓 风炉（ISF）电热前床的熔融渣；另一类是鼓风炉的水淬渣、渣包结壳、烟道结 壳以及富锌氧化矿（15～30 Zn）和其他含锌固体物料，如锌浸出渣和炼钢电 弧炉烟尘等。熔融炉渣通常用渣包由吊车通过烟化炉前端墙上溜槽加入炉内。除 热渣外， 有时还加入上述冷料即固体物料。 通常先将熔渣加入炉内， 再加入冷料。 冷料的处理有利于综合回收， 但冷料加入量不宜多， 否则会过多地增加燃料消耗， 延长吹炼时间和降低炉子的生产能力，使作业不经济。工厂实践表明 ，冷料加 入量一般不超过 30。 大多数工厂的烟化炉通常用粉煤来做还原剂和燃料，对煤质没有严格的要 求，这也是烟化炉吹炼的优点之一。 粉煤中挥发分高对烟化过程有利； 粒度对挥发效果及烟尘质量有较大影响，因此一般要求粉煤颗粒 80～85 以上小于 0.074mm，其中 0.020～0.050mm 粒级应占多数，同时粉煤水分不超过 1，以利输送和贮存。 5.5.25.5.2 炉渣烟化的产物 炉渣烟化的产物 炉渣烟化的产物包括氧化锌粉尘、高温烟气和弃渣。氧化锌粉尘主要成分为 铅、锌氧化物及少量稀有元素，应当合理回收有价金属。对于烟气和弃渣，也应 变害为利，实现综合利用。 氧化锌烟尘是炉渣烟化的主要产物，受原料成分、烟化炉和配套收尘设施的 工艺参数控制等影响，不同集尘点捕集到的氧化锌不仅化学成分差异较大，而且 外观颜色差异也较明显。 滤袋氧化锌尘通常比冷却烟道氧化锌尘含锌高，颜色也更白、氧化锌尘可以 直接外销或经脱氟、氯后送往湿法炼 锌厂生产金属锌。 烟化炉产出的氧化锌烟尘一般含有 10～14Pb，40～60Zn，其中，以最 后产出的布袋收尘器烟尘含锌量最高，一般大于 60Zn，明显优于余热锅炉和冷 却烟道尘。 我国会泽铅锌矿用烟化炉处理含锗的铅-锌氧化矿，得到含 0.2～0.3Ge 的氧化锌烟尘，是回收稀散金属锗的优质原料。 烟化炉烟气温度高达 1100℃以上，余热利用有很大价值。国内外工厂生产 实践大多是将高温烟气经余热锅炉和 U 型表面冷却器将温度降至 80～100℃后再 送入布袋收尘器。 鼓风炉渣经烟化炉吹炼，熔渣中的 Pb、Zn、Ge 分别可降至 0.10～0.2、 1～2和 0.0007～0.001。 这种高温熔渣经水淬后一般成分 （） 为 28～35 Fe2O3, 21～24 SiO2, 5～7 Al2O3,可搭配作为硅酸盐水泥的原料。 5.5.35.5.3 烟化炉吹炼的操作 烟化炉吹炼的操作 用烟化炉处理炉渣，分进料、吹炼和放渣三个步骤进行。在前一炉吹炼完并 放完渣后，用黄泥堵住渣口，插入水冷堵枪，打开进料闸门，由吊车将电热前床 盛满熔渣的渣包吊至烟化炉进料溜槽，将液体炉渣缓慢倒入炉内。等将到一定高 度（一般渣深为 11.5m） ，关闭进料闸门，转入正常吹炼 。 烟化炉的正常操作，一般是控制炉内的气氛，使单位时间内锌蒸气的分压达 到最大限度值， 因为锌从炉渣中还原挥发的速度取决于风口区炉气中的一氧化碳 的含量和炉渣温度的高低。实践证明在同等条件下，当一氧化碳含量升高时， 锌的挥发速度加快； 在同等气氛下， 当炉渣温度提高时锌的挥发速度也随之增大。 为此，必须同时控制加煤量或过剩空气系数α值。α值以 0.60～0.8 为好。 当过剩空气系数α0.5 时， 风煤混合物具有最大的还原勈 当过剩空气系数α1 时，炉内有足够热量，此时粉煤燃烧成二氧化碳。实际上吹炼初期，要求将入炉 渣升温，因此所需空气量接近于粉煤燃烧所需的理论空气量；进入还原期后，此 时应控制空气和粉煤的比值，以使碳不完全燃烧生成一氧化碳。为了保证鼓风机 在最大的生产力下不断工作， 必须通过控制螺旋给煤机的转数来调节给煤量以保 证吹炼过程的稳定。 有经验的三次风口操作工可以从三次风口观察炉内火焰颜色 和炉顶温度来调整给煤量。若火焰黄白透明，温度继续上升，说明煤量不够；火 焰不透明，有强烈蓝白色，说明给煤适当；火焰不透明，暗红色，且有断续蓝白 色，三次风口有火星冒出，用冷钢钎插进三次风口时，附有黑色斑点，表明给煤 量过大，当吹炼 90～140min 后，从三次风口观察，炉内明亮，可看出对面水套 壁， 说明锌已基本挥发完毕， 可打开放渣口放渣。 放渣时不需停风、 停煤和停水， 渣放完后，用泥堵住渣口，插好水冷堵枪，重复前述作业。 某厂烟化炉技术条件控制如下 （1）作业温度为 1200～1250℃； （2）作业周期为 70～110min/炉； （3）空气过剩系数（α）值加热期 0.75～1.0 还原期 0.55～0.7 （4）燃料率处理液体渣 15～25，处理固体渣 30～50； （5）鼓风压力吹炼期 50～70kPa； 进料时 40～42kPa； （6）风比为一次风/二次风3/7～4/6； （7）粉煤消耗量加热期 0.6～1.6kg/t 渣min； 还原期 0.9～2.0kg/t 渣min； （8）空气消耗加热期 58m 3/kg 煤； 还原期 3.8～6.8m 3/kg 煤； （9）水套出水温度炉体水套 60～80℃； 烟道水套 50～60℃； 炉底水套 40～50℃； （10）冲渣水压23kg/cm 2； （11）冷料率正常情况 10～25。 5.5.4 烟化炉生产常见的故障和处理方法 5.5.4 烟化炉生产常见的故障和处理方法 1爆炸 其原因是由于粉煤具有自燃和爆炸等特性。当给煤量过大时， 大量粉煤突然燃烧，体积膨胀而造成爆炸事故。 防止办法是 在开炉时，先开排风机，等用手在三次风口感到冷空气进炉 或炉顶压力呈微负压时，才开高压风机，并打开二次风口，准备进料。当料已达 到 风口区时，才打开一次风闸门，并等平衡负管与室式给料器中气压大致平衡 后，才七动螺旋给为煤机进行少量给煤；停炉时，先停煤后停风，可防止给煤管 道及烟道积煤；在变更室式给料器加煤时，将欲停止的那一台，先关闭平衡风和 停止搅拌机， 打开放风阀， 将另一台的放风阀、 进煤阀和收尘器灰阀等全部关闭， 按送煤操作顺序送煤。 2三次风口冲渣大量熔渣冲至三次风口外的原因是由于给煤量过小或无 煤，热量不够，炉温下降，熔渣粘度增大，渣子的重力小于鼓风压力。被上升气 流带至三次风口或水平烟道。 解决办法是适当增大给煤量，提高炉温。 3放干渣即熔渣粘度大，流动性极差，造成烟化作业无法进行，此种情 况称为放干渣。 其产生原因是 ①风、煤配合不好，炉温下降，水套烧坏漏水未及时发现； ②煤的质量太差，灰分中二氧化硅高及熔渣成分不好等等。 解决办法是 ①按操作规程控制好风煤比； ②认真检查各水套，水套如有烧坏，要迅速打开放渣口放渣； ③如果熔渣过粘，可适当从炉顶进料口补加一点熔剂（如石灰石等） 。一般 由于渣型改变，造成放干渣，很难挽救，有时全部放掉，有时放掉一部分，再加 入一部分料。 4渣口跑料 堵渣口黄泥干或过湿，强度不够，或因堵塞不好，引起渣口 跑料。 解决办法 当发现有跑料苗头时，要迅速用黄泥堵上。 5进料口跑料主要是因为风压过高或进料口封闭不好，使熔渣冲出进料 口。 回转窑处理炉渣 回转窑处理炉渣是一个用碳还原挥发锌的过程。将干燥后的炉渣与还原剂 （焦粉或无烟煤）混合均匀，通过一根加料管从窑尾部加入到具有一定倾斜度的 水碎渣水碎渣 焦粉焦粉 空气空气 回转窑挥发回转窑挥发 废渣废渣（送渣场）（送渣场）烟气烟气 冷却冷却 回转窑处理炉渣流程图 回转窑处理炉渣流程图 烟气烟气 冷却烟道氧化锌冷却烟道氧化锌 收尘收尘 滤袋氧化锌滤袋氧化锌 配料配料 废气废气（排放）（排放） 回转窑内。回转窑的窑头部设燃料烧嘴，靠燃烧重油或煤气供热，使窑温达到 1100～1200℃。炉料在窑内的填充系数约占窑内空间的 15左右。当窑体缓慢转 动时，炉料翻转滚动，在向窑头高温端运动过程中，锌被还原成锌蒸气，锌蒸气 又被炉气中的 O2和 CO2氧化成 ZnO 固体颗粒，随炉气带到与窑尾部紧相连的余热 锅炉和布袋收尘器内，得到粗氧化锌。 5.5.5 烟化炉生产的主要技术经济指标 5.5.5 烟化炉生产的主要技术经济指标 铅炉渣烟化过程中锌铅等金属的挥发率（）一般为Zn 85～94，Pb 98～ 100，Cd 100，Ge 75，In 75，Tl 75，Se 95，Te 95，铜与贵金属不挥发而留在 烟化炉渣中。 国内外一些烟化炉主要经济指标入表 5-5。