技術(shù) | 側(cè)吹浸沒燃燒熔池熔煉工藝應(yīng)用

3.1 工業(yè)化設(shè)計改進

工業(yè)化設(shè)計的重點在于如何解決側(cè)吹浸沒燃燒熔池熔煉工藝工業(yè)化生產(chǎn)裝置的連續(xù)穩(wěn)定運行，以保證生產(chǎn)指標(biāo)的實現(xiàn)。針對該工藝復(fù)雜性和特殊性，對如下裝置進行了工業(yè)化的研究和設(shè)計。

(1)側(cè)吹浸沒燃燒熔池熔煉爐選擇合適的噴槍間距、富氧和燃氣噴吹壓力和流量，以及噴槍套磚結(jié)構(gòu)形式材質(zhì)

(2)工業(yè)化生產(chǎn)的側(cè)吹噴槍在結(jié)構(gòu)上充分考慮了冷卻措施，保護氣體氮氣的運用和槍芯可更換性。

3.2 應(yīng)用實踐

中國恩菲側(cè)吹浸沒燃燒熔池熔煉工藝主要領(lǐng)域：液態(tài)鉛渣直接還原、鉛膏等二次鉛雜料的連續(xù)熔化還原、鋅浸渣等二次鋅雜料的處理、銻精礦及銻煙塵的熔煉還原以及其它氧化物料的處理。

(1)液態(tài)鉛渣直接還原

液態(tài)鉛渣還原技術(shù)是中國恩菲主導(dǎo)開發(fā)，金利參與試驗開發(fā)，該技術(shù)獲得有色金屬協(xié)會科技一等獎，并已成功應(yīng)用于湖南華信冶煉廠和馳宏鋅鍺會澤冶煉廠。

其中會澤側(cè)吹還原爐在華信投產(chǎn)基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化，于2013年12月投產(chǎn)，已持續(xù)生產(chǎn)達20個月。該技術(shù)榮獲2014年度中國有色金屬行業(yè)部級—優(yōu)秀工程設(shè)計一等獎。

(2)硫酸鉛渣或再生鉛膏處理

采用連續(xù)熔化還原爐處理鉛膏，該工藝為中國恩菲的zhuanli技術(shù)。國內(nèi)第一條用于處理未脫硫鉛膏的連續(xù)熔化還原爐生產(chǎn)線于2012年在湖北金洋投產(chǎn)。 工藝流程如圖4。

經(jīng)過3年以來不斷摸索與改進，已形成“鉛膏連續(xù)熔化還原—煙氣脫硫(制酸)—鉛屑短窯低溫熔化”低成本、節(jié)能環(huán)保的再生鉛生產(chǎn)新工藝。目前處理未脫硫鉛膏的冶煉工藝日臻完善，各項技術(shù)參數(shù)指標(biāo)均達到了行業(yè)領(lǐng)先水平，具體指標(biāo)如下。

(3) 鋅浸出渣的處理

鋅浸渣處理工藝采用“側(cè)吹浸沒燃燒熔池熔煉爐熔化+煙化”工藝。

側(cè)吹浸沒燃燒熔池熔煉爐主要用途是熔化鋅浸渣，由于鉛鋅渣中已經(jīng)沒有發(fā)熱元素，熔化主要靠噴槍噴吹燃料補熱。煤粉從側(cè)吹噴槍直接噴入熔池，同時噴槍鼓入足夠的氧氣，保證噴入粉煤以及加入熔池的塊煤完全燃燒，加速了熔池內(nèi)傳熱傳質(zhì)過程，可達到快速熔化爐料的效果。側(cè)吹噴槍采用富氧空氣助燃，噴入爐內(nèi)的富氧空氣濃度可達40～65%。

側(cè)吹爐熔化+煙化爐渣煙化渣處理工藝由1臺側(cè)吹爐和1臺煙化爐組成，中間通過溜槽連接，熔化爐的爐渣經(jīng)溜槽送至煙化爐。主要技術(shù)指標(biāo)如表3，由于煙化爐處理熱量已有豐富的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，所以試驗廠未設(shè)煙化爐，下表中熔渣為熔化渣。

(4)銻精礦的處理

目前銻精礦主要冶煉方法為傳統(tǒng)鼓風(fēng)爐揮發(fā)熔煉，存在低濃度二氧化硫低空污染，以及煙氣余熱無法回收等問題。

為解決鼓風(fēng)爐存在的種種問題，中國恩菲提出一種處理銻精礦的新思路、新工藝供業(yè)主選擇。采用側(cè)吹浸沒燃燒熔池熔煉工藝進行銻精礦的氧化揮發(fā)熔池熔煉。

由銻精礦的特殊性質(zhì)可知：進行熔煉時銻精礦中硫化銻大部分揮發(fā)進入煙氣收塵后段火柜進行氧化燃燒形成銻氧煙塵進行回收;落入熔池中的物料一部分造渣，一部分銻、鐵與硫形成銻冰銅相。實際熔池中形成兩相：上層為渣層，下層為銻冰銅層。由于銻冰銅熔點較高，如熔池內(nèi)部補熱不足則容易在爐缸底部形成爐結(jié)，影響正常操作。同時由于銻精礦中硫化銻大部分揮發(fā)進入氣相，熔池氧料比控制至關(guān)重要。

通過側(cè)吹噴槍直接向熔體內(nèi)部補熱，可以快速有效調(diào)節(jié)爐內(nèi)熔池中銻冰銅的溫度，避免風(fēng)口區(qū)和爐缸區(qū)爐結(jié)的生成，由于恩菲側(cè)吹浸沒燃燒熔池爐墻鑲嵌長壽命耐火磚層避免了銻冰銅對銅水套侵蝕的風(fēng)險;而且可通過燃料和氧氣相對量的調(diào)節(jié)，有效控制熔池內(nèi)部氧化和還原氛圍，嚴(yán)格控制四氧化三鐵的生成，杜絕泡沫渣、噴爐等不利爐況的發(fā)生。

因此基于以上銻精礦揮發(fā)熔池熔煉的特殊性質(zhì)，采用中國恩菲zhuanli技術(shù)側(cè)吹浸沒燃燒熔池熔煉工藝處理銻精礦可實現(xiàn)銻、硫的高回收率，同時工程投資也較低，工業(yè)化成熟度較高，該技術(shù)具有非常廣闊的發(fā)展前景。

(5)錫精礦、錫中礦的處理

目前國內(nèi)的大中型的錫冶煉廠都采用的是電爐和頂吹爐進行粗錫的冶煉。

電爐高電耗和對錫原料含鐵要求嚴(yán)格，以及單臺電爐生產(chǎn)能力有限，限制了其推廣應(yīng)用。

頂吹煉錫工藝，目前國內(nèi)有云錫、華錫等企業(yè)采用頂吹爐進行粗錫冶煉。從工藝角度講，頂吹爐熔煉具有熔煉效率高、對物料適應(yīng)性強、自動化水平高等優(yōu)點。但頂吹爐富氧濃度28～30%，頂吹爐還原熔煉的煤耗在40-50%以上。而且由于頂吹噴槍的壽命小于3天，造成頻繁換槍，作業(yè)率較低。另外引進該技術(shù)費用過高，建設(shè)投資大。

結(jié)合中國恩菲在側(cè)吹浸沒燃燒熔池熔煉方面的技術(shù)優(yōu)勢，以及相關(guān)工業(yè)生產(chǎn)實踐，推薦粗錫冶煉采用 “高硫錫精礦的流態(tài)化焙燒+側(cè)吹爐還原熔煉+煙化爐煙化”工藝流程，該技術(shù)是一項具有自有知識產(chǎn)權(quán)的粗錫冶煉工藝，簡稱側(cè)吹爐煉錫工藝。該工藝具有錫、鉛、銅、鉍等有價金屬回收率高，能耗低，系統(tǒng)密閉，低噪音，無粉塵、煙氣等泄漏，生產(chǎn)環(huán)境好，自動化程度高等特點。

以生產(chǎn)規(guī)模為1萬～2萬t/a錫的頂吹工藝和側(cè)吹工藝對比，頂吹爐設(shè)備總投資(含zhuanli費、設(shè)計費等)約～4000萬元，而采用中國恩菲自主zhuanli側(cè)吹爐的設(shè)備投資為頂吹爐的一半左右，具有較大的技術(shù)和成本優(yōu)勢。

(6)其它應(yīng)用方向

目前中國恩菲已將側(cè)吹浸沒熔池熔煉爐應(yīng)用范圍逐步擴展，應(yīng)用于陽極泥、銅浮渣、低品位共生鉛鋅氧化礦以及尾氣脫硫石膏渣無害化處理等方面。