10、【徐万刚】奥斯麦特炉处理锌浸出渣实践——内蒙古兴安铜锌冶炼有限公司

喷枪简介
喷枪为顶吹熔炼的核 心设备，为四层同心套管 结构。 采用单个喷枪操作斯 麦特浸没式顶吹喷枪熔炼 炉。通过连至小车/提升系 统的链状软管输送空气、 氧气和燃料至喷枪，然后 通过快速连接联轴器将其 送至喷枪。 喷枪工作时，喷枪头 浸入液渣池内，从而将燃 料、工艺空气、燃烧空气 和氧气直接送至熔池表面 以及表面下方，这增加了 燃烧和反应效率，并且使 熔斯麦特炉于2015年10月1日投产点火烘炉，第一周期 炉砖用至2017年7月17日停炉检修更换（除炉底）炉墙全部 炉砖。 实际炉砖工作时间自2015年10月1日点火烘 炉，生产至 日点火烘炉，生产至 2017年7月17日停车更换炉砖（ 其中经 历4次锅炉 漏水，各 日停车更换炉砖（其 中经历 次锅炉漏水，各 种原因停车4个月7天）。 合计炉 砖净使 用时间：18个月19天（559天）。 计炉砖净使 砖净使用时间：
辅助工序简介
制氧站
型号：KDON-10000/3500 制氧能力：10000Nm³/h 供氧纯度：90% 供氧压力：P=0.3MPa
制氧站工艺技术条件
主要工艺技术条件 加工空气量 压力（进冷箱） 温度（进冷箱） 压力 出冷箱温度 纯 度 压力 出冷箱温度 纯 度 压力 纯 度 单位 Nm3/h Mpa ℃ 产品氧气 Mpa ℃ 产品氮气 Mpa ℃ 液氧 Mpa 实际工况 40000-46000 ～0.38 10-25 ～0.3 15-25 ≥88% 0.7-0.8 20-32 含氧≤10PPm ～0.12 含氧≥99.6%
奥斯麦特炉钢制炉壳
奥斯麦特炉炉壳简介
炉壳是奥斯麦特炉的基本结构，炉壳保持炉体基本形状并支撑所 有重量，所以炉壳必须有足够的强度和刚度，并具有一定的耐热性能。 炉壳采用分段制造，分段组装 的形式安装完成。炉壳材质采用 Q345R，厚度为36mm。
铜水套
Ø采用齿形水套-轧制紫铜板钻孔水套。 Ø铜水套分炉子主体水套和放渣口水套。 Ø炉子主体水套采用三进三出的冷却方式。 Ø放渣口水套采用一进一出的冷却方式。 Ø冷却水流量为650t/h，冷却水压力＞0.3MPa
回收烟尘
氧化锌烟尘中有 价金属含量： ØZn≥30% ØPb≥20% ØIn≥0.15% ØAg≥0.15%
有价金属回收率
Ø Ø Ø Ø Zn≈75% Pb≈99.6% In≈91.8% Ag≈88.5%
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锌浸出渣熔炼技术应用
锌浸出渣熔炼技术是将危废渣进行无害化处理，并可以回收有价金 属。即可以达到环保要求，又可以为企业创造效益。 锌浸出渣熔炼技术可处理危废渣的种类繁多：例如热浸出渣、电炉 渣、脱硫滤渣、其它含锌物料等。
工艺简介
奥炉的主要尺寸是：炉膛直 径4.4m，炉膛高度8.5m，最大溶池 高度1.6m，年投料量16.1万吨（铁矾 渣、高浸渣、电炉渣、氧化锌二次浸 出渣等），采用单支中央风冷空枪， 富氧浓度40%，氧气站提供的纯氧浓 度为90%，燃煤分为燃料煤和还原煤。 熔炼炉属于竖炉式，炉料和 还原煤从炉顶加料口加入炉内，直接 落入熔池。喷枪从炉子中心插入炉内， 其喷枪头部浸没于熔池面以下 ~200mm，富氧风通过喷枪直接喷入 熔池，使熔池处于强烈搅拌状态，炉 料落入强烈搅拌的熔池中，很快被熔 化生成炉渣，有价金属同时从熔池挥 发出来，成为烟尘，炉渣从渣放出口 放出、水淬粒化后外售，含有价金属 烟尘送湿法处理，烟气进入余热锅炉。
实践结论
奥斯麦特炉运行状况
奥斯麦特炉用来处理六种不同的含锌、铅、银和其它稀有金属的二 次物料，产出锌铅混合烟尘产品以及低含锌量渣（含锌小于3%）。 熔炼炉运行需不间断进料，并通过出渣口定期排渣。 添加二氧化硅和石灰石作为熔剂控制渣的化学性质。 煤作为还原剂和燃料，可以控制氧势和能量。
生产能力
Ø锌浸出渣：铅银渣、铁矾渣、 电炉渣、烟尘浸出渣等六种 物料。 Ø锌浸出渣处理量： 161000t/a（干基）。 Ø运行时间：7200h/a。 Ø运行温度：1320±20℃。
喷枪旋流器
奥斯麦特炉
奥斯麦特炉主体
炉膛内径 炉总高度 炉筒高度 高位放渣口 低位放渣口 合金放出口
4.4m 14.9m 7.7m 875mm 575mm 0mm
奥斯麦特炉结构
奥斯麦特炉主体分为三层： Ø最外层为钢制炉壳：支 撑和保护奥炉主体。 Ø中间层为铜水套：延长 炉衬的使用寿命。 Ø内层为炉衬：由耐火砖 组成，与熔池直接接触。
空压机站
奥炉所用风机均采用国产风机
名称 最大风量 出口压力
喷枪风机
400m³/min
290kPa
套筒风机
510m³/min
270kPa
二次燃烧风机
510m³/min
130kPa
余热锅炉
余热锅炉主体分上升 段，下降段和水平段三部 分。水平段内部含有7组对 流管束，以此构成整个余 热锅炉。 Ø运行压力：4.2MPa Ø设计压力：4.6MPa Ø额定蒸发量：126t/h Ø最大蒸发量：161t/h Ø实际蒸发量：90t/h左右
铜水套冷却水进出水箱
奥斯麦特炉炉砖
奥斯麦特炉炉砖简介
奥斯麦特炉的熔池段工作条件非常恶劣，既要经受熔体高 温和化学侵蚀，又要经受熔体强烈搅拌和喷溅的冲刷，所以熔 池段要采用优质耐火砖和齿行水套相结合的方式来对炉砖进行 冷却，从而保证了奥斯麦特炉的寿命。 我公司采用锦州长城SA-BL-AJ型铝铬质耐火砖。
粉煤制备
粉煤制备采用国产立式 磨煤机加粉煤燃烧室，将块 煤研磨成奥炉所需要的煤粉。 立式磨煤机：型号 AM1500；设计出力1822t/h；产品细度≤15R90。
烟煤热值≥23MJ/Kg； 原煤粒度≤150mm； 煤粉粒度80% ≤90um； 含水量≤3%； 磨机入口的正常/最大热风温度：220/320℃； 磨机出口的正常/最大热风温度：65/80℃； 工艺收尘器入口温度：＜80℃；
工艺原理
奥斯麦特炉熔化吹炼是一个高温强化还原挥发氧化的过程，其实 质是用空气和粉煤的混合物吹入炉内的熔融炉渣中，利用粉煤燃烧产生 大量的热和块煤的还原性，使炉内保持较高的温度和一定的还原气氛， 使熔渣中的硫酸盐（主要为硫酸锌和硫酸铅）分解为其氧化物，以铅、 锌及其氧化物的熔沸点高低为吹炼基础，利用粉煤和块煤提供的还原氛 围将金属氧化物还原为金属单质。 在炉温保持1320℃左右时，锌、铅、银金属开始挥发。锌金属至炉 子的上部空间再次被鼓入炉内的二次燃烧风氧化为ZnO、PbO。收尘系 统回收ZnO、PbO、In、Ag烟尘。
电收尘
电收尘为LD100m³-4型， 有效截面积：100㎡，处理 气量：400000m³/h 。 主体双室四电场，下边 配备多条运输刮板机，将 回收的氧化锌烟尘运送至 最底端的吨袋包装机打包 回收。 回收烟尘后的烟气由高 温风机送至制酸车间。
喷枪及控制系统
喷枪：由外方提供。 喷枪提升机成套装置：由昆明金翼传动控制设备有限公司提供。 喷枪小车：由外方提供图纸，由中国八冶制作完成。
单 位：内蒙古兴安铜锌冶炼有限公司 讲述人：徐万刚 日 期：2017年11月
讲述纲要
•锌浸出渣熔炼技术应用及工艺 •辅助工序简介 •喷枪 •奥斯麦特炉 •奥斯麦特炉炉砖 •实践结论
项目建设背景
浸出渣处理是锌冶炼的世界 性难题，随着国家环保要求越来越 高，已经不允许浸出渣在渣场堆放。 市场竞争越来越激烈，企业必须全 面考虑各种利弊关系，经考察论证 我公司于2013年年底决策采用富 氧顶吹处理锌浸出渣。2014年4月 1日项目正式启动，2015年10月调 试全部完成，进入试生产阶段。 本项目建设周期是国内外奥斯 麦特炉建设周期最短的一个。
喷枪简图
内层为燃料煤 次内层为氧气 次外层为喷枪风（空气） 最外层为套通风（空气）
喷枪底端的旋流器有利 于喷枪传热速率和对熔 池的搅拌
喷枪介质
Ø 燃料煤：为熔池提 供热量，融化物料， 保证熔炼过程的顺 利进行。 Ø 氧气：主要为助燃 作用，提高热效率。 Ø 喷枪风：为燃料煤 提供足够的空气， 使其充分燃烧，同 时冷却喷枪。 Ø 套筒风：使挥发出 的有价金属再次氧 化，形成氧化锌烟 尘，为余热锅炉及 电收尘的烟尘收集 提供条件。
工艺控制
Ø Ø Ø Ø 炉压：-50~-150Pa 熔池温度：1300±50℃ 熔池高度：1.6m 渣型：Fe/SiO2=1.2
入炉物料
入炉物料有价金属含量： ØZn≈8.0% ØPb≈2.0% ØIn≈0.035% ØAg≈0.025%
水淬渣
水淬渣中有价金属含量： ØZn≤3.0% ØPb≤0.1% ØIn≤0.0040% ØAg≤0.0040%