密闭鼓风炉炼铅锌的技术进展

每天只能排出 * 1 7 8 !/!/ 9 热量。随着生 !4 1 *$* 的换热面积， 产能力的增长， 每天生产 *3/) 粗锌， 要求一条溜槽每天能排 除6 1 !4 8 !/ 9 热量， 改用浸没式冷却溜槽后， 仅一条溜槽的 换热面积增至 60$* ， 就能满足全部含锌铅的冷却。
!/
滑、 低速稳定及停车准确， 故采用了与烧结机主传动相同的 全数字晶闸管直流调速装置。所有具有降压启动要求的设 备均采用软启动器。对精馏和电解则分别由数据采集系统 进行数据采集、 监视和管理。各系统设专用通讯口和计算机 联网， 形成主要生产过程以微机为基础的计算机网络， 以控 制工艺过程， 并进行能源和经营管理控制， 为提高生产率、 节 约能源和减少环境污染提供了有利条件。 !"# 节能与综合回收方面 * 1 ( 1 ! 节能 近年来能耗已成为中外冶金工作者极为关注的重要问 题。随着能源价格上涨和矿石品位下降， 能源费用有继续提 高的趋势。虽然 :1 ,1 ; 技术在能源单耗方面较其它冶炼技 术低， 但是各 :1 ,1 ; 厂家仍在采取措施降低能耗， 特别是在 余热利用方面取得了明显的效果。 早在 !42( 年， 八户厂就利用 :1 ,1 @ 炉气 （又称 =1 >1 A 煤 气） 和循环铅冷却溜槽余热发电， 两项合计可供全厂用电量 的 03# 。=1 >1 A 煤气的利用已达到 !//# ， 其中 3( 1 (# 用于 供给热风炉， 用于发电， 约 用于焦炭予热器， (7# 7 1 0# 6# 用 于精馏塔及附属炉。 近年来， 韶冶采用的几项节能措施有： （!） 将原来手动操作的考贝式热风炉 （套简烧咀） 改为蘑 菇形球顶的霍戈文式热风炉。这样加强了炉身上部的保温， 延长了炉子寿命； （*） 热风炉采用陶瓷燃烧器代替套筒烧咀， 使煤气燃烧 更完全； （(） 由于热风炉废气含有大量显热， 故在烟道中安装我 国自行研究的分离式热管换热器， 这样约可回收烟气余热 4 1 033 8 !/4 9 " B； （6） 实现了烟化炉和余热锅炉一体化的余热回收， 产出 中压蒸汽并网发电， 改变了过去烟化炉水冷水套余热浪费的 状况； （3） 锌精馏由于采用了 !(0*$$ 8 07*$$ 的大塔盘， 使单 塔生产能力提高 *3# 以上， 通过换热器结构的改进， 能耗比 用小塔盘节约了 2# 5 !/# ； （7） 建立 ! 1 !/ 8 !/3 A 企业总降压变电站和采用节能变压 器等； （0） 串用或循环用水， 实现 “废水零排放” ； （2） 建立微机管理的能源科学管理机构；
另外， 八户厂已将浸没式水管冷却改为在冷却溜槽中以 低熔点合金为冷却介质的冷却盘， 通过这种冷却介质预热锅 炉供水， 产生过热蒸气发电 1 这一技术成果为铅液的冷却又 提供了新的途径。 *1!1( 配料顺序的改进 “干精矿一杂料一熔剂一返 :1 ,1 ; 原常规的配料顺序为 粉” ， 制粒效果不够理想， 后来将顺序改为 “返粉一杂料一熔 剂一干精矿” ， 这样可使返粉作为制粒的核心， 其它物料均匀 地包在外面， 从而避免或减少了皮带的粘结， 改善了制粒效 果和物料的透气性， 提高了烧结机的脱硫能力和产块率， 提 高了烧结块的质量。韶冶二系统采用改进后的配料顺序， 取 得了良好的效果。 * 1 ! 1 6 备料冷焦系统的突破 韶冶二系统与一系统相比， 在冷焦系统的配置上， 增加 了焦炭仓厂房内的皮带运输， 仅用延长一条倾角约 !0< 的皮 带代替了两台八轴筛、 两台提升箕斗和原有的一条皮带， 这 样， 由于运转环节的简化， 减少了筛分后焦炭的再粉碎， 从而 有利于提高焦炭予热器的生产能力和热焦质量， 进而达到了 优化工艺过程、 方便操作管理和节约投资的目的。这对世界 !"! :1 ,1 ; 厂家来说都是独特的设计。 装备及自动化控制方面
万方数据 虑到料罐运输车和加料吊车正反转换向频繁， 要求调速平
・ !0 ・
有
色
冶
炼
力， 收到了良好效果。
!
冶炼 ・ 重金属
（!） 利用 "# $# % 煤气、 炉渣及煤屑等二次能源发电， 建成 有装机 & # ’ ( )*& + 的机组三台， 可满足全厂自用电一半以 上； （)*） 采用新型落地式点火炉， 使用混合型烧咀并增加烧 咀数量， 设立引火烧咀， 从而与以前相比， 节约了 ,*- . )/的煤气； （))） 对点火炉空气进行预热， 即将烧结机中后部几节大 烟罩设计成夹套式， 助燃空气鼓入夹套， 高温烟气将其预热 至 0**1 以上， 再送点火炉烧咀， 此项措施每年可节约 2**3 以 上的标准煤。 0#4#0 原料中有价元素的综合回收， 实际上等于减少了矿山开 采费用， 节约资源。回收率的提高可直接降低冶炼费用， 节 约能源。同时， 也有利于改善或减少重金属对环境的污染， 与湿法炼锌相比， 银、 锗等的回收率要 5# 6# 7 对锌精矿中金、 高。 国外 5# 6# 7 厂家对原料中的镉、 铟回收率均接近 !*- ， 银 !)- . !&- ， 金 !8- ， 硫的利用率 !/- 。韶冶对这些元素 回收取得了很好的效果， 对锗、 汞的回收均有独到的方法， 如 采用碘络合法从 6’0 烟气中提汞， 用真空蒸馏法从硬锌中提 锗并同时生产锌粉等。有关这方面的详细情况在此不作赘 述。下面着重介绍精炼系统中铟回收的情况。 铟的主要来源是闪锌矿。随着 5# 6# 7 厂家对小矿山锌 矿的使用量和矿源的增加， 物料中的稀有元素铟含量增加。 在湿法炼锌中， 威尔茨氧化物和铜镉渣通常是生产铟的原 料； 在锌精炼系统中， 铟主要富集于 9 : 锌中。当 9 : 锌加入 约 ;*- 的铟富集于 9 : 塔产出的 9 : 锌中， 约 ;- 的 9 : 塔时， 铟分布在硬锌中， 约 &- 的铟分布在粗铅中； 在铅电解精炼系 当熔铅 统中， 粗铅中铟量的约 !,- 富集于熔铅锅的浮渣中； 锅浮渣加入反射炉熔炼时， 约 /*- 的铟富集于反射炉炉渣， 约 0;- 的铟富集在烟灰中。 上述物料， 诸如硬锌、 反射炉炉渣和烟灰 9 : 塔产粗铅、 都是回收铟的原料。 从反射炉烟灰中回收铟， 韶冶已进行到了工业规模的试 验， 采用的流程是溶解一沉淀一溶解一除杂一置换一熔铸一 电解精炼一精铟。采用的设备和原材料是普通的， 无需特殊 要求， 工艺符合环保要求， 从烟灰到粗铟， 直收率可达 ;/- 。 对从硬锌、 韶冶目 9 : 塔产粗铅及反射炉炉渣中回收铟， 前也取得了一定进展， 其技术还有待进一步的研究试验。 !"# 环境保护方面 环保问题是全球共同关注的问题， 许多国家制订了有关 环保的法律。冶炼厂作为 “三废” 排放的大户， 环保问题一直 被放在重要的位置， 并积极进行综合治理。不断寻求解决该 问题的有效途径。近年来， 各 5# 6# 7 厂家也不例外地积极努 有价元素的回收
* 主要Fra Baidu bibliotek术进展
近年来各 .+ /+ 0 企业对 .+ /+ 0 技术都有所改进， 并取得 了一定的效果， 其内容是多方面的， 在此， 仅就其中的几个方 面简述如下。 !"# 工艺过程方面
图# 鼓风量与脱硫率之间的关系
* + ! + ! 鼓风烧结 为了提高烧结料中硫汞的利用率， 减少其对环境的污 染， 目前， 一些 .+ /+ 0 企业已将含硫、 汞较低的烧结机头尾的 通风排气返回烧结， 作空气使用。通常这部分气体中 /5* 浓 度较低， 仅 & + ,2 6 *2 ， 含 5* *&2 左右。将这部分烟气返回 烧结机中部， 可提高 /5* 浓度。为保证烧结的顺利进行， 最 好配入工业氧， 使氧含量达到 *72 以上， 这样既可强化烧结 过程， 提高烧结块产量以及烧结脱硫能力与烟气 /5* 浓度， 也有利于提高烧结块质量。 中金岭 南 韶 关 冶 炼 厂 （以 下 简 称 “韶 冶” ） 已将烧结机 （!!&8*） 头尾的通风排气 #&&&&8, 9 : 作为新鲜空气使用。并
［作者简介］ 谭荣和 （!"#" $ ） ， 男， 湖南衡阳人， 长沙有色冶金设计 研究院冶金分院室主任。
万方数据
*//* 年 !* 月第 7 期
密闭鼓风炉炼铅锌的技术进展— — —谭荣和
・ 4! ・
表! 含硫 " # 鼓风含氧 " # *! *! 5 ** 1 3 ** 1 3 5 *( *( 5 *( 1 3 *( 1 3 5 *6 *6 5 *3 混合料 01* 0 1 (4 0 1 /2 7 1 40 7 1 23 0 1 63 烧结块 * 1 !2 ! 1 2* ! 1 24 ! 1 26 ! 1 42 * 1 !(
鼓风中富氧浓度变化与烧结主要工艺指标的关系 烧结块 硫酸盐硫 ! 1 !2 ! 1 (0 ! 1 */ ! 1 *4 ! 1 !7 ! 1 (0 车速度 ・ "$ $%& ’ ! ! 1 (/ ! 1 (3 ! 1 (3 ! 1 (0 ! 1 (0 ! 1 *0 烧结强度 " 富氧单耗 烧结块生产 脱硫强度 " 烟气 ,-* 脱硫率 （ . !/$$） ’! 能率 " # ) ・ ・ （$* ・ 浓度 " # "# " $( )’! +） # 0!2 043 077 02! 023 2!3 !// !!3 !!3 !!0 !!0 !/4 ! 1 *0 ! 1 46 ! 1 00 ! 1 02 ! 1 73 ! 1 72 3 1 *4 71* 7 1 03 7 1 2/ 7 1 7/ 71( 23 1 34 4/ 1 2 4! 1 3 4/ 1 ! 4* 1 ! 4( 1 0 2/ 24 1 4 22 1 0 22 1 4 20 1 3 20 1 3
考虑增加 一 个 可 供 两 个 系 统 返 回 气 体 补 充 氧 气 的 氧 压 站 （,&&&8, 9 :） ， 预计烧结机脱硫强度可提高 !12 6 *&2 ， 烧结 成品烟气中的 /5* 浓度将提高 & + 12 。在日本播磨冶炼厂、 八户冶炼厂和德国的杜依斯堡等厂已有这方面的经验。八 户冶炼 厂 在 烧 结 机 尾 部 烟 气 返 回 的 * ; 、 ,; 风机后加入 烧结块产量提高了 12 ， 烟气 /5* 浓度 *&8, 9 8<= ",2 的氧气， 也提高了 & + 12 。图 ! 为日本播磨冶炼厂测出的在富氧操作 和一般操作条件下的鼓风量与脱硫率之间的关系图； 表!为 鼓风中富氧浓度的变化与烧结主要工艺指标的关系。
! 前言
密闭鼓风炉炼铅锌 （简称 .+ /+ 0） 技术于 1& 年代源于英 国帝国熔炼公司， 至 #& 年代在世界范围内逐渐推广使用。 该技术具有提高选冶综合回收率、 对原料的适应性强、 能有 效地利用能源、 有效地综合回收有价元素、 易于实现过程的 自动化以及 “三废” 治理效果显著等优点， 所以， 愈来愈多的 国家已把它作为现代有色冶金的主要生产手段。据统计， 已 先后在英、 澳、 德、 日、 罗、 南、 法、 意、 波、 中、 印等国家发展起 （!/(） ， 产出的锌铅量已超过世界锌铅总量 !) 座密闭鼓风炉 的 !*2 。由于技术上的不断改进， 单炉产能极大提高， 原来 产粗锌铅 1 3 !&% 4 的标准炉， 有的已达到 ! + * 3 !&1 4， 有的仅产 粗锌就已超过 ! 3 !&1 4， 随着铅锌企业的发展， 该技术正在不 断发展和日趋完善。
* + ! + * 铅液冷却 由鼓风炉冷凝器产出的含锌铅液， 通过冷却溜槽降温后 铅锌分离。传统的冷却做法是采用水套式冷却溜槽冷却， 其 耐腐蚀性和冷却效果均较差。自 >& 年代中期浸没水管式 （能提升的水冷却管组） 冷却溜槽问世以来， 多数 .+ /+ 0 厂均 已改用该技术。近年来， 在浇筑砼内衬的基础上， 又加大壳 体， 改用耐火砖砌筑内衬。浸没式与水套式冷却比较， 有如 下优点： （ !） 冷却面积大， 占地面积小； （ *） 调整冷却面积方 便； （,） 在生产过程中可对部分浸没式水管进行清理、 检修和 更换； （%） 准确控制铅液冷却温度； （ 1） 寿命较长， 可达 !&? 以 上。韶冶二系统已应用这一新技术。 努瓦耶勒 ・ 高道特厂原采用水套式冷却溜槽。该厂采用 的是双冷凝器， 一台冷凝器有一条水套式冷却溜槽， 只有
随着电子技术的日新月异， 各 :1 ,1 ; 企业对生产工艺过 程和企业管理的控制采用了较先进的控制系统。 韶冶二系统设计采用了以计算机技术为基础的可编程 序控制器 （;=>） 代替传统的继电器 ’ ’ 接触器系统。计算机 控制具有功能强、 性能好、 可靠性高、 操作方便等特点。鼓风 炉上料采用以 ;=> 为核心的自控系统， 对 2 个物料仓的闸 门、 振动给料机、 振动筛、 称量漏斗以及料罐运输车、 加料吊 车、 鼓风炉顶料钟和底料钟等进行监控和管理， 使上料装置 简化、 灵活方便、 可靠性高， 并配有 ?>, 计算机工作站及工业 电视。另外， 在烧结生产线上 !// 多台设备也采用了上述类 似系统。其他如热风炉阀门自动切换、 电除尘除灰振打、 焦 炭予热及煤气站上煤等则采用小型 ;> 组成的控制系统。考
・ "& ・
有
色
冶
炼
!
冶炼 ・ 重金属
密闭鼓风炉炼铅锌的技术进展
谭荣和
（长沙有色冶金设计研究院， 湖南 长沙 ［摘 %!&&!!）
要］ 阐述密闭鼓风炉炼铅锌技术在鼓风烧结、 铅液冷却、 节能、 回收有价元素、 自动化控制、 配料顺序、 备
料冷焦的运输及环保等方面的一些技术进展。并结合韶冶二系统的设计和生产实践进行了论述。 ［关键词］ 密闭鼓风炉； 炼铅锌； 技术进展 ［中图分类号］ ’()!* + &,!； ’()!, + &,! ［文献标识码］ ［文章编号］ !&&* $ )"%, （*&&*） &# $ &&"& $ &,