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三连炉：铅冶炼的技改新工艺

2014-7-9

来源:未知

点击数: 8834 作者:未知

三连炉：铅冶炼的技改新工艺
上世纪末我国的炼铅技术普遍为烧结锅加鼓风炉工艺和烧结机加鼓风炉工艺，本世纪初，由中国恩菲公司协同豫光集团、水口山集团、池州冶炼厂等共同参与研发的底吹炉加鼓风炉冶炼工艺得到了迅速推广，但此工艺还原段仍然保留了能耗高污染严重的鼓风炉，为了改进还原段，业内近年出现了四种热渣还原工艺炉型——氧气底吹电热提温炉、氧气底吹天然气还原炉、氧气侧吹煤气还原炉、氧气侧吹煤粒还原炉。这四种工艺都淘汰了鼓风炉，但都各有特点。本文着重介绍由万洋冶炼（集团）有限公司研发的“三连炉”炼铅工艺。
　　“三连炉”就是把三个不同冶炼反应的炉子用两条溜槽串联到一起，即氧气底吹炉-连接溜槽-侧吹还原炉-连接溜槽-烟化炉。把处理不同物料、冶炼过程中具有不同作用的炉子串联一起形成了一个组合。下面分别叙述三连炉中三种炉子的不同特点和工作优势。
　　底吹氧化炉
　　从矿山开采出的铅矿石多为硫化矿，冶炼工艺的第一步，就是把硫化铅的硫脱除使之变成氧化铅，底吹氧化炉的氧化熔炼过程是在一个密闭的容器中进行的，它有以下几个优点，一、改变了以前烧结锅烧结机的半开放式生产，避免了烟气的逸出和无组织排放，改善了生产环境。二、利用了物料本身所含硫的反应热，不需要额外加入燃料，实现了自热平衡。三、烧结机脱硫率不到60%，底吹氧化熔炼脱硫彻底，烟气二氧化硫浓度高，便于硫的回收。四、供氧氧枪插在底层铅液里，一部分铅液被二次氧化，和加入的硫化铅交互反应，加速了氧化过程，提高了效率。五、因为氧枪插在液铅里而不是插在液渣里，形成泡沫渣的机率小，操作稳定安全。
　　侧吹还原炉
　　氧化铅的还原反应长期以来都是在鼓风炉内完成的，鼓风炉的缺点明显。新乡中联公司和中南大学2001年合作从俄罗斯引进的瓦纽可夫炉(侧吹炉)，历经了四年数次实验，因种种原因被搁置没有进行工业化应用。万洋冶炼（集团）有限公司经过充分论证，认为这个炉子用于氧化铅还原具有独特的优势，因此决定使用侧吹炉代替鼓风炉用于铅冶炼的生产。虽然这一举措冒了极大的风险，但实践证明却是一个明智的选择。氧气侧吹炉作为氧化铅的还原炉具有以下几个显著优点：一、炉型小，床能力高，占地少，投资省；二、铜质水套炉寿可达五年；三、独立模块化风口设计可迅速应对如停电停风等突发情况；四、侧吹炉搅拌功率强，炉内熔体翻搅力度大，还原速度快，还原程度彻底；五、借助熔体强力搅拌，小铅粒碰撞聚合长大，迅速下沉，分离效果好，无需电热前床；六、还原反应是弱氧势，不易形成泡沫渣，操作稳定安全；七、只用煤粒作为燃料和还原剂，不使用价格昂贵的煤气、天然气，成本低廉，地区适应性强。
　　烟化炉
　　铅冶炼过程产生的炉渣含有有提取价值的氧化锌，氧化锌的提取大都使用传统的烟化炉。传统烟化炉炉底耐火材料寿命一般不超过3个月，更换频繁，延长了检修时间，增加了生产成本。传统设计的烟化炉炉底水套并没起到保护耐火材料的作用，效果恰恰相反。因为烟化炉是间断作业，一般两个小时一个炉次循环。在一个炉次循环中耐火材料会经历一个高温膨胀到低温收缩过程。这个不断膨胀收缩过程会破坏耐火材料的结构。为了延长炉寿应尽可能缩小作用于耐火材料的温度差，而炉底水套的作用不是缩小而是加大了这种差别。基于这个想法，我们对烟化炉进行了重新设计，取消了炉底水套，炉底使用全耐火材料砌筑，效果明显，炉寿从三个月延长到了一年。这是对烟化炉进行的一次颠覆性的改进。
　　“三连炉”的组合工艺不仅淘汰了鼓风炉，还取消了铸渣机、电热前床、渣包吊运等，实现了短流程，连续化，全部热渣直流的工作流程，把铅冶炼三个阶段的三种反应器集中串联使用，所以笔者认为“三连炉”是铅冶炼的新工艺。
　　万洋“三连炉”投产两年来，生产稳定，操作简单，设备运行率达到94.54%；工艺指标先进，渣含铅1.84%，渣耗煤88.3千克/吨，粗铅直接加工费成本只有580元/吨，达到了目前炼铅行业的较高水平。
　　在2012年整个工业经济形势不太景气，有色行业普遍效益低迷的困难情况下，万洋公司仍取得了生产经营效益双丰收的骄人成绩，可谓是有色行业的一朵奇葩。2012年，万洋公司生产电解铅21.2万吨，硫酸22万吨，氧化锌2.5万吨，白银687吨，黄金1428千克，完成产值70亿，创造利税5.6亿元。

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