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氧气底吹熔池熔炼工艺
水口山炼铅法
一、水口山炼铅法的发展过程
转炉底吹冶炼技术,起源于西欧,1969年西德首先将底吹转炉运用于炼钢专业,获得成功。
通过30年的推广,现在世界上包括底吹技术在内的转炉顶底复吹技术成为炼钢主流技术。
七十年代,美国、西德又展开转炉底吹炼铅研究试验,取得成功,八十年代初,在德国建立示范工厂,并将该炼铅工艺取名为QSL法。
1983年国家科委将氧气底吹炼铅正式确立为“六五”国家重点科技项目,并成立了以水口山矿务局为组长单位、北京有色冶金设计研究总院为副组长单位,北京钢铁研究总院、北京矿冶研究总院、西北矿冶研究总院、东北工业大学、中南工业大学、中国科学院化冶所、白银有色公司为参加单位的联合攻关组,进行了一系列的单元试验。
1985年,“水口山炼铅法”半工业试验车间在水口山矿务局第三冶炼厂建成。
1985年至1987年共进行试验十次,获得了较好的技术经济指标。
1988年元月,中国有色金属工业总公司组织专家对“水口山炼铅法”半工业试验研究成果进行技术鉴定,专家组对试验成果予以充分肯定,并在同年获得中国有色金属工业总公司科技进步二等奖。
二、水口山炼铅法原理及特点
水口山炼铅法是由我公司独立开发的一权新型专利炼铅工艺。
水口山炼铅法属熔池熔炼范畴,当物料投入炉内,同时完成加热、熔化、氧化、造渣、造锍等过程,具有很高的传质、传热功能;所不同的是,它采用了独特而简单、具有优越冶金动力学功能的设备——水口山熔炼炉。
从熔炼炉顶部加入炉料,底部送入富氧空气搅动熔池,入炉物料在熔池中完成熔炼过程,产出粗铅、高铅渣和烟气,分别从放铅口、放渣口、排烟口排出。
水口山熔炼炉是一个密闭的长圆筒型卧式转炉,钢板外壳内衬铬镁砖,炉身有传动装置,可旋转900,设有加料口、排烟口、放渣口、放铅口,底部装设氧枪,氧枪及其套砖可以更换,端墙燃油烧嘴供开炉和保温使用。
水口山炼铅法是连续熔池熔炼和吹炼过程,它是将含水6~7%的含铅物料和熔剂经混合制粒后,连续、均匀地加入到底部配有射流氧枪的氧气底吹炉中,完成物料的干燥、熔化、氧化造渣、沉铅过程,实现渣铅分离,产出粗铅,烟气和熔炼渣。
产出含SO2浓度高,成分和流量稳定的烟气,经净化后制酸。
水口山炼铅法的特点:
①、水口山炼铅法属熔池熔炼炼铅法,它是在一个熔池里送入富氧空气,同时加入炉料,形成强烈搅动的熔池,同时完成加热、熔化、氧化、造锍、造渣等过程。
具有高的传热、传质功能。
②本方法从底部送入富氧空气,气体射流与熔池介质充分混合,由于气液运动轨迹的特性,保证了单位时间内气液两相的混合程度和速度,充分体现了富氧底吹工艺在冶金反应动力学方面的优越性,翻腾状态稳定,无喷溅,无死角。
③采用空气冷却底吹氧枪,是本工艺一项成功的创举,在改进氧枪操作技术和参数后,每支氧枪平均寿命为21天左右。
④本工艺可实现全自热熔炼。
⑤本工艺无炉膛积铁故障,单体硫问题能得到妥善解决。
分析原因,认为是与本法采用底吹有关,由于气液相混合均匀,反应进行非常充分.炉内无死角所致。
毫无疑问,在这种强氧势条件下,Fe3O4的生成应该是必然的,但由于送入底吹的富氧,最先接触的是铅液,不会造成渣中的FeO过多的氧化成Fe3O4,而已经生成的Fe3O4,在充分均匀搅拌的条件下,按如下反应式,又还原成FeO。
氧气底吹熔炼的基本原理:
氧气底吹熔炼是熔池熔炼,经配料制粒的混合料从底吹炉顶部加入,氧气从底部吹入引起熔体搅拌,混合料中的金属硫化物发生氧化反应,生成金属氧化物和二氧化硫,并释放大量热使氧化反应继续下去,同时形成粗铅和低熔点的高铅渣。
主要的反应方程式如下:
氧化造渣反应:
2FeS+3O2+SiO2=2FeO·SiO2+2SO2
2ZnS+3O2=2ZnO+2SO2
2PbS+3O2+SiO2=2PbO·SiO2+2SO2
2PbS+3O2=2Pb+2SO2
2Pb+O2=2PbO
PbS+2O2=PbSO4
沉铅反应:
PbS+O2=Pb+SO2
2PbS+O2=2PbO+2SO2
PbS+2PbO=3Pb+SO2
因此,无炉膛积铁的另一主要原因是:
富氧直接吹入粗铅层,而不是渣层或渣与粗铅间的界面。
本方法熔炼渣的诸多物相分析数据,证明渣含Fe3O4低于一般熔池熔炼法,约为3~5%,甚至3%以下,含量高的也未超过8%。
单体硫的问题,得到较妥善的解决。
勿容置疑,铜精矿直接熔炼,当达一定温度时,即有单体硫析出,单体硫是肯定存在的。
FeS2→Fes+1/2S2
何况半工业试验初期,为了回收硫精矿中的金,曾大量配加硫精矿,然而,长期以来,未曾发生硫的危害:
烟道和烟尘中也未发现**夹杂物。
究共原因,一是强氧势下,硫容易氧化;另一原因是,本法底部氧部供氧量.仅是理论用氧的85%,其余15%来自炉顶加料气体密封装置和顶部漏风。
这是保证烟气中剩余单体硫燃烧的必要措施。
尽管我们在烟道出口处还设置了供氧点,但因未发现单体硫而一直未曾启用。
⑥熔炼渣选用高铁渣型,Fe/SiO2>1.3,渣经缓冷后选矿,选矿回收率>90%,尾矿含铅≯0.3%。
⑦原料适应性强,可以处理粉料,也可以处理块料,允许精矿成分在合理的范围内波动,且砷的挥发性好,能处理含砷高的精矿,入炉料含砷3%时,冰铅含砷<0.3%,尾气含砷<0.4g/m3。
⑧良好的环保条件,确保车间工业卫生,由于SKS熔炼炉密闭性良好,且在负压条件下进行操作,车间和熔炼周围,空气中含尘、含砷、含SO2均在国家规定允许范围内,本工艺无捅风眼作业,车间内噪音均在90分贝以下。
⑨自动化水平高,氧气底吹熔炼过程采用DCS控制系统,可实现配料、制粒、供氧、熔炼、余热锅炉、锅炉循环水、电收尘、高温风机等全流程、全部设备的集中控制。
⑩较低的能耗,本工艺每吨粗铅总能耗小于700kg标煤。
三、水口山炼铅法装置
水口山熔炼炉是一个沿炉子中心轴线转动的卧式圆筒形反应器,内衬铬镁砖,在炉子的顶部有加料口、出烟口,炉子的底部有氧气喷枪,端墙有放渣口,出铅口可根据车间配置的需要,放在侧边或端墙。
炉子结构紧凑、表面积小,散热较少;在炉子底部鼓风,可减缓熔体对耐火砖的冲刷。
炉衬寿命比较长。
本发明采用双筒管式射流富氧氧枪,氧枪中心管外壁开若干条槽成齿轮形状,工业氧气和空气分别从外壁为齿轮形状的中心管的氧气进口和侧面的空气进口进入氧枪,在一定压力下,工业氧气经中心管,氮气、水经三筒管的环缝从氧枪前端的氧枪口同时喷吹到反应器中。
使用单管式射流富氧枪时,工业氧气和空气分别从后端侧面的氧气进口和后端的空气进口进入到氧枪的混合室混合后,在一定压力下从前端的氧枪口喷吹到反应器中,更换氧枪时,只需转动反应器,使氧枪口高出熔池的渣面,即可更换,极其方便。
四、水口山炼铅法的技术经济指标
主要操作技术条件及技术指标:
⑴物料要求:
①混合料:
化学成份(%):
Pb50~60,ZnO≤6.0,FeO8~14,SiO26~12,CaO3~8,Cu<0.5,S16~18,As≤0.25,Sb0.4~0.8,H2O8~10
物理规格:
粒度3~15mm,离地面1m高落地不散为宜。
②氧气:
工业氧气,O2≥99%
③氮气:
工业氮气,N2≥95%
⑵工艺操作条件
氧气底吹炉处理能力
600~1000t/d
氧料比
120~150
烟尘率
18%~22%
沉铅率
35%--55%
⑶成品及半成品质量标准:
①一次粗铅含Pb≥96%,表面平整、无飞边毛刺,无浮渣、不夹杂杂物。
②高铅渣含Pb40~55%,S<1%,块度80mm左右。
五、氧气底吹炉开炉操作规程
⑴开炉前的准备工作:
A对炉体及主要设备进行最后检查,保证处于正常状态。
B底吹炉系统的水、电、油、气管线畅通无阻,无跑、冒、滴、漏现象。
C各管线上的闸、阀、开关、按钮保持灵活、密封性良好,并处于所需要的开、关状态。
D各测温、测压、压力、流量控制调节系统均处于准确、灵敏的最佳状态。
⑵烘烤底吹炉砖砌体
A对各水冷构件注水,打开排水阀门,供水不断流、不外漏。
B用黄泥做成泥团,从炉内堵塞虹吸口;用石棉堵住渣口、观察口、加料口。
C转炉,使氧枪孔处于水平位置。
D安装烘炉测温热电偶及温度表。
E扳动炉顶烟道闸门,使烟气只向副烟道排空。
F安装主燃烧器。
G严格按照升温曲线进行烤炉,如果某一时刻炉温上升速度超过曲线要求的温度值时,应保温至曲线要求相符时再继续升温,不可用降温的方法解决,严禁猛升猛降;炉膛温度前后区应保持一致,烘烤过程中,应密切观察炉内砖砌体变化情况,发现问题及时报告有关人员处理。
H当炉膛温度达到850℃,装氧枪,并用压缩空气保护(P=0.2MPa±)。
当温度达到1000℃以上,可考虑从渣口处插入管子送氧气助燃升温或氧枪直接送氧气。
同时与余热锅炉、电收尘岗位联系,开高温风机,调整炉顶烟道闸门,使烟气通过余热锅炉、电收尘器。
I当炉膛温度升到1250℃±时,再恒温6小时,烤炉结束,准备投底料,与硫酸系统联系,通知转化塔升温。
J经常观察各水套水温,出现水温过高要及时处理。
⑵开炉
A用黄泥堵住渣口并插入钢钎,渣溜槽用耐火泥捣筑保护,准备好放渣工具。
B准备好排铅系统的一切设施、工具,包括铸渣机、行车等。
C、加底渣。
用行车将底渣(可以是高铅渣或鼓风炉渣、烟化炉渣、低熔点铅炉渣、铅氧化渣)吊上炉前平台,人工从加料口加入,每批10吨,视情况加3~5批,必须是上一批基本熔化后再加下一批。
D当底渣全部熔化后挂渣。
E挂渣后加底铅,总量30吨。
F底渣熔化后,与制氧站联系,保证生产有氧气、氮气的气量和压力,并取下主燃烧器。
G转炉。
各岗位人员就位,加料口、铅口、渣口有人把关,每根氧枪送气、送水软管、各水冷设施水管有人看管。
让中控室将每支氧枪氧气、氮气压力均调到≥0.6MPa,并密切观察各仪表指示变化情况。
未加完底料应转移干净。
一切工作就绪,转炉正位,开炊。
H当炉内底料全部熔化后,与中控室联系开始加料,应根据炉况逐步增加料量达到要求值,与此同时,氧枪支管送气压力也应相应逐步增加,保证正常的氧料比。
I当熔池渣面升高至1100mm±时,放第一次渣。
J当铅虹吸口铅液达到设定的铅坝时,开始放铅。
至此,开炉工作结束。
⑶正常作业
①严格按技术要求操作,保证炉子正常运行。
②密切关注加料、送氧情况变化,及时联系调整。
③炉内熔体,渣面高度控制在900~1250mm。
④应经常观察炉内变化,包括测温及炉内渣面高度、铅层厚度及渣的粘度。
防止渣变粘,温度过低或过高,发现问题及时处理,处理不了时应及时汇报。
一些问题的处理方法如下:
A当炉渣很稀时,应加大进料量,并防止底铅减少。
B如果氧(或氮)气供应中断,应在单管压力高于0.6MPa之前转炉,将氧枪脱离渣后进行N/O切换,用氮气保护氧枪,烧油保温,并与硫酸工序联系,使之采取相应措施。
C如果停料时间过长,也应采取转炉法(同上)。
D如果发现炉壳局部升温甚至发红,初期可洒水冷却,使其恢复正常。
如果大面积发红,洒水冷却也不起作用,应转炉处理,特别严重时停炉。
E如果是在氧枪处往外漏铅,伴之周围炉壳发红,应转炉更换氧枪、套砖。
F如果铜水箱(套)严重漏水(特别是往炉膛内漏)应转炉处理。
G发现炉内铅液面下降较快,应加大入炉料量,若受限制时,应减少入炉氧气量。
H如果突然停电,应立即启动备用发电机,给转炉系统供电、转炉。
I经常检查炉壳,氧枪的温度变化情况。
J长时间停炉:
a铅口停止排铅作业,提高炉内铅液面,让炉渣尽量从渣口排出。
b提高氧料比,使渣含铅升高,增大炉渣流动性。
c停止加料。
当渣口排不出炉渣时(渣口应降至最低位),用氧气烧开铅口下面的安全口,将炉内粗铅及残存炉渣排出。
氧枪支管压力逐步降低到0.6MPa。
d如果炉内有炉渣,应烧油熔化,尽量从安全口排出,这时氧枪支管Po2≥0.2MPa。
e当氧枪离开渣后或排完渣后,氧枪N/O切换(或用压缩空气),以N2保护氧枪。
转炉80~90°。
f当炉内温度降至500℃后,停高温风机,调整炉顶烟道闸门,使烟气从直升烟道直接放空。
氧枪可以停止供气。
g当炉内温度降至300℃以下时,停水冷系统。
h清扫现场,各种物料、成品、半成品分别堆放、运走,不得混堆,并计量、取样化验。
六、底吹炉转炉操作
⑴底吹炉转炉操作规程
①铅口岗位人要封住铅虹吸口并检查,保证无其它物件影响转炉转动。
②渣口岗位人员要及时封好渣口,取下燃烧器,同时检查有无影响炉体转动的物体。
③加料岗位作好加料准备。
④主控室氮氧切换并调整氧枪氧气量、氮气量、软水量。
⑤响警报,通知余热锅炉、电收尘、硫酸、氧气厂准备转炉。
⑥转炉。
转炉中各岗位人员要迅速巡检金属软管有无挂在其它物体上,
⑦当炉体转入正位后,氧枪底座是否漏铅。
通知加料。
⑧铅口岗位人员要清理铅口,并尽量把渣扒出。
⑨从探测孔探测渣高度在1150mm(动态)时可放渣。
⑵底吹炉转出操作规程
①停止放铅,提高铅层高度。
②放渣、减少进料量,渣面放到900mm处。
③堵好渣口停料。
④各岗位人员检查本岗位有无影响炉体转动的物体。
⑤响警报,通知余热锅炉、电收尘、硫酸、氧气厂准备转炉。
⑥转炉。
各岗人员迅速巡检炉体转动情况。
⑦转出后,停软水,N/O切换。
⑧安装主燃器对炉内保温。
⑨清理虹吸口,并加木炭保温。
⑩清理加料口、烟气出口、探测孔。
⑶紧急转炉操作规程
①响警报,通知余热锅炉、电收尘、硫酸、氧气厂准备转炉。
②停止加料。
停止放铅放铅,并堵好渣口,各岗位迅速巡检,尽快清理影响炉体转动的物体。
③确定无误后,开始转炉,各岗位迅速巡检炉体转动情况
④转出后,N/O切换,若无N2可用压缩空气保护氧枪。
⑤安装烧咀对炉内保温。
⑦清理加料口、烟气出口、探测孔。
七、SKS熔炼炉的操作要点与主要故障处理
(一)烤炉
装上燃烧器烧柴油按升温曲线升温。
(二)开炉
当温度升至1250℃时即可投入开炉底料。
正常开炉过程为分批加入块度小于200mm的熔炼渣10吨/批,熔化后,摇炉3~4次,使砖缝灌渣。
再分批加入底铅30~50吨,可加料。
空吹期间对氧枪参数进行调整,根据确定入熔池总氧量,按计算的氧料比,调整给料速度。
待第一次放高铅渣时,取样化验或观察高铅渣断面判断高铅渣品位,同时,经常探测渣的流动性,当渣成份符合要求时,开炉操作结束,转入正常操作。
(三)熔炼过程操作
炉料中硫化物的氧化热是提供熔炼所需的大部分热量。
氧化的硫化物量为炉料中的总含量减去造锍所需量,氧化热量的多少取决于粒矿的成份,由于水口山炼铅法是自热熔炼过程,因此对粒矿的发热值有一定的要求。
其数值可通过冶金计算和热平衡计算确定,在水口山炼铅法半工业试验中的特定条件下,粒矿发热值在800~950×4.18KJ/kg(粒矿)波动。
当单位生产率较高时取低值,生产率高时取高值。
在供氧量很小,生产率提不上去时,就会发生渣发粘的故障。
熔炼过程的正常运行依靠于有效、正确地控制工艺过程操作技术参数,首先进行冶金计算和热平衡计算,确定粒矿的成份及理论氧料比,根据配料通知单进行配料和制粒,取样分析粒矿成份,根据粒矿成份对配料皮带秤进行微调,直至粒矿成份合格。
粒矿水份要求稳定,允许波动±0.5%。
根据供氧量,选定氧枪合适的规格和组合,务必使氧枪在合理参数范围内操作,即氧枪的氧气压力为0.5~0.6Mpa,气体流量随压力升高而升高,当压力超过氧枪的调整范围,则压力升高,流量变化不大,这些调节应在投料前做好,一旦原料改变,须重新进行核算。
下料口及烟罩吸入的空气可将单体硫完全氧化,保证烟气中无单体硫存在。
入炉物料为6~7%H2O的润湿料或粒矿,经电子皮带秤均匀定量地从下料口给入炉内,由于下料口的微负压,炉料、烟气均不产生飞扬或外溢,炉料落入强烈搅拌的熔池中,迅速地进行干燥熔化而被熔池吸收。
产生及被烟气带走的烟尘量很少,当炉料中Pb、Zn、As、Sb、Bi等的挥发性元素含量较高时,这些元素有相当一部分形成烟雾,在收尘器中被捕集。
半工业试验处理的原料挥发性元素含量较高,烟尘率占料矿的12~18%。
沉降尘直接返回熔炼炉内。
十、水口山炼铅法与其它炼铅法的比较
1、烧结焙烧-鼓风炉熔炼法
该法属传统炼铅工艺,此法即硫化铅精矿经烧结焙烧后得到烧结块,然后在鼓风炉中进行还原熔炼产出粗铅。
下图为鼓风炉熔炼工艺原则流程图。
铅冶炼原则工艺图
烧结-鼓风炉炼铅法虽然工艺稳定、生产可靠,简易灵活,设备结构简单,炉内气氛易于控制。
但传统熔炼由于生产效率低;脱硫率低,硫的回收率低,烟气中含SO2浓度低,低浓度SO2烟气处理费用高;传统熔炼造成环境污染;劳动强度大,生产条件差;燃料率高,而且对燃料要求苛刻,如鼓风炉熔炼要求用价格昂贵的焦炭。
为了解决上述问题,冶金工作者进行了炼铅新工艺的研究。
已取得了实际进展的有:
原苏联的Kivcet法、德国Lurgi公司的QSL法、瑞典波立登公司的Kaldo法、澳大利亚的ISA法、Ausmelt法、水口山开发的SKS法,最近河南新乡又开发了一种氧气侧吹的炼铅工艺,该法也已经通过技术鉴定。
这些工艺使传统烧结鼓风炉还原工艺得到了彻底的技术革命,从根本上解决了低浓度SO2对环境的污染,也解决了铅尘低空污染给职工带来的危害。
本法有被硫化铅精矿直接熔炼法完全取代的趋势。
2、基夫赛特(kivcet)炼铅法
基夫赛特(kivcet)炼铅法是一种闪速熔炼的直接炼铅法。
该法由前苏联全苏有色金属科学研究院开发,20世纪60年代进行试验研究,80年代建设了工业生产工厂,经多年生产运行,已成为工艺先进、技术成熟的现代直接炼铅法。
基夫塞特炼铅法的核心设备为基夫塞特炉。
该炉由四部分即带氧焰喷嘴的反应塔、具有焦炭过滤层的熔池、冷却烟气的竖烟道(立式余热锅炉)和铅锌氧化物还原挥发的电热区组成。
干燥后的炉料通过喷嘴与工业纯氧同时喷入反应塔内,炉料在塔内完成硫化物的氧化反应并使炉料颗粒熔化,生成金属氧化物、金属铅滴和其它成分所组成的熔体。
熔体落下通过浮在熔池表面的焦炭过滤层时,其中大部分氧化铅被还原成金属铅而沉降到熔池底部。
炉渣进入电热区,渣中ZnO被还原挥发,渣中PbO进一步还原,并使渣与铅进一步沉降分离,然后分别放出。
含二氧化硫的烟气经竖烟道和余热锅炉送入高温电收尘器,而后送酸厂净化制酸。
电炉部分烟气经捕集氧化锌的滤袋收尘器后排放。
基夫塞特炼铅法可处理各种不同品位的铅精矿、铅银精矿、铅锌精矿和鼓风炉难以处理的硫酸盐残渣。
湿法炼锌厂产出的铅银渣、废铅蓄电池糊、各类含铅烟尘等都可以作为原料入炉冶炼。
由于基夫塞特炼铅法对原料有广泛的适应性,能以较低的费用回收原料中的有价金属,并可以满足日益严格的环境保护要求,该法有着良好的发展前景。
综上几种炼铅法进行比较不难发现,除烧结焙烧-鼓风炉熔炼法外,其余四种新的炼铅法均有效地解决了污染环境和能耗高、硫利用率低的弊病。
3、QSL炼铅法
QSL法是德国鲁奇公司70年代开发的一步炼铅新工艺。
80年代中期,中国、韩国和加拿大先后购买德国鲁奇公司该技术的专利建厂,经过几年的调试和试生产,韩国温山冶炼厂及德国斯托尔贝格冶炼厂的QSL炉已转入正常生产,且生产状况良好,产品产量均已超过原设计能力;我国的白银西北铅锌冶炼厂在1995年经过改造第二次试车,已取得成功,但因多种原因仍未正常生产。
4、卡尔多(Kaldo)炼铅法
卡尔多(Kaldo)炼铅法系瑞典波立登(Boliden)公司拥有的专利技术,目前应用该工艺的工厂有两座,已经运行多年,分别于1976年和1992年建成投产,即瑞典BolidenMineralRonnskar冶炼厂和伊朗国家铅锌公司赞江冶炼厂,生产规模年产粗铅41000吨。
但只有瑞典波立登公司一家工厂用于处理硫化铅精矿,其氧化和还原操作分两阶段进行,炉子间断作业,给配套制酸带来麻烦,需要特殊处理,另外炉寿命只有3个月,耐火材料消耗高,并非理想的炼铅工艺。
5、氧气底吹(SKS)炼铅法
氧气底吹(SKS)炼铅法所用设备为氧气底吹熔炼炉,产出部分粗铅和高铅渣,高铅渣用鼓风炉还原成粗铅。
该技术通过原水口山有限责任公司进行的大量半工业试验。
1998年11月水口山炼铅法工业试验研究科学技术成果通过鉴定。
2000年以来,安徽池州冶炼厂和河南济原冶炼厂采用该法相继建设3万t/a和5万t/a的铅冶炼厂。
2004年水口山第八冶炼厂采用该法建成8万t/a,投产一次性成功,各项技术经济指标均达到或超过设计指标。
氧气底吹(SKS)炼铅法的特点是:
(1)含水8%左右的铜精矿和熔剂、煤可直接入炉,因而备料系统简单。
富氧空气通过喷枪从反应器的底部鼓入熔池中,在熔池中完成炉料的干燥脱水、离解、熔化、氧化、造渣和造锍反应。
集精矿干燥、焙烧、熔炼和部分吹炼任务于一炉。
熔炼过程在搅动的高温熔池内进行,熔体传质传热条件非常好,熔炼强度大,生产效率高,过程容易控制。
(2)对原料适应性强。
由于对原料粒度、水分均没有严格要求,可以处理粉料,也可以处理块料,并允许炉料成分有一定的波动。
由于熔炼工艺条件易于控制和调节,杂质脱除效果好,可以处理各种复杂的、含砷高的物料。
熔炼炉结构简单,密闭性好,熔炼过程热损失少,能充分利用炉料的化学反应热,燃料消耗少,且对燃料的种类、质量无严格要求,可采用价格便宜、容易获得的燃料。
(3)环境保护好。
采用底吹富氧空气熔炼,烟气含二氧化硫浓度高,易于经济地回收,硫酸生产条件好,有利于环境保护。
(4)炉寿命长。
采用低温作业,在满足熔炼过程顺利进行的条件下,尽可能地降低熔池温度并控制熔池温度稳定,以便延长炉寿,高温操作影响炉寿命。
从喷枪口射出高速的气体射流与熔体撞击破碎成为很细的气泡,迅速均匀地分散于熔池中,使喷枪出口处不会形成明显的局部高温。
(5)烟尘率低。
湿精矿直接入炉,熔炼过程中炉内熔体又被气体搅拌,对烟尘的捕集效果好,烟尘率仅为1%—2%,锅炉工作条件好。
(6)渣含铜较高。
由于渣型和熔体过热度低,铜锍和炉渣不能有效分离,炉渣含铜较高,需要再处理才能得到弃渣。
(7)作业率。
由于采用喷枪送风,喷枪寿命是作业率的关键。
喷枪要定期维修,底吹富氧熔池熔炼在枪口周围形成“磨菇头”,保护喷枪及周围的炉衬避免产生剧烈的破坏。
气体射流的动能迅速为周围介质均匀吸收,减弱了熔池的旋流。
当风量和熔体粘度合适,气流的射透微弱,喷溅较少,从而使炉衬的腐蚀速度大为降低,喷枪寿命比富氧顶吹喷枪要高得多,熔炼成本更低。
(8)底吹富氧熔池熔炼靠富氧空气清理风口,消除机械捅风口对风口砖的损害,也没有富氧顶吹浸没喷枪熔池熔炼的复杂喷枪系统。
噪音很低,劳动条件好。
水口山炉中砷的挥发率很高,特别适合处理含砷高的物料。
总之,熔池熔炼技术的推广,即有效降低了能耗,又解决了环境污染,但仍然需要在实践中总结经验,最终实现熔池熔炼一次性终渣小于2%。
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