氧氣底吹熔煉爐處理含石墨C鉛精礦的生產(chǎn)實踐

吳衛(wèi)國， 王建銘

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氧氣底吹熔煉爐處理含石墨C鉛精礦的生產(chǎn)實踐

吳衛(wèi)國， 王建銘

對比了氧氣底吹熔煉爐單獨處理含石墨C鉛精礦及搭配處理二次鉛物料時的實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，得出了氧氣底吹熔煉爐處理含石墨C鉛精礦時適宜的工藝參數(shù)及生產(chǎn)操作條件。

氧氣底吹熔煉爐； 石墨C； 鉛精礦； 二次鉛物料

氧氣底吹煉鉛技術(shù)是世界上應(yīng)用最廣泛的鉛冶煉技術(shù)。該技術(shù)第一段采用氧氣底吹熔煉爐對物料進行氧化熔煉，第二段采用還原爐對熔煉爐產(chǎn)出的液態(tài)鉛渣進行還原熔煉。氧氣底吹熔煉爐對原料有很強的適應(yīng)性，能夠處理鉛精礦、鉛膏、鋅廠浸出渣及其它的各種復(fù)雜的二次物料[1-3]。

在實際生產(chǎn)過程中，氧氣底吹熔煉爐處理的鉛精礦一般為硫化礦，鉛精礦中不含石墨C或者僅含很少量的石墨C。但是，也有少數(shù)礦山所產(chǎn)的鉛精礦含有石墨C，由于選礦技術(shù)和經(jīng)濟的原因，這類鉛精礦中石墨C含量很高，有的超過了10%。然而，氧氣底吹熔煉爐處理含石墨C鉛精礦時，生產(chǎn)操作上與處理不含石墨C的鉛精礦有很大的區(qū)別。

1 氧氣底吹熔煉爐處理含石墨C鉛精礦工藝概況

含石墨C鉛精礦、二次鉛物料、熔劑經(jīng)過定量給料機配料，由膠帶輸送機加入到圓盤制粒機中同返回煙塵一起制粒。粒料通過膠帶輸送機和可逆膠帶輸送機加入到爐前倉，經(jīng)過定量給料機計量后，由移動帶式輸送機加入到氧氣底吹熔煉爐中。氧氣、氮氣和除鹽水通過氧氣底吹熔煉爐底部的氧槍噴入爐內(nèi)。熔煉過程產(chǎn)出的粗鉛從虹吸口放出，用粗鉛鑄錠機鑄錠；高鉛渣從放渣口放出，通過溜槽流入鑄渣機中。煙氣通過虹吸口一端的出煙口進入余熱鍋爐上升煙道，經(jīng)過余熱鍋爐回收余熱，電收塵器收塵后送制酸車間。

2 氧氣底吹熔煉爐生產(chǎn)實踐

2.1 含石墨C鉛精礦的特點

鉛精礦根據(jù)石墨C含量及其對生產(chǎn)過程的影響，分為含石墨C較低的鉛精礦(石墨C含量<2%)、含石墨C中等的鉛精礦(石墨C含量在2%～4%)，含石墨C高的鉛精礦(石墨C含量>4%)三類。表1列出了幾種含石墨C鉛精礦的主要組成。

表1 含石墨C鉛精礦組成(干基) %

從含石墨C鉛精礦成分分析結(jié)果看，含石墨C較高的鉛精礦，石墨C含量波動較大，在2%～10%之間，有的超過了10%；含石墨C低的鉛精礦，石墨C含量比較穩(wěn)定。含石墨C較高的鉛精礦中，F(xiàn)e和CaO含量較低，在熔煉過程中需考慮配入部分熔劑。

另外，石墨C波動對爐況影響較大，因此在配料之前混料需充分均勻，保證入爐鉛精礦石墨C含量穩(wěn)定。

2.2 生產(chǎn)技術(shù)指標

氧氣底吹熔煉爐處理含石墨C鉛精礦及搭配處理二次鉛物料的主要生產(chǎn)技術(shù)指標見表2。

表2 氧氣底吹熔煉爐生產(chǎn)技術(shù)指標

注：氧氣底吹熔煉爐的規(guī)格為Φ4.1 m×14 m。

2.3 生產(chǎn)數(shù)據(jù)

分別列出了處理兩種物料時穩(wěn)定生產(chǎn)的數(shù)據(jù)，對氧料比、渣含Pb、FeO/SiO2、CaO/SiO2和余熱鍋爐溫度進行了分析。數(shù)據(jù)為48 h連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)的數(shù)據(jù)。

2.3.1 氧料比

氧氣底吹熔煉爐氧料比見圖1。

圖1 氧料比

單獨處理含C鉛精礦時，氧料比平均值為100 m3/t；含C鉛精礦搭配處理二次物料時，氧料比平均值為96 m3/t?？梢?，含C鉛精礦搭配處理二次物料時，其氧料比相比鉛精礦單獨處理時要低，主要是由于配入的二次物料中含有硫酸鹽，硫酸鹽在熔煉過程中會分解提供氧氣。

2.3.2 渣含Pb

底吹爐高鉛渣含Pb見圖2。

圖2 渣含Pb

處理兩類物料時渣含鉛都控制在40%～45%。單獨處理含石墨C鉛精礦時，平均渣含Pb為41.6%；含石墨C鉛精礦搭配處理二次物料時，平均渣含Pb為43.8%?？梢姡U精礦搭配處理二次鉛物料時，底吹爐渣含Pb更高，主要是因為二次物料中Pb的硫酸鹽分解成氧化物進入高鉛渣中，提高了渣中Pb含量。

2.3.3 高鉛渣鐵硅比

兩種情況下的底吹爐高鉛渣鐵硅比見圖3。

圖3 鐵硅比

單獨處理含C鉛精礦時，鐵硅比在1.25～1.48之間波動，平均值為1.39； 含C鉛精礦搭配處理二次物料時，鐵硅比在1.35～1.63之間波動，平均值為1.51。 可以看出，單獨處理含石墨C鉛精礦時，F(xiàn)eO/SiO2可在較大范圍波動，可根據(jù)原料和還原過程選擇合適的FeO/SiO2。

2.3.4 高鉛渣鈣硅比

底吹爐高鉛渣鈣硅比見圖4。

圖4 鈣硅比

單獨處理含C鉛精礦時，鈣硅比在0.39～0.47之間波動，平均值為0.43； 含C鉛精礦搭配處理二次物料時，鈣硅比在0.42～0.7之間波動，平均值為0.53?？梢钥闯?，處理含C鉛精礦時，CaO/SiO2可以在較大范圍內(nèi)波動，可根據(jù)原料和還原過程需要選擇合適的CaO/SiO2。

2.3.5 余熱鍋爐溫度

圖5為上升煙道入口溫度和余熱鍋爐出口溫度。

圖5 余熱鍋爐溫度

單獨處理含石墨C鉛精礦時，上升煙道入口溫度在735～843 ℃，平均800 ℃；含石墨C鉛精礦搭配處理二次物料時，上升煙道入口溫度在895～1 010 ℃，平均950 ℃。單獨處理含C鉛精礦，余熱鍋爐出口溫度在372～392 ℃，平均385 ℃；含C鉛精礦搭配處理二次物料，余熱鍋爐出口溫度在895～1 010 ℃，平均950 ℃。含C鉛精礦搭配處理二次物料時，處理量較大，煙塵量大，煙塵在上升煙道反應(yīng)放熱導(dǎo)致溫度較高，故單獨處理含C鉛精礦較搭配處理二次物料上升煙道入口溫度低；由于余熱鍋爐可以通過振打和爆破清灰有效地控制出口溫度，故兩種情況下，余熱鍋爐出口溫度相差不大。

2.4 放鉛和放渣

氧氣底吹熔煉爐放鉛時間為30～40 min，粗鉛溫度950～1 000 ℃，放渣時間為60～90 min，在放鉛10～15 min后開始放渣，高鉛渣溫度1 000～1 060 ℃。生產(chǎn)過程中爐內(nèi)的渣和鉛盡快放出，使爐內(nèi)熱量盡量排出，降低爐內(nèi)熱強度，有利于熔煉過程的順利進行。

3 結(jié)論

(1)底吹爐處理含石墨C鉛精礦時，石墨C含量一般不超過4%。鉛精礦石墨C含量超過4%將導(dǎo)致熔煉溫度升高，煙塵率加大，耐火材料侵蝕加快等問題，影響熔煉過程的穩(wěn)定進行。

(2)含石墨C鉛精礦搭配處理二次物料，可以有效地控制熔煉過程溫度，保證熔煉過程的順利進行，當搭配二次物料時，氧料比一般會更低。

(3)底吹爐處理含石墨C鉛精礦，氧料比的控制十分重要，由于石墨C的存在，導(dǎo)致還原反應(yīng)的發(fā)生。因此控制氧料比，控制合適的渣含Pb，是確保熔煉過程順利進行的關(guān)鍵。一般生產(chǎn)過程中盡量控制較低的氧料比，但過低的氧料比會導(dǎo)致粗鉛中含有大量的硫酸鹽和氧化物，粗鉛質(zhì)量變差。

(4)底吹爐處理含石墨C鉛精礦，應(yīng)控制較低的熔池液面高度，同時將粗鉛和高鉛渣盡快放出，使爐內(nèi)的熱量盡量排出，減小熔煉爐熱強度，降低熔煉過程溫度，保證熔煉過程穩(wěn)定進行。

(5)底吹爐處理含石墨C鉛精礦的過程中，由于石墨C的存在，導(dǎo)致煙氣溫度升高、煙塵率增加，余熱鍋爐的各點溫度明顯升高，余熱鍋爐蒸發(fā)量將明顯增加。通過控制彈簧振打和爆破清灰頻率可以有效控制余熱鍋爐溫度，但需注意余熱鍋爐蒸發(fā)量的變化。

[1] 王忠實. 氧氣底吹熔煉—鼓風爐還原煉鉛工藝的開發(fā)和應(yīng)用[A].中國有色金屬學(xué)會，中國有色金屬學(xué)會第四屆學(xué)術(shù)年會論文集[C]. 溫州：2003： 34-37.

[2] 王建銘. 氧氣底吹熔煉—鼓風爐還原煉鉛的新進展[A].中國有色金屬學(xué)會,中國有色金屬學(xué)會第五屆學(xué)術(shù)年會論文集[C]. 北京：2007： 46-51.

[3] 李東波，張兆祥. 氧氣底吹熔煉鼓風爐還原煉鉛新技術(shù)及應(yīng)用[J].有色金屬(冶煉部分)，2008，(5): 12-17.

(中國恩菲工程技術(shù)有限公司，北京 100038)

Practice of treating the lead concentrate with graphite C in SKS furnace

WU Wei-guo, WANG Jian-ming

The paper contrasted the operations and parameters between separate and collocation secondary lead material treating the lead concentrate with graphite C in SKS furnace. The suitable parameters and operations of treating the lead concentrate with graphite C in SKS furnace were obtained.

SKS furnace; graphite C; lead concentrate; secondary lead material

吳衛(wèi)國(1982—)，男，湖北黃石人，碩士，工程師，從事有色冶煉工廠設(shè)計工作。

2015- 06- 30

TF812

B

1672- 6103(2015)06- 0033- 03