降低煙化爐渣含鋅的生產(chǎn)實踐

李軍夏，蔣兆慧，彭冠毅，譚代娣

（郴州市金貴銀業(yè)股份有限公司，湖南郴州 423000）

·冶 金·

降低煙化爐渣含鋅的生產(chǎn)實踐

李軍夏，蔣兆慧，彭冠毅，譚代娣

（郴州市金貴銀業(yè)股份有限公司，湖南郴州 423000）

為了降低煙化爐渣中的含鋅量，分析了某煙化爐渣含鋅高的原因。探究了鼓風(fēng)爐渣型、一、二次風(fēng)的比例、煙化爐吹煉時間對渣含鋅的影響，確定了最佳鼓風(fēng)爐渣型，吹煉時間及一二次風(fēng)比。結(jié)果表明，控制CaO／SiO2為0.9～1.2、吹煉時間為100～120 min、一二次風(fēng)比為0.73～0.79，渣含鋅可降至3%以下。

煙化爐；渣含鋅；吹煉時間

某廠煙化爐渣含鋅一直不穩(wěn)定，有時渣含鋅4%以上，大量的鋅白白浪費，降低了鋅的直收率，影響了鋅回收的經(jīng)濟效益。因此，開展煙化爐渣含鋅的研究，把火渣含鋅降低到3%以下，并保持穩(wěn)定，是很有必要的［1］。

1 鋅的損失分析

1.1 煙化爐過程基本原理

煙化的實質(zhì)是一種還原揮發(fā)過程，即把空氣和粉煤吹入煙化爐內(nèi)的熔渣中，燃燒后產(chǎn)生熱量和一氧化碳，使熔渣保持高溫，并使熔渣中的化合物和游離的ZnO及PbO還原成Zn和Pb的蒸汽，上升到爐子的上部空間，遇到CO2或吸進(jìn)來的空氣再度氧化成氧化鋅和氧化鉛，并以煙塵狀態(tài)被收集［2］。

1.2 主要化學(xué)反應(yīng)

燃燒反應(yīng)：

1.3 鋅的損失分析

煙化爐煉鋅過程中，鋅在爐渣中通過以下形態(tài)損失：（1）化學(xué)損失，由于還原反應(yīng)不徹底而造成，主要以ZnO形態(tài)損失在爐渣中；（2）機械損失，由于熔煉時間短，過熱不足，溫度不夠造成機械損失。

2 煙化爐渣含鋅影響因素

2.1 鼓風(fēng)爐渣型對渣含鋅的影響

實踐證明，渣中金屬含量及爐渣成分對鋅的揮發(fā)速度影響較大。鼓風(fēng)爐渣含鋅越高，則鋅的回收率越高。煙化爐處理爐渣含鋅量應(yīng)不低于6%，否則揮發(fā)速度便急劇下降。含鋅低于4%的爐渣用煙化爐處理是很不經(jīng)濟的。

爐渣成分對鋅的揮發(fā)速度影響可歸納為：ZnO的活度隨渣中CaO含量的增加而增加，即提高CaO含量有助于提高鋅的揮發(fā)速度；FeO含量對ZnO活度影響不大，故提高渣中FeO對鋅的揮發(fā)影響較小；提高SiO2含量，鋅的揮發(fā)速度降低，因此，吹煉高硅爐渣是比較困難的，特別是煙化后期，隨著鉛鋅揮發(fā)，SiO2含量相應(yīng)升高，爐渣粘度急劇增大，給煤粉入爐和煙化操作造成困難；PbO活度隨ZnO含量增大而增大［3］。某廠煙化爐渣含鋅與鼓風(fēng)爐火渣的成分關(guān)系見表1，其鼓風(fēng)爐查含SiO2和渣含CaO與煙化爐渣含Zn的關(guān)系分別如圖1和圖2所示。

從表1數(shù)據(jù)及圖1、圖2可以看出，欲獲得較好的煙化效果，熔渣中SiO2含量應(yīng)不小于15%，不超過30%，CaO含量不小于14%，不大于20%。

表1 某廠煙化爐渣含鋅與鼓風(fēng)爐火渣的成分

圖1 鼓風(fēng)火爐渣含SiO2與煙化爐渣含Zn的關(guān)系

圖2 鼓風(fēng)火爐渣含CaO與煙化爐渣含Zn的關(guān)系

該廠CaO／SiO2與煙化爐渣含鋅的關(guān)系如圖3所示。

圖3 鼓風(fēng)火爐渣CaO／SiO2與煙化爐渣含Zn的關(guān)系

由圖3可知，當(dāng)CaO／SiO2控制在0.9～1.2之間時，煙化爐渣含Zn能夠控制在3%以內(nèi)。

2.2 吹煉時間對渣含鋅的影響

該廠吹煉時間對煙化爐渣含鋅影響如圖4所示。由圖4可見，其它條件一定時，廢渣含鋅隨著吹煉時間的延長而減小，但超過120 min后渣含鋅降低趨勢減小，考慮經(jīng)濟因素沒有必要再繼續(xù)吹煉。故此根據(jù)實踐經(jīng)驗，僅處理熔融爐渣時，吹煉時間為100～120 min，超過120 min后再繼續(xù)吹煉時燃料消耗很大，而鋅的揮發(fā)速率增加很小。

圖4 吹煉時間與煙化爐渣含鋅的關(guān)系

2.3 熔融渣量與給煤量對渣含鋅的影響

渣量越多，熔池深度就越大，而渣池越深，煤粉的利用率越高，其單位消耗量就越小，但鋅的揮發(fā)速率越小，吹煉時間相對延長。根據(jù)該廠實踐經(jīng)驗表明，熔池也不宜太深，即渣量不能太大，否則煤粉不能均勻地送入爐渣內(nèi)，并使熔渣流態(tài)化狀態(tài)變壞，正常作業(yè)遭到破壞；渣量太小，燃料的利用率降低，其消耗量大大增加，會使作業(yè)不經(jīng)濟。根據(jù)該廠實踐經(jīng)驗，熔池深度一般控制在風(fēng)口區(qū)以上500～800 mm范圍內(nèi)，即若為7 m2的爐子，渣量控制在15～22 t范圍內(nèi)。

煤在煙化過程中即是發(fā)熱劑又是還原劑，其消耗量因含碳量而異，為渣量的14%～16%，煙化過程中碳和CO同時起作用，煤粉的粒度越細(xì)越好，因為細(xì)煤粉比表面積大，有利于溫度迅速升高和還原速度加大，鋅的揮發(fā)效益高。

2.4 一二次風(fēng)比對渣含鋅的影響

影響煙化過程揮發(fā)速度最活躍的因素是送風(fēng)量。因為爐內(nèi)的溫度、CO／CO2的比例、氣體量以及金屬的蒸汽壓力等都與送風(fēng)的數(shù)量有關(guān)。送風(fēng)量的大小決定于粉煤消耗和空氣利用系數(shù)（α），空氣利用系數(shù)愈大，則燃料的熱效應(yīng)愈高，CO2的分壓也愈大，爐內(nèi)溫度亦愈高；空氣利用系數(shù)小時，熱效應(yīng)降低，CO分壓變大，還原能力增強，根據(jù)該廠經(jīng)驗，總風(fēng)量控制在7 900～10 000 m3／h。

風(fēng)嘴頭向爐內(nèi)延伸60～400 mm，中部為連接管，后部是風(fēng)煤混合器，有兩根支管，其中一根靠近水套的風(fēng)管送入粉煤和一次風(fēng)，另一根進(jìn)風(fēng)管送入二次風(fēng)。該廠還原期一二次風(fēng)比與廢渣含鋅的關(guān)系如圖5所示。

圖5 一二次風(fēng)比與廢渣含鋅的關(guān)系圖

從圖5可以看出，煙化爐渣含鋅隨風(fēng)比先降低后增加，要使廢渣含鋅控制在3%以下，應(yīng)控制一二次風(fēng)比為0.73～0.79。

3 結(jié) 論

由上述實踐結(jié)果表明，通過選擇良好的渣型和控制好工藝條件，降低煙化爐渣含鋅，使其含量小于3%，是可以達(dá)到的。

1.渣型控制：控制鼓風(fēng)爐火渣CaO／SiO2為0.9～1.2，F(xiàn)e／SiO2為1.1～1.9。即：CaO 14%～20%、Fe 23%～35%、SiO215%～30%時，煙化渣含鋅可以降到3%以下。

2.工藝條件控制：吹煉時間100～120 min，一、二次風(fēng)比為0.73～0.79，可以維持較好的渣含鋅和好的經(jīng)濟效益。

3.控制渣型和風(fēng)量，準(zhǔn)確判斷煙化終點放渣，是降低煙化爐渣含鋅的關(guān)鍵。

4.加強現(xiàn)場管理，加強“三規(guī)一制”的執(zhí)行，嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行操作。

實踐證明，通過采取上述措施，煙化爐渣含鋅可降低到3%以下，可以大大提高鋅的直收率，為企業(yè)帶來經(jīng)濟效益。

［1］ 王華.關(guān)于降低鼓風(fēng)爐渣含鋅的方法措施分析［J］.有色冶金設(shè)計與研究，2010，31（2）：8－10.

［2］ 伍貨東.鼓風(fēng)爐煉鉛爐渣煙化揮發(fā)鋅的研究［D］.昆明：昆明理工大學(xué)，2008.

［3］ 王輝，陳立三.降低鼓風(fēng)爐渣含鉛的研究［J］.株冶科技，1991，19（2）：105－109.

Practice of Reducing Zinc Content of Fum ing Furnace Slag

LI Jun-xia，JIANG Zhao-hui，PENG Guan-yi，TAN Dai-di
（Jingui Silver Industry Co.，Ltd.，Chenzhou 423000，China）

This article analyzes the reasons of high zinc content of fuming furnace slag in order to reduce the zinc content in it.Explores the influence of blast furnace slag，the ratio of one and secondary air，and fuming furnace blowing time on zinc content of fuming furnace slag，determine the best type of blast furnace slag，blowing time and the ratio of one and secondary air.The results show that under the conditions of the ratio of CaO and SiO20.9～1.2，blowing time of 100～120min，and the ratio of one and secondary air0.73～0.79，the zinc contentof fuming furnace slag can be below 3%.

fuming furnace；slag containing zinc；blowing time

TF806

A

1003－5540（2017）01－0027－03

2016－12－03

李軍夏（1987－），男，助理工程師，主要從事有色金屬綜合回收工作。