閃速熔煉與富氧側(cè)吹熔煉工藝對(duì)比研究

賀毅林

（長(zhǎng)沙有色冶金設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410007）

1 概述

閃速熔煉工藝和富氧側(cè)吹熔煉工藝在銅冶煉中各有特點(diǎn)。閃速熔煉技術(shù)先進(jìn)、成熟可靠，單爐處理能力大、爐壽長(zhǎng)，環(huán)境保護(hù)及勞動(dòng)條件好，但銅精礦要深度干燥、爐體需大量銅水套，單套建設(shè)投資高[1,2]。富氧側(cè)吹技術(shù)爐壽長(zhǎng)，原料適應(yīng)性廣，含水小于10%的原料可以直接入爐，能處理含較多Pb、Zn、As、Bi、Sb等的復(fù)雜銅精礦；可以處理粉料，也可以處理塊料，熔劑和煤均無(wú)需制備和干燥；煙塵率低，鍋爐工作條件好；對(duì)燃料的種類、質(zhì)量無(wú)嚴(yán)格要求，可采用價(jià)格便宜、容易獲得的煤做燃料[3-5]。

本文以兩個(gè)年產(chǎn)四十萬(wàn)噸電銅，一個(gè)采用閃速熔煉工藝、一個(gè)采用富氧側(cè)吹熔煉工藝的項(xiàng)目資料為基礎(chǔ)，結(jié)合一些生產(chǎn)實(shí)際情況，對(duì)這兩種冶煉工藝在銅精礦熔煉的設(shè)備、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、能耗等指標(biāo)作一個(gè)比較分析。

2 主要設(shè)備區(qū)別

表1 主要設(shè)備表

兩種冶煉工藝在設(shè)備方面的主要區(qū)別：在備料工序，閃速熔煉多蒸汽干燥、氣力輸送工序。在熔煉和余熱利用及收塵，閃速熔煉為一套裝置，富氧側(cè)吹為兩套并列裝置。

3 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比分析

表2 主要技術(shù)指標(biāo)對(duì)比表

表3 閃速熔煉消耗指標(biāo)表

表4 富氧側(cè)吹熔煉消耗指標(biāo)表

閃速熔煉煙塵率高；熔煉渣含砷、鉛等雜質(zhì)高。蒸汽干燥工序消耗大量的飽和蒸汽、壓縮空氣和壓縮氮?dú)狻８稍锞V熔煉煙氣量少，只需要燃燒少量的天然氣來(lái)補(bǔ)充熱量，氧氣消耗少。

富氧側(cè)吹煙塵率低，冷料少；熔池?cái)噭?dòng)大，砷、鉛、鉍等易揮發(fā)金屬到開(kāi)路煙塵，綜合回收鉛、鉍等金屬效果好；由于精礦含水高，水分蒸發(fā)和升溫吸收大量的熱，需要燃燒煤來(lái)補(bǔ)充熱量；氧氣消耗多，煙氣量大，余熱利用后產(chǎn)出更多的中壓飽和蒸汽。

4 能耗及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比分析

為了作出詳細(xì)的比較，把兩種工藝主要能耗折為標(biāo)煤量；同時(shí)，結(jié)合生產(chǎn)情況，把蒸汽折為發(fā)電量，同時(shí)把壓縮空氣的裝機(jī)功率、制氧氣的電耗、煤、天然氣燃燒發(fā)電的量等統(tǒng)一為耗電量或發(fā)電量來(lái)比較；另外，把電、天然氣和煤統(tǒng)一折算為貨幣來(lái)比較，經(jīng)濟(jì)效益更直觀。其中電價(jià)取0.4元/度，煤價(jià)取1000元/t。

氮?dú)馐侵蒲醯倪^(guò)程中的副產(chǎn)品，基本不另外消耗電量，在閃速熔煉的電耗指標(biāo)中，不再計(jì)氮?dú)獾墓β氏?，在金額的單耗中，氮?dú)獾膯蝺r(jià)取零。計(jì)算的結(jié)果如下。

4.1 閃速熔煉消耗指標(biāo)

（1）折標(biāo)煤消耗

閃速熔煉消耗的氧氣占總能耗的99.53%，產(chǎn)出蒸汽占-57.48%，消耗蒸汽占38.53%。消耗的氮?dú)庹?0.92%，壓縮空氣和壓縮氮?dú)獾南恼?.63%，天然氣的消耗占1.51%，其他裝機(jī)功率消耗約占1.3%。

（2）電消耗

閃速熔煉消耗的氧氣占總耗電量的93.82%，產(chǎn)出蒸汽發(fā)電占-31.43%，消耗蒸汽發(fā)電量占13.72%，消耗的氮?dú)獠挥?jì)電量，壓縮空氣和壓縮氮?dú)獾南恼?.96%，天然氣的消耗占3.6%，其他裝機(jī)功率消耗占9.51%。

（3）折金額

閃速熔煉消耗的氧氣占總金額的88.73%，產(chǎn)出蒸汽發(fā)電效益占-29.72%，消耗蒸汽發(fā)電效益占12.98%。消耗的氮?dú)獠涣碛?jì)。壓縮空氣和壓縮氮?dú)獾南恼?0.32%，天然氣的消耗占8.83%，其他裝機(jī)功率消耗占8.98%。

4.2 富氧側(cè)吹熔煉消耗指標(biāo)

（1）折標(biāo)煤消耗分析

富氧側(cè)吹熔煉消耗的氧氣占總能耗的180.44%，產(chǎn)出蒸汽占-112.36%，煤的消耗占28.66%，其他裝機(jī)功率消耗占2.44%。

（2）折電消耗分析

富氧側(cè)吹熔煉消耗的氧氣占總耗電量的85.44%，產(chǎn)出蒸汽發(fā)電量占-30.09%，煤的消耗占33.50%，其他裝機(jī)功率消耗占11.15%。

（3）折金額比分析

富氧側(cè)吹熔煉消耗的氧氣占總金額的78.59%，產(chǎn)出蒸汽發(fā)電效益占-27.68%，煤的消耗占38.83%，其他裝機(jī)功率消耗占10.26%。

4.3 兩種冶煉工藝單耗指標(biāo)對(duì)比分析

表5 閃速熔煉與富氧側(cè)吹單耗指標(biāo)比較表

在折標(biāo)煤消耗中，富氧側(cè)吹熔煉單耗低于閃速熔煉單耗。因閃速熔煉工藝蒸汽干燥消耗了蒸汽和氮?dú)?，折算為?biāo)煤的量大，故閃速熔煉的標(biāo)煤?jiǎn)魏暮涂偤谋雀谎鮽?cè)吹熔煉要大得多。

這一指標(biāo)比較說(shuō)明富氧側(cè)吹熔煉工藝在需要蒸汽加熱或蒸汽外售的情況下優(yōu)勢(shì)是很明顯的。

在折電消耗中，閃速熔煉單耗低于富氧側(cè)吹熔煉單耗。盡管閃速熔煉蒸汽干燥的折電消耗高,但富氧側(cè)吹氧氣消耗大，還要燒煤補(bǔ)充熱量。

在折金額單耗中，閃速熔煉單耗低于富氧側(cè)吹熔煉單耗。但煤的價(jià)格的變化會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有很大的影響。當(dāng)煤的價(jià)格降為500元/t時(shí)，其經(jīng)濟(jì)指標(biāo)35.33元/t,接近于閃速熔煉的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

5 結(jié)論

閃速熔煉適用于規(guī)模大，產(chǎn)出蒸汽用于發(fā)電，銅精礦含雜質(zhì)成分低的場(chǎng)合。富氧側(cè)吹熔煉適用于規(guī)模相對(duì)較小，蒸汽用于加熱或外售、煤價(jià)相對(duì)便宜或銅精礦含雜質(zhì)成分較高的場(chǎng)合。