煙化爐富氧熔煉試驗研究

吳紅林，馬雁鴻

（云南馳宏鋅鍺股份有限公司，云南 曲靖 655011；云南鉛鋅資源綜合利用企業(yè)重點試驗室，云南 曲靖 655011）

1 前言

某公司煙化爐主要處理鋅系列產(chǎn)出的酸浸渣，床能力～12t/（m2·d），處理能力偏小，不能處理完鋅系列產(chǎn)出的酸浸渣。為了提升處理能力，項目組擬采用富氧熔煉提升煙化爐床能力，解決鋅系列產(chǎn)出的酸浸渣堆存的環(huán)保壓力和資金積壓。

2 煙化爐富氧熔煉的基本原理

2.1 煙化爐工藝簡介

煙化爐生產(chǎn)實際是利用預熱空氣將煤粉吹入煙化爐的熔渣中，使熔渣中的鋅化合物還原成鋅金屬，并以氣態(tài)揮發(fā)上升到爐子的上部空間，被三次風口吸入的空氣，氧化成氧化鋅，煙氣經(jīng)過收塵后產(chǎn)出氧化鋅煙塵，熔渣經(jīng)水淬產(chǎn)出煙化爐水淬渣。

2.2 煙化爐富氧熔煉的基本原理

富氧吹煉的實質(zhì)就是提高鼓入空氣中的O2含量，加劇風口區(qū)的燃燒反應。從熱力學角度看，大大增加了單位時間內(nèi)燃燒反應的放熱量，能迅速提高熔渣溫度，加快冷料的熔化速度，溫度較高的熔渣還能有效地促進金屬氧化物的還原和金屬的揮發(fā)過程；從動力學角度看，鼓入富氧空氣進一步強化“氣-液-固”相之間的傳質(zhì)傳熱效應，加速燃料的燃燒、金屬氧化物的還原和金屬的揮發(fā)過程。

3 煙化爐富氧熔煉試驗研究

3.1 鋅系列產(chǎn)出的酸浸渣成分情況

3.1.1 鋅系列產(chǎn)出的酸浸渣成分表見表1

3.1.2 粉煤成分表見表2

3.2 煙化爐富氧熔煉試驗工藝流程圖見圖1。

3.3 富氧熔煉試驗技術方案

富氧濃度：21.5%～25%。

供氧起點：第一階段酸浸渣開始加入起；第二階段吹煉完成起。

供氧終點：第一階段酸浸渣終止加入后10分鐘內(nèi)；第二階段煙化爐開始放渣。

試驗期間富氧濃度、供風量及供氧量設定參考值見表3：

3.4 煙化爐富氧吹煉研究過程

3.4.1 第一階段試驗

項目組通過綜合分析煙化爐吹煉性質(zhì)以及不同氧氣濃度對爐況的影響，在煙化爐首先以富氧濃度約為22%對進料期全程供氧進行試驗。試驗結果表明爐況與普通吹煉法相比提溫速度有所加快，廢渣溫度較高，放渣比較流暢。部分試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計見表4。

表1 鋅系列產(chǎn)出的酸浸渣成分表（%）

表2 粉煤成分表（%）

表3 富氧濃度、供風量、供氧量之間關系表

表4 富氧試驗初試階段各參數(shù)統(tǒng)計表

表5 富氧試驗摸索階段各參數(shù)統(tǒng)計表

3.4.2 第二階段試驗

為了進一步搭配冷料，縮短吹煉時間，摸索出更為理想的工藝條件，提高富氧濃度至約23%，進料期全程供氧 ；與第一階段試驗相比，爐內(nèi)提溫速度顯著加快，放渣流暢。部分試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計見表5。

表6 富氧試驗提高階段各參數(shù)統(tǒng)計表

表7 項目主要技術指標表

3.4.3 第三階段試驗

為了進一步搭配冷料，縮短吹煉時間，摸索出更為理想的工藝條件，提高富氧濃度至約24%。部分試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計見表6。

3.4.4 項目主要技術指標表

經(jīng)過富氧試驗可以看出，增加富氧濃度對煙化爐熔煉非常有利。能夠提升煙化爐經(jīng)濟技術指標，降低水淬渣平均品位和耗煤，提高氧化鋅煙塵平均品位和床能力。

4 結語

4.1 富氧熔煉對提升煙化爐床能力效果明顯。

4.2 富氧熔煉對提溫過程有利，對吹煉過程不利。

4.3 由于富氧系統(tǒng)供氧有限，沒有開展?jié)舛雀叩脑囼炑芯?，按照趨勢，增加富氧濃度對煙化爐熔煉是有效的。