銅冶煉煙塵工藝及其性質分析控制

馬永明

（紫金銅業(yè)有限公司，福建 龍巖 364204）

1 銅冶煉熔煉廠煙塵分類

熔煉廠煙塵主要分為閃速爐熔煉爐煙塵、轉爐吹煉爐煙塵，其煙塵均在冶煉過程中產(chǎn)生，其中轉爐吹煉產(chǎn)出的白煙塵進行外售處理，其余煙塵均在閃速爐熔煉中回爐利用。其中閃速爐余熱鍋爐和轉爐余熱鍋爐產(chǎn)出的塊狀煙塵送煙塵破碎處理系統(tǒng)進行破碎篩分后由C煙塵流送系統(tǒng)送煙塵倉返回閃速爐進行熔煉。

閃速爐煙塵從設備上分類主要分為閃速爐余熱鍋爐煙塵、閃速爐沉降室煙塵、閃速爐電收塵煙塵，其中按照輸送工藝分類分為A煙塵、B煙塵、C煙塵。轉爐煙塵主要分為轉爐鍋爐煙塵和白煙塵。

2 熔煉廠煙塵占比走向

熔煉廠煙塵除外售白煙塵外，其余煙塵全部返回閃速爐進行熔煉。其中A煙塵占比總煙塵回收量的50%，B煙塵占比總煙塵回收量的15%，C煙塵由閃速爐鍋爐、轉爐鍋爐共同產(chǎn)出，占總煙塵回收量的35%，其中閃速爐C煙塵占24%、轉爐C煙塵占11%。

3 煙塵處理系統(tǒng)流程

煙塵處理系統(tǒng)包括煙塵破碎篩分、A煙塵輸送、B煙塵輸送和C煙塵輸送。電收塵及沉降室、對流部收下的煙塵為A煙塵，其輸送系統(tǒng)運行好壞直接影響FF投料量，當該系統(tǒng)發(fā)生故障時，收塵器內煙塵就不能及時排出，可能會影響閃速爐投料量。而B、C煙塵有兩個流向，其一是經(jīng)過各自的輸送系統(tǒng)進入煙塵倉，這是正常流向。其二是煙塵開路送原料工序。后者是在B、C流送系統(tǒng)故障下被迫采取的措施，其后果是煙塵被配入精礦中返回閃速爐，導致工藝失控，熔煉困難、爐況惡化，以致影響生產(chǎn)能力和下道工序操作。因此，必須要保證A、B、C煙塵流送系統(tǒng)正常運行。

4 閃速爐煙塵性質判斷分析

閃速爐煙塵性質好壞決定了排煙系統(tǒng)能否正常地運行，同時從煙塵性質中也可看出閃速爐反應情況的好壞，所以閃速爐煙塵性質的判斷及調整對閃速爐生產(chǎn)來說，是非常重要的指標之一。

4.1 閃速爐煙塵化驗數(shù)據(jù)分析

在生產(chǎn)中會對各種煙塵進行取樣分析，各種煙塵的成分都有相對穩(wěn)定值，所以從日?；灁?shù)據(jù)的變化可以知道煙塵性質是否發(fā)生了變化。當煙塵中硫和銅等元素含量變化偏離較大時，可知煙塵鹽化是否較好，煙塵是否比較松散清脆等。

4.2 閃速爐鍋爐運行情況分析

閃速爐余熱鍋爐煙塵性質較差時容易引起鍋爐開口部和擋渣屏結塊，而且結塊較硬，粘結性強，不容易清理。當煙塵性質正常時，鍋爐煙塵松散，容易清理，一般水冷壁上的結灰可以靠清灰裝置自動清理。當煙塵后移時，一般鍋爐出口溫度高于380度、中部溫度高于730度。當煙塵后移至對流部時，對流部水冷壁管束會結灰嚴重，單靠彈簧振打無法清理干凈，灰斗側壁易堆灰，且導致負壓異常，煙塵顏色發(fā)黑，燒結并伴隨冒煙陰燃現(xiàn)象。

4.3 閃速爐煙塵的顏色、顆粒度感官分析

日常巡檢時可以從鍋爐各灰斗，沉塵室、電收塵刮板等地方查看煙塵顏色和顆粒度來判斷閃速爐煙塵的性質是否正常。一般鍋爐第一灰斗和第二灰斗的煙塵均為灰黑色，第二灰斗煙塵顏色稍微偏灰些，而且顆粒度比較細，第一灰斗煙塵高熔點煙塵多，煙塵溫度較高，所以煙塵掉落灰罐后還會出現(xiàn)重新結塊情況，因此，第一灰斗的煙塵要及時進行破碎處理。沉塵室及電收塵的煙塵正常情況下為灰黃色且顆粒度比較細，電收塵煙塵比沉塵室會更黃一些。

4.4 閃速爐檢尺上分析

從沉淀池頂檢尺煙塵層上可以看出閃速爐反應時煙塵性質好壞。當反應良好時，煙塵在熔池煙氣層分布均勻，檢尺煙塵層會出現(xiàn)卷皮或者顆粒針狀，顏色呈銀白色，顏色均勻，煙塵性質良好。當反應狀況較差時，煙塵層顏色呈淺黑色，煙塵層較厚，塊狀分部厚度不一，時常伴有冒泡情況發(fā)生，此時煙灰性質較差。

5 煙塵性質的控制措施

5.1 閃速爐銅精礦的配比措施

在配料過程中要考慮閃速熔煉系統(tǒng)As、Sb、Bi、Pb的走向分布[1]。在配料過程中，除了控制S/Cu和銅品位等元素含量外，Zn+Pb含量要控制好，Zn、Pb含量較高時提高銅精礦的著火點，冰銅和爐渣難以澄清分離，提高爐渣熔點，增加爐渣的粘度，提高煙塵發(fā)生率，煙塵粘附性增加，所以在配料過程中Zn+Pb含量一般不超過2%。當超過2%時要加強閃速爐煙塵性質的跟蹤，增加鍋爐擋渣屏及開口部等位置的煙塵結塊確認的頻次，確保閃速爐的可持續(xù)生產(chǎn)。

5.2 煙塵發(fā)生率的控制

在實際生產(chǎn)過程中，降低閃速爐煙塵發(fā)生率[2]，是減少煙塵性質異常的重要措施。降低煙塵發(fā)生率可從以下幾個方面著手：①閃速爐反應塔的氧利用率直接決定了煙塵發(fā)生率的高低，通過閃速爐分配風、風速、中央氧的組合優(yōu)化控制，讓銅精礦在反應塔中反應更完全，提高氧利用率，促使未反應的顆粒隨著煙氣帶入排煙系統(tǒng)的量越少，從而降低煙塵發(fā)生率；②S/Cu的參數(shù)控制也直接影響煙塵發(fā)生率的高低，S/Cu高時總風量越高，隨著大風量帶入排煙系統(tǒng)的煙塵也越多，從而提高煙塵發(fā)生率，所以控制一定量的S/Cu能夠降低煙塵發(fā)生率；③閃速爐系統(tǒng)負壓應控制在-30Pa左右，當負壓過大或過小時均會影響閃速爐的煙塵發(fā)生率。

5.3 鹽化氧和鹽化風的控制

投產(chǎn)至今閃速爐鹽化裝置經(jīng)過多次改造，在沉淀池頂通入5根鹽化氧氣，在鍋爐輻射部入口上部通入3根鹽化風管。正常生產(chǎn)中，鹽化氧和鹽化風進行搭配使用，一般鹽化氧用量在300～700Nm3/h，鹽化風用量在 1500～2000Nm3/h。當閃速爐鍋爐煙塵顏色偏黑時，適當提高鹽化氧和鹽化風量，直到鍋爐第二灰斗煙塵顏色呈淺灰色即可。當然，在控制鹽化氧和鹽化風時要注意鍋爐出口氧濃含量，一般控制在1.5%左右。

5.4 給料系統(tǒng)設備的運行控制

閃速爐熔煉的精礦噴嘴、風動溜槽、失重給料等設備需加強巡檢維護，防止出現(xiàn)以下情況：①精礦噴嘴空氣室結焦、分配器磨損、水套漏水等影響；②風動溜槽篩網(wǎng)破損、縱向角度過大、橫向角度偏斜等影響；③失重倉給料頻繁波動，給料量忽高忽低等影響。當以上因素中任何一臺設備出現(xiàn)給料故障時均會影響閃速爐反應情況，從而影響閃速爐的煙塵性質，控制好給料系統(tǒng)設備是確保煙塵性質良好的前提。

6 結論

在銅冶煉煙塵工藝的生產(chǎn)管理中，通過對化驗數(shù)據(jù)、鍋爐運行參數(shù)、物理粒度規(guī)格和顏色、檢尺等進行分析判斷，可以知道閃速爐煙塵的性質是否正常，當煙塵性質出現(xiàn)異常時，可以從配料單調整、降低煙塵發(fā)生率控制、鹽化氧和鹽化風的調整、給料系統(tǒng)設備的控制等措施來調整閃速爐煙塵性質，使閃速爐煙塵性質恢復正常，從而促使閃速爐煙塵系統(tǒng)的正常運行。