回轉(zhuǎn)窯煙氣環(huán)集系統(tǒng)改造

黃 維

（江西銅業(yè)集團(tuán)有限公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

1 引言

貴冶銅陽(yáng)極泥處理采用回轉(zhuǎn)窯硫酸化焙燒—水吸收工藝回收硒，焙燒過(guò)程中，硒的化合物轉(zhuǎn)化成易揮發(fā)的SeO2，窯內(nèi)煙氣在負(fù)壓下導(dǎo)入吸收塔內(nèi)進(jìn)行水吸收后，被還原為粗硒。在長(zhǎng)周期、高負(fù)荷連續(xù)性生產(chǎn)條件下，現(xiàn)有煙氣環(huán)集設(shè)備能力難以滿(mǎn)足生產(chǎn)需要，存在少量煙氣未能得到有效環(huán)集處理的現(xiàn)狀。因此，有必要對(duì)現(xiàn)有回轉(zhuǎn)窯煙氣環(huán)集系統(tǒng)進(jìn)行改造［1-3］。

2 工藝簡(jiǎn)介

回轉(zhuǎn)窯硫酸化焙燒的工藝過(guò)程為：陽(yáng)極泥中的硒氧化為易揮發(fā)的二氧化硒從陽(yáng)極泥中揮發(fā)出來(lái)。揮發(fā)的二氧化硒易溶于水生成亞硒酸，同時(shí)被二氧化硫還原成單質(zhì)硒［4-6］。與此同時(shí)，陽(yáng)極泥中其他金屬雜質(zhì)及其化合物轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的硫酸鹽，利于后續(xù)工序脫雜和金銀的提取。工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 回轉(zhuǎn)窯硫酸化焙燒工藝流程圖

3 改造方案探討

經(jīng)調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)煙氣吸收效率有待提高及現(xiàn)有煙氣環(huán)集系統(tǒng)尚有改進(jìn)的空間，具體問(wèn)題和方案見(jiàn)表1。

表1 改造方案分析

根據(jù)表1 所述的問(wèn)題和針對(duì)性改造措施分析，要改善現(xiàn)有煙氣環(huán)集效果，解決的主要思路是：（1）提高吸收過(guò)程含硒煙氣吸收效果，減少帶出廢氣；（2）改善現(xiàn)有設(shè)備，防止作業(yè)過(guò)程中煙氣的逸出。

4 改造實(shí)施

4.1 制作新型導(dǎo)氣管

吸收液含有腐蝕性極強(qiáng)的亞硫酸和亞硒酸，目前采用以鋼為骨架的篩網(wǎng)式襯聚四氟乙烯斜管作為高溫?zé)煔獾膶?dǎo)入裝置。在生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中,高溫?zé)煔夂臀找旱膬?nèi)外作用,內(nèi)襯聚四氟乙烯經(jīng)常出現(xiàn)分層豉包，導(dǎo)致煙氣流動(dòng)不順暢；另外，篩網(wǎng)式襯聚四氟乙烯斜管浸沒(méi)在吸收液里的底端口，氣體進(jìn)入吸收液時(shí)，氣泡擴(kuò)散阻力大，導(dǎo)致吸收液翻騰，吸收液液位波動(dòng)大，煙氣與吸收液接觸不完全，煙氣進(jìn)入吸收液的初始負(fù)壓值要求高，工藝控制困難，硒的吸收率低。

圖2 新型導(dǎo)氣管試驗(yàn)裝置示意圖

用飲料瓶和吸管模擬吸收塔和斜管，水模擬吸收塔液，進(jìn)行模擬試驗(yàn)，試驗(yàn)裝置見(jiàn)圖2。氣體通過(guò)開(kāi)孔的斜管和不開(kāi)孔的斜管在塔內(nèi)擴(kuò)散方式和擴(kuò)散阻力。經(jīng)模擬試驗(yàn)證明，在斜管開(kāi)孔，吸收塔液面翻騰較小，氣體通過(guò)吸收塔液的阻力較小。

為此，設(shè)計(jì)制作了新型煙氣導(dǎo)入管，如圖3 所示。煙氣導(dǎo)入管的材質(zhì)為聚四氟乙烯，其管徑為200 ～400mm，其長(zhǎng)度為管徑的4 ～5 倍；煙氣導(dǎo)入管的下部1/4 ～1/3 長(zhǎng)度范圍的管壁設(shè)置3 ～4 排導(dǎo)氣孔，最上一排導(dǎo)氣孔的孔徑為15 ～20mm，第二排導(dǎo)氣孔孔徑為25 ～30mm，第三排導(dǎo)氣孔孔徑為35 ～40mm，第四排導(dǎo)氣孔孔徑為45 ～50mm，同一圓周管壁上的同一排導(dǎo)氣孔均勻設(shè)置，相鄰二排導(dǎo)氣孔縱向錯(cuò)位設(shè)置，煙氣導(dǎo)入管的上端設(shè)置連接法蘭，煙氣導(dǎo)入管與連接法蘭由焊接方式連接。

圖3 新型煙氣導(dǎo)入管示意圖

4.2 制作密閉性窯尾煙罩

傳統(tǒng)窯尾煙罩采用喇叭式結(jié)構(gòu)，煙罩與渣口區(qū)距離較大，無(wú)法對(duì)扒渣過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣及時(shí)、有效收集，造成煙氣外泄。結(jié)合渣口與渣斗結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，自主設(shè)計(jì)制作倒V 形煙罩，增大煙罩收集面積，倒V 型煙罩結(jié)構(gòu)在渣口區(qū)兩側(cè)延長(zhǎng)，對(duì)渣口區(qū)進(jìn)行了有效的包裹，構(gòu)成良好的密閉環(huán)境。改造前后窯尾煙罩見(jiàn)圖4。

圖4 窯尾煙罩對(duì)比圖（a 改造前、b 改造后）

4.3 改進(jìn)1#吸收塔環(huán)保風(fēng)管

吸收塔環(huán)保風(fēng)主要是在出塔作業(yè)過(guò)程中，對(duì)塔內(nèi)煙氣進(jìn)行收集，防止外泄，污染環(huán)境?；剞D(zhuǎn)窯1#吸收塔環(huán)保風(fēng)管受現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備布局影響，彎頭較

多。環(huán)保風(fēng)管由豎管水平接入，形成三通直連，簡(jiǎn)化了管道彎頭結(jié)構(gòu)，確保了吸收塔環(huán)保風(fēng)負(fù)壓和穩(wěn)定且管道清理簡(jiǎn)單、方便。改造前后1#吸收塔環(huán)保風(fēng)管見(jiàn)圖5。

圖5 吸收塔環(huán)保風(fēng)管對(duì)比圖（a 改造前、b 改造后）

4.4 增裝粗硒轉(zhuǎn)運(yùn)槽液位顯示

粗硒轉(zhuǎn)運(yùn)槽無(wú)液位顯示裝置，放塔液作業(yè)過(guò)程中，操作人員必須站在槽體旁，通過(guò)打開(kāi)人孔蓋板才能觀察、判斷槽內(nèi)液位。人孔直徑較大，造成煙氣外泄。為了提高槽體的密閉性，根據(jù)浮球液位計(jì)工作原理，利用PVC 管材、滑輪等生產(chǎn)現(xiàn)有的材料備件，對(duì)粗硒轉(zhuǎn)運(yùn)槽成功設(shè)計(jì)、安裝一種新型、簡(jiǎn)易的機(jī)械式外觀測(cè)液位顯示裝置。遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)觀察槽內(nèi)液位，人孔蓋開(kāi)放面積減少了75%，有效增加了槽體的密閉性，見(jiàn)圖6。

圖6 改造后操作示意圖

5 結(jié)語(yǔ)

回轉(zhuǎn)窯煙氣環(huán)集系統(tǒng)改造達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，銅陽(yáng)極泥硫酸化焙燒過(guò)程產(chǎn)出的煙氣得到了較好的環(huán)集處理。改造后的主要效果有。

（1）設(shè)計(jì)制作了新型導(dǎo)氣管，解決了氣體進(jìn)入吸收液時(shí)，氣泡擴(kuò)散阻力大，導(dǎo)致吸收液翻騰，吸收液液位波動(dòng)大，煙氣與吸收液接觸不完全，煙氣進(jìn)入吸收液的初始負(fù)壓值要求高，工藝控制困難，硒的吸收率低的問(wèn)題。

（2）制作倒V 形密閉性窯尾煙罩實(shí)現(xiàn)了對(duì)渣口區(qū)的有效包裹，構(gòu)成良好的密閉環(huán)境。

（3）改進(jìn)了吸收塔環(huán)保風(fēng)管確保了吸收塔環(huán)保風(fēng)負(fù)壓穩(wěn)定，管道清理簡(jiǎn)單方便。

（4）設(shè)計(jì)制作了簡(jiǎn)易粗硒轉(zhuǎn)運(yùn)槽液位顯示裝置，作業(yè)時(shí)可遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)觀察槽內(nèi)液位，人孔蓋開(kāi)放面積減少了75%，有效提高槽體的密閉性。