降低闪速炉烟灰发生率

2018-09-11骆时雨

铜业工程 2018年4期

骆时雨

（江西铜业集团公司贵溪冶炼厂，江西贵溪 335424）

1 引言

闪速熔炼是目前较先进的铜生产工艺，但其本身仍存在突出的弱点，如烟尘发生率高，一般在5%～10%之间，报道最低的为日本东予冶炼厂4%左右。较高的烟尘发生率主要带来两个方面的问题：

（1）大量的熔融状烟灰随烟气进入排烟系统，加大了余热锅炉的运行负荷，并在上升烟道出口、闪速炉余热锅炉、闪速炉电收尘等处形成粘结，降低了余热锅炉的传热效率和电收尘的收尘效率［1-2］。严重时甚至危及设备运行安全，造成重大设备故障，从而造成生产中断。闪速炉上升烟道出口烟灰粘结情况见图1所示。

（2）烟灰在闪速炉冶金模型计算中是以不定物料的形式返回到闪速炉的，其实际成分无法实时跟踪并纳入计算控制。较高的烟灰发生率将直接影响闪速炉的控制，甚至可导致炉况的不稳定。

图1 上升烟道出口烟灰粘结情况

2 降低烟尘发生率的措施

熔炼车间生产实践表明：稳定的炉况，精准的控制入炉物料成分、水分、粒度等，是控制闪速炉烟尘发生率的可行措施。

2.1 干矿成分的控制

贵冶闪速炉采用仓式配料，其成分相对准确，然而受精矿堆存、计量偏差、地方矿成分不稳定等因素的影响，经常会出现入炉干矿成分和控制干矿成分产生偏差的情况［3］。为了更加精确地控制入炉干矿成分，生产过程中主要采取了以下措施。

（1）规范精矿堆存、取用流程。避免在储存和取用的过程中出现不同成分矿种混杂的情况。

（2）地方矿部分成分不稳定，偏差较大。为改善该问题，将成分较稳定的浮选矿堆存在一起（1号地方矿），成分不稳定的杂矿另外堆存（2号地方矿）。从而通过减少不稳定矿种的数量，达到改善精矿成分不稳定的目的。见表1所示。

表1 贵溪冶炼厂1#闪速炉配料变更通知单

（3）定期对配料仓计量称的精确度进行校验，减少计量偏差。见表2所示。

表2 配料仓皮带秤校验单

（4）控制入炉干矿水分。干矿水分过高会影响反应速度，含水过低容易因“流态化”影响螺旋给料的准确性。

（5）干燥精矿的筛分。精矿经筛分后，颗粒均匀、成分稳定，从而达到更加精确地控制入炉物料粒度的目的，效果较好。

（6）控制精矿中铅、锌、砷等低熔点、易挥发元素的配入比率［4-5］。近年来熔炼车间完成了“铅、锌元素加入到闪速炉数学计算模型的研究”，投入使用后为更加精确的前馈控制提供了依据。如表3所示，为锌元素对闪速炉参数的影响情况。

表3 锌对部分参数的影响

2.2 提高失重给料系统的准确性，减少给料波动

对失重仓垂直度、压力传感器的水平度进行了校准。校准后安装了检测装置和限位“拉杆”，及时监视和限制其径向移动，减少了因非正常径向移动造成的给料波动［6-7］。

2.3 提高精矿喷嘴性能

2.3.1 精矿喷嘴冷却风量的控制实验

在固定中央氧系数为6.0%，分配风修正值为200Nm3/h；工艺风速为100m/s的条件下，分别进行了喷嘴冷却风量为2600 Nm3/h、3300Nm3/h、4000 Nm3/h三种条件下的试验，结果见表4所示。

表4 喷嘴冷却风量对烟尘发生率的影响

从以上数据分析可知，喷嘴冷却风量在2600 Nm3/h、3300Nm3/h、4000 Nm3/h对应的烟灰发生率分别为5.0%、5.8%、6.2%；渣含铜分别为1.29%、1.72%、1.80%；稀酸浓度分别为7.75%、7.62%、10.5%。因此可以认为：精矿喷嘴冷却风流量控制较低，更有利于降低闪速炉烟尘发生率和渣含铜。

2.3.2 分配风量的控制实验

根据以上试验结果，选取喷嘴冷却风量为2600Nm3/h，同时固定工艺风速为100m/s、中央氧系数为6.0%，进行分配风量的试验。选取的试验条件为：分配风修正值为：+200Nm3/h、0Nm3/h、-200Nm3/h。

分配风修正值为+200Nm3/h、0Nm3/h、-200Nm3/h的情况下，对应烟灰发生率分别为4.1%、4.75%、4.9%；渣含铜分别为1.29%、1.43%、1.59%；稀酸浓度分别为7.75%、8.54%、7.53%。因此可以认为：较大的分配风量更利于降低闪速炉烟尘发生率和渣含铜。具体见图2所示。

图2 烟灰发生率、FF渣含铜、稀酸浓度之间的关系

2.4 科学稳定地控制闪速炉炉膛压力有利于降低烟灰发生率

一般进入排烟系统的烟灰颗粒平均直径在10～20μm，其烟尘量主要取决于炉膛内的压力。因此，控制一个相对稳定和较低的炉膛压力，是降低烟尘发生率的又一途径。对炉膛压力影响最大的因素，是转炉开停风而引起的制酸系统一级动力波压力波动，为稳定此期间的系统压力，熔炼车间对转炉和制酸系统的控制程序进行了优化，具体见表5所示。