优化粗镉还原炉的研究与应用

王素霞，杨 浩，周玉林

（河南豫光锌业有限公司，河南 济源 454650）

在镉生产系统中，粗镉还原炉常用炉形是长方形，实际生产过程中，炉底容易出现炉底四角积料，受热不均，物料难以熔化的情况。同时，还原炉在加热过程中炉底因受热不均，极易出现变形现象，还原炉使用寿命缩短，设备损坏较快。另外，往还原炉内加镉团时，仍为人工加料，不仅劳动强度大，而且加料时碱液飞溅极易对人员造成伤害。且现用的还原剂为松木条，价格较贵，导致生产成本较高。因此，延长还原炉使用寿命，改善精镉车间工作环境，降低职工劳动强度及生产成本，提高精镉生产效益迫在眉睫。

1 生产现状

1.1 粗镉还原炉生产现状

从图可以看出，由于粗镉还原炉炉底为长方形斜底，在使用过程中，炉底容易出现受热不均，造成炉底四角积料物料难以熔化的现象。同时在粗镉还原熔炼过程中，需要将温度从350℃逐渐加热至550℃。此过程容易导致加热管变形及渗漏现象，还原炉使用寿命仅为4个月～6个月，使用寿命短，设备损耗较高，严重影响镉系统的正常生产。

粗镉还原炉在生产过程中，使用松木条作为还原剂在炉体内发生还原反应。但松木条价格偏贵，使用数量较多，平均每吨精镉消耗130米松木条，极大增加了精镉的生产成本。

1.2 加料现状

目前镉团在加入还原炉时，仍采用人工加入的方法。将镉团放置在还原炉加料平台上，然后将镉团推入到还原炉内进行还原反应，劳动强度较大。由于镉团未经破碎，体积较大，加入时还原炉内碱液易喷溅烧伤。且镉团在炉体内由于体积较大，还原较慢，反应时间较长，造成能耗较高。

图1 精镉车间还原炉内部优化示意图

2 具体优化方法和创新点

2.1 优化粗镉还原炉

如图所示，将目前长方体斜角炉底优化为圆底，同时将硅碳棒加热由通过穿在炉体内的加热管加热优化为在炉体周边加热。经过改造以后炉体受热均匀，可解决物料积存炉体四周不易熔化的现状，同时还原除杂效果将得到提高。同时彻底解决了加热套管腐蚀变形、漏液的情况再次发生，可大幅延长还原炉使用寿命，提高火法镉直收率。

为降低还原剂的使用成本，使用粉煤灰及锯末替代松木条。粉煤灰、锯末的价格便宜，且含碳量与松木条基本相同，完全可替代松木条与镉液发生还原反应，且反应效果较好。

图2 粗镉还原炉加热后示意图

2.2 优化加料系统

为解决镉团加料导致的人工劳动强度大及还原慢的问题。在还原炉上料方式采用在操作平台上面设置皮带上料，让操作工人远离还原炉，让碱液远离操作工人，还原过程自动控制，无需人的介入，大大降低了职工的劳动强度及烧伤风险。

同时，在皮带下方安装破碎机，将镉团破碎后直接通过皮带送至还原炉内。破碎后的镉团更易发生还原反应，极大减少了反应时间，降低还原炉的能耗。

3 结语

还原炉的优化改造，将还原炉使用寿命由4个月～6个月延长至10个月～12个月，极大降低了还原炉的维修率。同时降低了人员的劳动强度及作业风险，改善了操作环境。同时，对还原剂的优化替代，极大的降低了精镉的生产成本。粗镉还原炉的优化改造，对促进公司安全环保事业的发展，有较好的经济效益和环保效益。