4818.有色金属废渣烟化炉处理.doc

有色金属废渣烟化炉处理
摘要:为解决有色金属冶炼过程的渣处理问题,提高有价金属回收率及设备的利用效率。降低能耗、进一步改善烟化炉环境及减少有价金属损失、取得良好的生产和经济效果。
关键词:废渣、烟化炉、环保、粉煤、效率。
一、烟化炉(fuming furnace ) 定义:
向液态炉渣中鼓入空气和粉煤的混合物,使渣中的某些有价金属以金属、氧化物或硫化物的形态挥发出来的设备。烟化炉原是处理铅鼓风炉渣的设备。1962年,中国用于处理炼锡炉渣,得到含锡50%左右的烟尘,使炉渣含锡量由3%%以下。1972年,又用它处理含锡1~5%的锡中矿,提高了选矿实收率(见有色金属冶炼回收率)。在铅、锌、锡冶炼厂中,凡含有易挥发的有价金属及其化合物的物料,都可用烟化炉处理。用烟化炉处理铅、锡炉渣的优点是:可利用熔融渣的热量,金属回收率较高,生产率高,操作简便,可用劣质煤或天然气作燃料。
烟化炉的炉底、炉身、炉顶和出口烟道,均由冷却水套构成,炉底铺砌一层耐火砖。烟化炉的燃料消耗较高,设置余热锅炉可回收大部分余热。影响烟化炉烟化生产过程的主要因素:
1 烟化炉温度
2 粉煤用量和送风量风压
3 冷料加入量
4 吹炼时间
5系统负压状况
二、烟化炉生产:
烟化炉每一生产周期分为进料、提温、还原和放渣四个阶段。提温阶段,减少给煤量,控制a=~,使碳几乎完全燃烧,将加入的物料熔化和提高熔渣的温度;还原阶段,增大给煤量,控制a=~,提高炉内的还原气氛,使金属化合物被还原挥发。在实际生产中,通过稳定送风量和调整给煤量的大小来提高炉内温度及改变炉内还原气氛。
烟化炉高温烟气(1150~1250℃左右)经余热锅炉冷却,温度降至325~345℃。在冷却过程中同时使烟气中的锌、铅、一氧化锗等重新氧化为ZnO、PbO及GeO2粉末。经余热锅炉的烟气进入表面冷却器进一步冷却至180℃,烟气温度在80~160℃左右进入布袋收尘室,。收集下来的氧化锌烟尘通过刮板机运输到提升机,进入烟尘仓。烟气通过排风机进入硫氨工序,利用氨
—酸法脱出烟气中的SO2气体,合格尾气(SO2含量:350~400mg/m3)直接排入大气。
三次风口的操作直接决定烟化炉烟尘产量和质量,正常生产时,根据热料进量和炉况,适当投入冷料,一般冷料投量控制在20—30吨/炉(干重),热料量以电热前床渣池深度计算在400以上最多不超过1200mm(20-60t)左右,如果进料少了,虽然可提高还原挥发速度,缩短吹炼时间,但粉煤利用率低,另外频繁的加料和放渣,最终降低炉床能力;如果冷料过多,将导致吹炼时间延长,物料翻动不好,反应不充分,炉温降低,烟化炉熄火直至停炉,烟化炉生产过程是一个还原挥发氧化过程。其实质是用空气和粉煤的混合物吹入烟化炉内的熔融炉渣中,粉煤燃烧产生大量的热和一氧化碳气体,使炉内保持较高的温度和一定的还原气氛,熔渣中的铅锌从其氧化物中被还原成金属蒸汽而挥发,至炉子的上部空间再次被炉内的二氧化碳气体或从三次风口吸入空气所氧化,这些金属氧化物以烟尘形态随烟气一道进入收尘系统被收集。残留少量铅、锌等金属的熔渣从渣口放出,经水淬作为废渣丢弃。主要化学反应方程式:
燃烧反应:C + O2 = CO2 CO2 + C = 2CO
还原反应:P