氧氣底吹煉鉛新工藝概況

氧氣底吹煉鉛新工藝技術(shù)優(yōu)點(diǎn)技術(shù)的先進(jìn)性氧氣底吹熔煉 鼓風(fēng)爐還原煉鉛法是一種熔池熔煉新工藝，優(yōu)點(diǎn)如下：（1）富氧空氣鼓入熔池中，熔體被攪動(dòng)，使連續(xù)加入熔池的物料迅速完成冶煉過(guò)程，傳熱、傳質(zhì)效率高，在不加入任何燃料的前提下，能實(shí)行自熱熔煉；（2）底吹爐密閉性能好，爐氣SO2濃度高且穩(wěn)定，無(wú)煙氣外溢，解決了燒結(jié)鍋法生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的低濃度SO2煙氣和煙塵對(duì)環(huán)境造成污染的不良現(xiàn)狀，充分有效地回收利用了SO2生產(chǎn)硫酸；（3）由于底吹爐屬熔池熔煉，爐內(nèi)脫硫充分，高鉛渣含硫低，解決了鼓風(fēng)爐還原后排出的氣體SO2污染問題；（4）該工藝機(jī)械化、自動(dòng)化程度高，克服了其它煉鉛法所帶來(lái)的工人勞動(dòng)強(qiáng)度大等問題，作業(yè)環(huán)境優(yōu)雅，實(shí)行了清潔文明生產(chǎn)；（5）原料適應(yīng)性廣，能直接處理硫化礦，同時(shí)可以處理各種廢鉛物料及再生料；（6）原料制備簡(jiǎn)單，入爐粒料含水5—7%，無(wú)需深度干燥，由于采用濕料運(yùn)輸和制備，所以車間防塵設(shè)施簡(jiǎn)化；（7）底吹熔煉爐單位生產(chǎn)能力高，氧的利用率高，能耗低，單位成本大大降低。2、技術(shù)的成熟、可靠性本企業(yè)新建的氧氣底吹煉鉛新工藝產(chǎn)業(yè)化示范項(xiàng)目一次性投料生產(chǎn)的成果和各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到并超過(guò)了設(shè)計(jì)指標(biāo)的事實(shí)，證明了該工藝技術(shù)是成熟的，產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)時(shí)可靠的。(1)作業(yè)率經(jīng)過(guò)8個(gè)月的試生產(chǎn)，經(jīng)測(cè)算作業(yè)率達(dá)90%以上。主要停爐時(shí)間是更換氧槍，氧氣底吹爐中設(shè)有4支氧槍，均由氮?dú)夂退Ｗo(hù)，噴霧冷卻效果好，氧槍平均使用壽命已達(dá)50天以上，最長(zhǎng)時(shí)間57天。更換氧槍時(shí)間較短，一般在2—3小時(shí)，爐襯使用至今，仍完好無(wú)損。（2）工藝過(guò)程控制通過(guò)試生產(chǎn),操作工已熟練掌握操作技能和工藝條件的控制,主要運(yùn)用DCS系統(tǒng)對(duì)各運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備及數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、觀察、分析與處理，同時(shí)對(duì)氧氣底吹爐加料口、放鉛口、放渣口及余熱鍋爐加強(qiáng)管理，熟練掌握了氧槍檢查與更換。目技術(shù)內(nèi)容項(xiàng)“氧氣底吹熔煉—鼓風(fēng)爐還原”煉鉛新工藝是由氧氣底吹熔煉鉛精礦和鼓風(fēng)爐還原高鉛渣，煙氣經(jīng)除塵回收SO2制酸以及制O2、N2系統(tǒng)四大部分組成，其核心技術(shù)是氧氣底吹熔煉。由于該項(xiàng)目屬易地新建，因此新建設(shè)施如下：原料配料系統(tǒng)氧氣底吹熔煉系統(tǒng)（含余熱鍋爐收塵）氧氣站鼓風(fēng)爐還原系統(tǒng)（含收塵）硫酸系統(tǒng)（含污水處理）供配電、給排水等輔助設(shè)施氧氣底吹熔煉車間車間生產(chǎn)工藝流程氧氣底吹熔煉車間生產(chǎn)工藝流程圖氧氣底吹熔煉爐1#粒料倉(cāng)2#粒料倉(cāng)倉(cāng)倉(cāng)圓盤制粒配料粉煤(焦粉)石英石石灰石鉛精砂鉛煙塵氧氣底吹熔煉爐1#粒料倉(cāng)2#粒料倉(cāng)倉(cāng)倉(cāng)圓盤制粒配料O2、N2、H2O高鉛渣粗鉛煙氣收塵鑄錠收塵鑄錠 送電解車間高鉛渣塊 煙氣煙塵送鼓風(fēng)爐 送硫酸工段2、工藝流程技術(shù)述評(píng)新建的原料庫(kù)裝有六個(gè)料倉(cāng)用以儲(chǔ)存鉛精砂、石英石、石灰石、粉煤等原料，這些原料通過(guò)料倉(cāng)下的申克秤按指令量配料后，通過(guò)皮帶輸送機(jī)送至圓盤制粒機(jī)制粒，再由皮帶機(jī)輸送至粒料倉(cāng)，設(shè)有2個(gè)粒料倉(cāng)，各配一臺(tái)申克秤，再按指定加料量由移動(dòng)式皮帶機(jī)送入氧氣底吹熔煉爐，加料系統(tǒng)由DCS系統(tǒng)控制。在氧氣底吹熔煉爐的兩端分別產(chǎn)出粗鉛和高鉛渣，粗鉛鑄成鉛錠，送至電解車間，高鉛渣由鑄渣機(jī)鑄成渣塊后進(jìn)入鼓風(fēng)爐系統(tǒng)進(jìn)行還原熔煉。氧氣底吹熔煉爐產(chǎn)出的煙氣經(jīng)過(guò)余熱鍋爐、電收塵器降溫除塵后煙氣含塵＜350mg/Nm3,送至硫酸系統(tǒng)制酸，煙塵返回配料使用。收塵、降溫的特點(diǎn)：（1）氧氣底吹熔煉爐豎直煙道采用的是膜壁式余熱鍋爐結(jié)構(gòu)，增設(shè)了機(jī)械震打裝置，減少了人工清灰作業(yè)量，保證了煙道的暢通，密封性好保持爐內(nèi)負(fù)壓操作；（2）余熱鍋爐的汽化冷卻將煙氣溫度由1150℃降至330（3）電除塵采用大極板變間距，八室四電場(chǎng)結(jié)構(gòu)，使出口煙氣含塵＜350mg/Nm3,為制酸提供了良好條件。3、主要設(shè)備的運(yùn)行狀況及技術(shù)性能試生產(chǎn)8個(gè)月以來(lái)，設(shè)備一直運(yùn)行良好。主要設(shè)備規(guī)格及性能參數(shù)序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格、性能數(shù)量鑒定、結(jié)果備注1抓斗橋式起重機(jī)Q=5tV=1m3L=13.5mH=12m1勞動(dòng)局已鑒定原料庫(kù)房2定量給料機(jī)ICS-DT-III-08-133已校定合格后使用3定量給料機(jī)ICS-DT-III-08-1.53已校定合格后使用41#膠帶輸送機(jī)B=800L=31m1開爐前三次調(diào)試，合格52#膠帶輸送機(jī)B=8001開爐前三次調(diào)試，合格6圓盤制粒機(jī)φ4000×500Q=17t/h1來(lái)人指導(dǎo)調(diào)試鑒定73#膠帶輸送機(jī)B=8001三次調(diào)試合格后用8定量給料機(jī)DEL0827V2型2已鑒定，實(shí)際稱量94#膠帶機(jī)B=8001殼體驗(yàn)證后砌內(nèi)襯按程序操作10氧氣底吹熔煉爐φ3500×115001三次調(diào)試合格后用111#埋刮板輸送機(jī)RMSM32L=29.42mQ=15t/h1三次調(diào)試合格后用余熱鍋爐房122#埋刮板輸送機(jī)RMSM32L=11.8mQ=15t/h1三次調(diào)試合格后用收塵灰133#埋刮板輸送機(jī)RMSM32L=14.4mQ=15t/h1三次調(diào)試合格后用收塵灰144#埋刮板輸送機(jī)RMSM32L=34.4mQ=315t/h1三次調(diào)試合格后用電除塵下面15鏈斗式提升機(jī)NBC280IIL=25mQ=15t/h1三次調(diào)試合格后用輸送煙塵16余熱鍋爐Q汽=8.5t/hP=4.0MP勞動(dòng)局已鑒定17電除塵F=34m2f=3300m2自行設(shè)計(jì)、制作安裝、空試合格，現(xiàn)使用良好18雙梁橋式起重機(jī)Q=20tL=13.5m19鑄渣機(jī)B1450×L64000自行設(shè)計(jì)安裝已調(diào)試4、主要設(shè)備技術(shù)述評(píng)氧氣底吹熔煉爐由北京有色研究院征求本企業(yè)的意見，根據(jù)工藝特點(diǎn)和處理的物料量，確定了該爐型尺寸和結(jié)構(gòu)。它是一臺(tái)臥式可以轉(zhuǎn)動(dòng)90°的反應(yīng)器，爐長(zhǎng)11.5m，外徑3.8m，兩端面分別設(shè)有一個(gè)出渣口和一個(gè)虹吸式出鉛口，底部裝有4支氧槍，頂部設(shè)有兩個(gè)加料口和一個(gè)煙塵口，煙塵從該口排出經(jīng)過(guò)余熱鍋爐降溫和高壓電收塵器收塵，煙塵返回配料，除塵后的煙氣送至硫酸系統(tǒng)制酸。該爐的爐外殼用16MnRδ=50mm厚鋼板卷制，本企業(yè)對(duì)此爐體卷制后要求制作單位進(jìn)行了熱應(yīng)力處理，以防止?fàn)t內(nèi)襯的熱膨脹而造成爐外殼的損傷，爐內(nèi)襯的鉻鎂耐火磚，將設(shè)計(jì)的磚含Cr量由16%提升到20%，大大地延長(zhǎng)了爐子的使用壽命。多元槽型比例分布式氧槍。鑒于水口山半工業(yè)試驗(yàn)中出現(xiàn)氧槍壽命短的問題（幾小時(shí)—7天），本企業(yè)對(duì)其材質(zhì)進(jìn)行了認(rèn)真研討，改進(jìn)后的氧槍為四元環(huán)室槽型氣路噴槍，材質(zhì)為特種不銹鋼并作特殊處理以氮?dú)夂退鳛楸Ｗo(hù)載體，在操作過(guò)程中，O2、N2、H2O由氧槍的結(jié)構(gòu)而自行比例控制，因此使用壽命大大提高；最長(zhǎng)使用時(shí)間為57天，平均使用壽命為50天以上。余熱鍋爐。為考慮該系統(tǒng)生產(chǎn)正常后的增產(chǎn)和擴(kuò)大，要求北京有色研究院將余熱鍋爐按8.5噸的鍋爐設(shè)計(jì)，現(xiàn)實(shí)際將能滿足年產(chǎn)10萬(wàn)噸粗鉛的生產(chǎn)能力。它采用強(qiáng)制循環(huán)全膜式水冷壁結(jié)構(gòu)，并裝有震打裝置，有效減少煙塵粘結(jié)，除去大部分鉛塵，具有良好的氣密性，并且運(yùn)用微機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)操作，能及時(shí)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整余熱鍋爐出口煙氣的溫度。余熱鍋爐安裝在氧氣底吹熔煉爐主廠房的頂部，一端通過(guò)直升煙道與底吹爐的煙塵口相聯(lián)，另一端設(shè)有柔性膨脹節(jié)與高壓電除塵相接，大大地縮短了裝配線路，即節(jié)約了資金，又避免了由于管道過(guò)長(zhǎng)而造成煙塵粘結(jié)堵塞的現(xiàn)象。八室四場(chǎng)電除塵。針對(duì)氧氣底吹煉鉛過(guò)程煙塵較多，煙塵粒度細(xì)小，粘性大，比電阻大等特點(diǎn)，本企業(yè)在消化吸收國(guó)內(nèi)外電收塵器設(shè)計(jì)制造的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)大型除塵器專業(yè)廠家的考察論證，大膽改進(jìn)，自行設(shè)計(jì)、制造。電除塵器極板間距為寬間距，其陰極線為螺旋高校型，是極板上電流密度分布趨于均勻，提高了操作電壓，即增強(qiáng)了極板表面附近的電場(chǎng)強(qiáng)度，提高了有效地驅(qū)極速度，陰陽(yáng)極雙面間隙震打，克服了陰陽(yáng)極積灰的現(xiàn)象，充分發(fā)揮了陰陽(yáng)極的電場(chǎng)作用，防止了煙塵的二次飛揚(yáng)，有效地將高溫四個(gè)電場(chǎng)改進(jìn)為4套電源控制的8個(gè)電場(chǎng)，從而增加了電場(chǎng)的有效長(zhǎng)度。又通過(guò)增加集塵面積，確保了收塵效率，另外集塵灰斗下加密閉刮板機(jī)輸送，密閉性能好，避免冷氣進(jìn)入電除塵造成殼體的腐蝕和煙塵的二次飛揚(yáng)。電儀控制。對(duì)鉛精礦、粉煤、鉛煙塵和混合料有皮帶申克秤和螺旋計(jì)量秤進(jìn)行脊梁；熔煉爐內(nèi)設(shè)有一個(gè)測(cè)溫點(diǎn)和一個(gè)測(cè)壓點(diǎn)；氧槍的氧氣、氮?dú)?、水有流量及壓力指示并可指令定量控制；水冷煙道及電收塵進(jìn)出口都有流量和壓力、溫度指示；電收塵器頂部保溫箱及震打氣封裝置設(shè)有溫度控制，8個(gè)灰斗倉(cāng)由上限料位報(bào)警，底吹爐轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)直流電源觸點(diǎn)操作，系統(tǒng)主體由DCS系統(tǒng)控制。5、氧氣底吹熔煉爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)序號(hào)項(xiàng)目單位目標(biāo)備注1年產(chǎn)粗鉛量t/a61507粗鉛品位%97.55粗鉛含Pb量t/a600002年處理混合料鉛精礦量t/a115520回收率98%精礦含Pb品位%533一次粗鉛產(chǎn)量t/a29944一次鉛產(chǎn)出率%47.714鉛氧化渣產(chǎn)出量t/a71571鉛氧化渣產(chǎn)出率%62鉛氧化渣含Pb品位%455工業(yè)氧氣消耗指標(biāo)Nm3/t150鉛精礦6年工作日天3307系統(tǒng)阻力Pa~-12煙塵率%10~12脫硫率%99制氧站氧氣底吹熔煉所需的氧氣、氮?dú)狻⒂芍蒲跽竟┙o。制氧站運(yùn)用目前較先進(jìn)的深冷式空分制氧技術(shù)，本企業(yè)選用了河南開封空分集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì)制造的空分設(shè)備?？辗衷O(shè)備采用了國(guó)空氣過(guò)濾壓縮純化預(yù)冷膨脹分餾家機(jī)械部標(biāo)準(zhǔn)以及開封空分集團(tuán)的內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。壓力容器接受了勞動(dòng)部安全鑒定?？諝膺^(guò)濾壓縮純化預(yù)冷膨脹分餾底吹爐O2底吹爐O2、N2壓縮分離1、制氧技術(shù)工藝流程簡(jiǎn)述 此流程利用了沸面分子篩（又稱UOP）選擇性吸附空氣中氮?dú)夂臀降獨(dú)獾哪芰﹄S氮?dú)夥謮禾岣叨龃蟮奶匦?，通過(guò)變更吸附操作壓力，實(shí)現(xiàn)較高壓力下吸附、降低壓力解析，達(dá)到分離空氣中的氮和氧的目的。原料空氣由吸入塔吸入，經(jīng)過(guò)濾器除去灰塵和機(jī)械雜質(zhì)，在離心空壓機(jī)組內(nèi)壓縮至0.65MP，經(jīng)空氣冷卻塔被常溫水及冷卻水所冷卻、洗滌，被冷卻至15℃?？諝庵械睦淠环蛛x后，進(jìn)入分子篩吸附器，以吸附清除H2O、CO2和部分C2H。分子篩被凈化的空氣進(jìn)入分餾塔，經(jīng)主換熱器與返流的污氮、氧、氮進(jìn)行熱交換，冷卻后一小部分液化。汽、液混合的空氣進(jìn)入下塔進(jìn)行精餾，在塔頂?shù)玫降?9.9%氮進(jìn)入主冷，氮?dú)馀c上塔底部的液氮換熱，液氧蒸發(fā)，氮?dú)獗焕淠?。一部分液氮回下塔作為回流液，部分液氮?jīng)過(guò)冷節(jié)流后，進(jìn)上塔頂部噴淋，下塔釜液是36%O2液空，經(jīng)過(guò)冷卻后進(jìn)入上塔中部參加精餾。從主換熱器中部和冷端抽出兩股空氣混合后進(jìn)入透平膨脹機(jī)絕熱膨脹，產(chǎn)生設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所需大部分冷量，膨脹后空氣經(jīng)熱虹吸換熱器清除部分過(guò)熱度后進(jìn)入上塔中部參加精餾。在上塔底部獲得純度為99.6%的液氧，液氧再進(jìn)入主冷凝蒸發(fā)器，在冷凝蒸發(fā)器中，液氧被蒸發(fā)，然后經(jīng)主換熱器復(fù)熱去壓氧系統(tǒng)加壓后供氧氣底吹爐使用。上塔頂部獲得純度為99.9%的產(chǎn)品氮?dú)?，?jīng)過(guò)冷器、主換熱器復(fù)熱去壓氮系統(tǒng)加壓后供底吹爐使用。上塔上部的污氮經(jīng)復(fù)熱后一部分去分子篩吸附用，一部分去預(yù)冷系統(tǒng)中水冷卻塔冷卻水。（三）硫酸系統(tǒng)氧氣底吹熔煉爐煙氣制酸系統(tǒng)屬本企業(yè)自行設(shè)計(jì)、制造和安裝。硫酸生產(chǎn)為絕熱增濕稀酸封閉洗滌凈化、兩轉(zhuǎn)兩吸加尾吸吸收工藝流程；污水處理采用硫化、中和、三級(jí)底沉淀封閉循環(huán)處理的工藝流程。整個(gè)制酸系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力達(dá)到8萬(wàn)噸/年，可與底吹爐生產(chǎn)能力匹配，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都達(dá)到設(shè)計(jì)要求，其尾氣SO2濃度測(cè)定≤120PPm，完全達(dá)標(biāo)排放。1、工藝流程簡(jiǎn)示2、工藝流程敘述A、凈化工段經(jīng)余熱鍋爐、電收塵器降溫除塵后的底吹爐煙氣依次進(jìn)入凈化工段的高效霧化洗滌器、泡沫塔（填料塔）與噴淋稀酸逆流接觸，再經(jīng)電除霧除去煙氣中的塵、SO3及有害物質(zhì)，并將煙氣溫度冷卻到45℃以下，再進(jìn)入干吸工段。凈化采用稀酸洗滌，煙氣中的塵、SO3及有害物質(zhì)絕大部分被清除進(jìn)入洗滌稀酸中，經(jīng)沉降槽沉降，底流排污，考慮到煙氣中SO2濃度穩(wěn)定和污酸的脫吸，B、干吸工段從凈化工段來(lái)的煙氣經(jīng)干燥塔93%硫酸噴淋后，由SO2主風(fēng)機(jī)送入一次轉(zhuǎn)化。一次轉(zhuǎn)化后的煙氣送一吸塔用98%硫酸噴淋后吸收其中的SO3。出一吸塔煙氣經(jīng)二次轉(zhuǎn)化后送二吸塔用98%硫酸噴淋吸收，尾氣經(jīng)過(guò)Ca(OH)2噴淋吸收塵、SO2、SO3后，尾氣從煙囪中達(dá)標(biāo)排放。干燥塔、一吸塔、二吸塔各自設(shè)有濃硫酸循環(huán)系統(tǒng)。出塔酸經(jīng)循環(huán)槽酸泵，管殼式陽(yáng)極保護(hù)濃酸冷卻器后返回塔內(nèi)噴淋，為維持酸循環(huán)槽的酸濃度，各循環(huán)槽相互串酸并在吸收循環(huán)槽中補(bǔ)充新水。在生產(chǎn)過(guò)程中，分別從干燥循環(huán)槽和吸收循環(huán)槽中引出一