5.10 底吹还原熔炼
5.10.1 处理原料宜为锑烟灰、锑渣。锑烟灰含锑宜为35%~70%,锑渣含锑宜为18%~58%。
5.10.2 入炉物料应符合下列规定:
1 焦炭粒度宜小于30mm;
2 熔剂粒度宜为10mm~30mm;
3 入炉物料应进行配料、混合和制粒处理;
4 锑烟灰制粒粒度宜为3mm~20mm,水分含量宜小于10%;
5 入炉物料含砷宜小于8%。
5.10.3 底吹还原炉炉床能力宜为1.8t/(m³·d)~3.0t/(m³·d)。
5.10.4 纯氧及天然气宜采用底部喷枪喷入。
5.10.5 熔炼宜采用连续加料、铅锑合金和炉渣间断同步放出至前床,澄清后间断分别放出铅锑合金与炉渣。
5.10.6 底吹还原熔炼技术条件应符合下列规定:
1 熔炼温度宜为1000℃~1100℃。
2 喷枪供气风压宜为0.4MPa~0.8MPa。
3 氧气和天然气体积比宜为1.5~1.9。
4 熔炼炉渣铁硅比宜为1.0~1.4,钙硅比宜为0.2~0.5。
5.10.7 熔炼系统锑的回收率宜大于95%。
5.10.8 铅锑合金含锑宜大于50%。
5.10.9 熔炼烟尘率宜小于20%。
5.10.10 炉渣含锑宜小于1.5%。
5.10.11 底吹炉主驱动电机必须设置应急备用电源。
5.10.12 底吹炉的冷却系统必须连续供水,水压必须稳定。
5.10.1 本工艺属于富氧熔池熔炼工艺范畴,适用于处理锑渣及锑烟灰,生产含锑多金属合金。我国某铅冶炼企业锑烟灰成分为锑35%~70%、金小于8g/t、银小于5kg/t、铅8%~23%、铋0~1.9%、砷14%~35%;锑渣成分为锑18%~58%、金小于10g/t、银小于6kg/t、铅14%~34%、铋0.1%~6%、砷4%~10%。
5.10.2 入炉物料需经过配料、混合和制粒处理。一般配料前将大块锑渣先期进行破碎处理,控制粒度不大于100mm,其中无砖块等杂物。对锑渣及锑烟灰等含锑物料、返回烟尘、熔剂和无烟煤先进行配料,计量设备一般为电子皮带秤、计量螺旋秤等。经过配料的物料再进行混合及制粒。入炉物料水分含量控制在10%左右,80%以上的物料粒度为3mm~20mm。水分含量过高,烟气中水分就高,烟气露点温度下降,烟气余热利用及收尘系统设施容易结露腐蚀;水分含量过低,炉料的制粒效果差,导致烟尘率增高。制粒后的入炉物料也可以在炉前与就地返回的烟尘经电子皮带秤准确计量及混匀后加入底吹还原炉熔炼。
炉料中焦炭或无烟煤的主要作用是作为还原剂,同时也起到补充热量的作用;选用的造渣熔剂一般为石灰石和铁矿石。根据生产实践,配焦量一般为炉料量的3%~5%,具体配焦量应根据熔炼炉热平衡计算确定,焦炭含碳应大于60%,粒度不大于炉料粒度。生石灰含氧化钙不应小于40%,铁矿石含铁不应小于50%,生石灰和铁矿石的粒度不大于炉料粒度。
5.10.3 炉床能力中的料量指入炉物料的实物干量,包括锑原料、熔剂、返尘,不包含煤。某企业采用底吹熔炼炉处理含锑物料,处理炉料100t/d,平均为4t/h。采用的熔炼炉规格是ф3000mm×8000mm,配套有3支氧枪。
5.10.5 本条根据国内企业生产实践经验确定了底吹还原熔炼的操作制度,确保锑与炉渣的有效分离。
5.10.6 熔炼炉渣的熔点一般在900℃~1000℃,为了确保炉内熔体有较好的流动性和较合理的黏度,使产物铅锑合金与炉渣有效分离,炉渣需要过热,熔炼温度要高于炉渣熔点100℃~150℃。
熔炼炉喷枪布置在炉子底部,氧气和天然气通过喷枪喷入炉内,天然气的主要作用为燃料和还原剂。氧气和天然气体积比控制在1.5~1.9,主要是为了保持炉内熔池的还原性气氛,避免熔池底部金属熔体氧化。
熔炼炉渣渣型铁硅钙比值为质量百分比值。
5.10.7 回收率是考核熔炼效果的主要经济技术指标,本条规定回收率宜大于95%是根据国内企业生产实践情况确定的。
5.10.8 还原熔炼产出的铅锑合金中含有一定量的易还原杂质金属,一般含锑大于50%、含铅小于20%、含砷小于0.02%,其余杂质为铜、铋、金、银。
5.10.9 烟尘率与熔炼温度、气氛控制、易挥发物含量有密切相关,根据国内相关企业生产实践,以干基炉料量计,烟尘率宜小于20%。
5.10.10 国内某企业锑熔炼还原炉渣成分见表1。
5.10.11 本条为强制性条文,必须严格执行。在实际生产中,底吹熔炼炉通过控制转动装置实现烘炉、熔炼、放铅锑合金、放渣、换枪等作业工位的切换,因此,炉子的转动装置必须设置应急备用电源,保证主驱动电机在失电时,应急备用电源能自动投运使炉体能迅速由工作位转至检修位。否则,可能会导致炉体倾转,进而导致高温熔体泄漏,使设施和人身遭受重大安全风险。
5.10.12 本条为强制性条文,必须严格执行。底吹熔炼炉的进料口、喷枪部位均设置有水冷水套元件,水冷水套元件采用循环冷却水冷却。这些水冷水套元件在生产中必须连续供水,不允许断水。生产中一旦冷却系统供水中断,会使水冷元件内部的循环水汽化,压力上升,有发生爆炸的危险。由于炉温远高于水冷水套元件的熔点温度,水冷水套元件将被烧损,造成重大设备损坏。如果冷却系统供水压力不稳定,冷却水会分配不均匀,导致部分水冷元件内部缺水,造成同样严重后果。
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