0前言铜浮渣是粗铅初步火法精炼除铜过程的产物,其主要成分是铅和铜。铜浮渣火法处理的目的是 使铜富集于铜锍并产出粗铅,采用的设备有电炉、鼓风炉、
反射炉、回转短窑等,其中电炉、鼓风 炉、反射炉处理是传统工艺,回转短窑处理是目前国际上先进的工艺。反射炉纯碱-铁屑法处理铜 浮渣,主要缺点是劳动条件差,热效率低,窑衬腐蚀快等。回转短窑处理铜浮渣的工艺原理与反射 炉相同,但具有较高的热效率、较高的作业率、劳动条件好、作业周期短,适应性强,操作方便等 一系列优越性。国外早已采用回转短窑代替传统工艺,国内目前仍普遍采用传统的反射炉工艺流程 。长沙有色冶金设计研究院于上世纪90年初设计了国内第一台回转短窑,在广西来宾冶炼厂代替 反射炉用于处理锡冶炼中间物料,其已投产成功,并初见成效。2003年又在此基础上,参考国 外有关资料,在国内首次为某厂设计了准3100mm×3000mm铜浮渣回转短窑,并创造性 地提出了端头进料、端头排料、窑体360°旋转等一系列的改进措施,不仅回转短窑密封效果好 ,物料反应充分,设备使用寿命长,而且进出料方便,生产作业率高,劳动条件好,受到了用户的 好评。1铜浮渣回转短窑的设计1.1结构设计的铜浮渣回转短窑的规格为准3100mm×30 00mm,其结构见图1。1.2主要参数回转短窑规格:准3100mm×3000mm。装料 量:7.3t/炉,分段加料,在炉期内分三次或四次完成,采用带旋转器的叉车料斗加料。熔炼 周期:炉期6~8h/炉,间断作业,其中熔炼作业时间4~5h/炉。熔炼作业主要包括加料、 熔化、造渣、沉淀、放渣、放冰铜及放铅等。燃料:0#轻柴油温度:窑内操作温度1200~1 250℃,最高温度1300℃。窑转速:0.197~0.479r/min(正常工作转速0 .197~0.328r/min,熔炼时转动,排料时不动)。电机功率:15kW,300~ 730r/min(正常工作时300~500r/min)。1.3
设计特点1.3.1总体设 计广西来宾冶炼厂的回转短窑排渣口设于窑体中部,熔炼时(窑体转动)排渣口盖板不仅要能够耐 1200°高温,还要能经受渣的腐蚀,而且不溶于高温锡液中。所以设计上采用窑体摆动的方法 予以解决,即熔炼时窑体作220°的摆动,使排渣口的盖板只受高温作用但不与熔渣、锡液接触 ,从而避免了炉渣、锡液对盖板的腐蚀。为满足焙烧、熔炼不同作业的需要,窑体传动系统设计为 正常工作时作220°摆动。但是炉内炉气温度不均匀,耐火砖受热不均匀,排渣口所在位置的上 部始终暴露在高温烟气中。为解决这个问题,在铜浮渣回转短窑设计时取消了窑体中部的排渣口, 将排渣口、排冰铜口、排铅液口均设置在加料端,3个排料口在同一圆周上等分布置,正常工作时 窑体连续慢速360°旋转,根据加料、熔化、造渣、沉淀、放渣、放冰铜及放铅等工艺过程要求 ,利用行程开关系统控制停车位置,并根据排料的性质,选择不同的排料口。铜浮渣回转短窑窑体 左端装燃烧喷嘴和排烟道,采用迷宫式密封;窑体右端设加料装置,加料口处设置带保温的门,加 料时窑内仍保持微负压,确保窑内的烟尘不外溢影响工作环境,熔化物料时,加料设施拖出窑体, 将门关上。1.3.2传动装置设计采用双出轴的调速电动机-带控制器联轴器-星轮减速机-联 轴器-开式齿轮副-直联式滚圈带动窑体转动,根据工艺过程的需要,窑体转速可做无级调节。用 齿轮传动代替销齿传动,窑体运转更平稳。为了防止电控设备意外故障,一旦控制失灵,可以人工 转动电机使窑体转动。1.3.3燃烧系统设计将烧嘴小车由加料时推开式改为固定式(只有在窑 体检修时才移开),减少窑内热散失,燃烧装置与转动窑体之间采用迷宫密封方式。广西来宾冶炼 厂回转短窑的燃烧器和收尘烟道分别设置在窑体的两端,窑内最高温度段几乎在窑体的收尘头,窑 内高温和还原性气氛难以达到。为此铜浮渣回转短窑将燃烧器和排烟管设置在窑体的同一端,利用 热气流回旋,使火焰穿过炉料两次,解决了最高温段不在窑体中间的弊病,为窑内物料最快地进行 热交换创造条件,确保了窑内熔炼工艺所需温度和还原性气氛。1.3.4收尘系统设计烟气经过 热交换器后,采用表面冷却器冷却、布袋除尘器除尘的干式收尘流程,总收尘率99.7%。2实 际生产应用2.1工艺参数及指标准3100mm×3000mm铜浮渣回转短窑于2004年8 月投产试车,近3个月的生产实况如下:(1)处理物料:熔铅锅产铜浮渣与电铅锅产氧化渣及熔 剂。入炉物料粒度小于100mm,分3次加入。铜浮渣与氧化渣成分(%):Pb77.5~8 2.3,Cu5.5~5.9,Sb1.6~1.8,As4.7~5.0,S3~3.2,其它 4.6~4.9。配入熔剂比例(%):纯碱7~10,铁屑6~8,焦粉2~3。(2)冶炼产 物产出率:炉渣3%~10%,冰铜(含砷冰铜)15%~20%,粗铅50%~70%。(3) 烟气收尘:回转短窑烟气经过热交换器(预热回转短窑的助燃空气)-表面冷却器-布袋除尘器- 风机-30m烟囱排放,总收尘效率达到99.7%。热交换器出口烟气有关参数如下:烟气量2 620m3/h(标况),烟气温度610℃,烟气含尘量19g/m3(标况),烟气压力-1 00~-50Pa。热交换器出口烟气组成体积分数(%):SO20.01,CO211.17 ,N275.78,O24.96,H2O8.08。排放烟气主要参数如下:烟气量(标况、湿 基)3268m3/h,温度80℃,烟气含尘(标况、干基)0.056g/m3。烟气成分: SO20.008%(747mg/m3),CO28.985%,N276.124%,O28 .063%,H2O6.851%。排放烟气含尘0.056g/m3,含SO2747mg/m 3,低于《工业炉窑大气污染排放标准》(GB9078-1996)中含尘100mg/m3, 含SO2850mg/m3的标准限值,并符合《大气污染物综合排放标准》(GB16297- 1996)。生产实践证明,回转短窑各项技术经济指标达到甚至超过设计要求,不仅密封效果好 ,物料反应充分,设备使用寿命长,而且进出料方便,生产作业率高,劳动条件好,降低了运转成 本,提高了经济效益,显示出了较强的技术优势。2.2铜浮渣回转短窑的优点生产实践表明,铜 浮渣回转短窑具有如下优点:(1)适应能力强,可以对多种物料进行焙烧、熔炼,处理能力可适 应50%～100%的变化。(2)长径比小,温差小,熔池较深,传热快,炉膛内熔炼温度均匀 ;(3)火焰在窑内循环,热效率高,密封效果好,改善了工作环境;与反射炉比较,短窑熔池的 温差小,熔炼产物的温度均匀。耐火砌体所吸收的热量可以很快传递给物料,所以生产效率大,热 耗低;(5)由于窑体360°旋转,耐火砌体受热均匀,大大提高了耐火砌体的使用寿命,降低 了维修费用,提高了生产作业率;(6)机械化程度较高,大大减轻工人的劳动强度;整个浮渣处 理系统劳动定员情况为:每班需吊车工1名,配料工1名,窑操作工1名,除尘工2名。(7)密 封效果好,改善了工作环境。3结语准3100mm×3000mm铜浮渣回转窑投产以来设备运 转正常,各项技术指标均达到设计要求,显示出了较强的技术优势,值得推广。铜浮渣回转短窑的 设计与改进@刘金庭$长沙有色冶金设计研究院!湖南长沙410011回转短窑;;铜浮渣;;
热效率;;密封阐述了铜浮渣回转短窑的设计特点及实际应用情况。?.056g/m3,含SO 2747mg/m3,低于《工业炉窑大气污染排放标准》(GB9078-1996)中含尘1 00mg/m3,含SO2850mg/m3的标准限值,并符合《大气污染物综合排放标准》( GB16297-1996)。生产实践证明,回转短窑各项技术经济指标达到甚至超过设计要求 ,不仅密封效果好,物料反应充分,设备使用寿命长,而且进出料方便,生产作业率高,劳动条件 好,降低了运转成本,提高了经济效益,显示出了较强的技术优势。2.2铜浮渣回转短窑的优点 生产实践表明,铜浮渣回转短窑具有如下优点:(1)适应能力强,可以对多种物料进行焙烧、熔 炼,处理能力可适应50%～100%的变化。(2)长径比小,温差小,熔池较深,传热快,炉 膛内熔炼温度均匀;(3)火焰在窑内循环,热效率高,密封效果好,改善了工作环境;与反射炉 比较,短窑熔池的温差小,熔炼产物的温度均匀。耐火砌体所吸收的热量可以很快传递给物料,所 以生产效率大,热耗低;(5)由于窑体360°旋转,耐火砌体受热均匀,大大提高了耐火砌体 的使用寿命,降低了维修费用,提高了生产作业率;(6)机械化程度较高,大大减轻工人的劳动 强度;整个浮渣处理系统劳动定员情况为:每班需吊车工1名,配料工1名,窑操作工1名,除尘 工2名。(7)密封效果好,改善了工作环境。3结语准3100mm×3000mm铜浮渣回转窑投产以来设备运转正常,各项技术指标均达到设计要求,显示出了较强的技术优势,值得推广。铜浮渣回转短窑的设计与改进@刘金庭$长沙有色冶金设计研究院!湖南长沙410011回转短窑;;铜浮渣;;热效率;;密封阐述了铜浮渣回转短窑的设计特点及实际应用情况。
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