基夫塞特基础冶炼 4第四章 基夫赛特炉.doc

简 介1 原料、熔剂及其它工艺物料特性根据许可协议，对含铅原料造冰铜和不造冰铜冶炼进行物料和热平衡计算。用于计算的江铜设计含铅原料的化学和物相组成如表1和表2所示。表1和表2中表明的铅精矿A被用于江铜含铅原料不造冰铜时物料和热平衡，铅精矿B用于造冰铜冶炼的计算。用于投料准备熔剂的化学和物相组成如表3所示。用于江铜含铅原料冶炼工艺计算的碳物料（燃料（煤）以及还原剂（焦炭）的工艺特性如表4和表5所示。1表1江铜设计含铅原料化学组成（干量）成分铅精矿A铅精矿B锌残渣铅残渣硫酸铅泥銅浮渣精炼氧化渣中和渣Pb53.448.03.4243.9338.6865.085.02.58Zn6.06.021.109.111.40-11.92Cu0.81.51.360.063.3612.00.0050.98Fe8.9210.525.694.6310.93-3.01CaO0.390.390.282.350.05-28.91SiO23.53.52.894.083.96-Al2O30.320.32-Stot19.8819.886.611.578.404.15-8.83Ctot0.080.08-H2-0.640.11-1.64H2O-As0.500.500.250.49-2.550.040.20Sb0.500.50-3.180.62-Bi-3.830.14-Sn0.050.05-0.510.60-In (g/t)-185.2-Cd0.070.070.120.23-0.58Au (g/t)5.665.66-Ag (g/t)1200.01200.0365.542.4-20.0-F0.020.020.02-9.14Cl0.100.100.01-Hg (g/t)1.31.3-表2江铜设计含铅原料物相组成（干量）成分含铅物料铅精矿A铅精矿B锌渣铅渣硫酸铅泥銅浮渣精炼氧化渣中和渣123456789PbS61.6655.43-6.00-PbSO4-5.0164.3056.61-PbO-21.3391.56-Pb(OH)2-3.00Pbmet.-40.0-ZnS8.948.942.665.022.09-ZnSO4-8.6411.25-ZnO-13.260.51-ZnOFe2O3-19.042.86-Zn(OH)2-18.12CuFeS22.314.33-CuS-5.065.67-Cu2S-0.33-Cu3As-6.82-Cu3Sn-0.66-Cu2Sb-1.95-CuO-1.700.08-2.080.01-Cu(OH)2-1.50Fe7S87.193.35-FeS28.3315.38-FeO-Fe3O4-Fe2O3-4.7315.63-(H3O)Fe3(OH)6(SO4)2-24.90-0.09表2（续）123456789FeOOH-13.03-Fe(OH)3-5.42FeAsO4-0.51As2S30.820.82-1.03-As2O3-0.05-Sb2S30.700.70-3.11-Sb2O3-0.74-CaSO42H2O-0.774.76-47.33CaO-0.800.05-CaCO30.500.50-CaCl20.160.16-CaF20.040.040.04-18.77SiO23.503.502.894.083.96-Al2O30.320.32-SnS0.060.06-0.32-SnO-0.68-In2S3-0.026-HgS0.0002-Bi2S3-0.15-Bi2O3-4.270.020.28-CdS0.090.09-CdO-0.140.26-Cd(OH)2-0.75AgCl-0.04-Ag2S0.1380.1380.0260.005-Ag2O-0.002-Total94.7693.7692.1798.6487.6789.4893.3395.484表3熔剂化学和物相组成（干量）物料化学组成, %FeCaOSiO2Al2O3CtotOther石灰石1.1754.360.94-11.6531.88石英3.690.0486.024.4-5.85物料物相组成 %Fe3O4CaCO3CaOSiO2Al2O3Other石灰石1.6197.02-0.94-0.43石英砂5.11-0.0486.024.44.43表4煤工艺特性及组成燃烧热kJ/kg使用燃料组成，可燃烧混合物组成，含水量W灰分A挥发份VCHONS231997.527.6538.087.54.84.81.51.4灰组成 %Fe2O3SiO2CaOAl2O3MgOOther8.2153.69.2321.422.265.28表5焦炭工艺特性及组成燃烧热kJ/kg含水量W, %化学组成干重,%CFeSiO2CaOSOther262101.075.01.649.600.790.8012.17在这些数据基础上，表6中所示的煤及焦炭化学和物相组成被用来计算。表6 含碳物料的化学和物相组成物料干重化学组成，FeSiO2CaOAl2O3MgOCHONSOther煤1.5914.822.555.920.6263.303.473.471.091.012.16焦炭1.649.600.79-75.000.700.600.120.8010.75物料干重物相组成, %Fe2O3SiO2CaOAl2O3MgOCfixC8H10C2H5OHNOxSOther煤2.2714.822.555.920.6234.3428.535.992.471.011.48焦炭2.349.600.79-68.966.130.940.390.8010.05推荐的原料和工艺物料粒度如表7所示。表7推荐的物料粒度物料推荐的粒度，mm含铅物料小于0.2（100）熔剂（石灰石和石英砂）小于1 (100%)投料中添加的煤小于0.2(100%)加进反应塔的焦炭515(90%)电炉焦炭2030(90%)在冶炼段入口，包含仔细配料的含铅原料、熔剂以及粉煤的给料水分不超过1。给进反应塔和电炉的，破碎后的碳还原剂（焦炭）水分不超过5。工艺氧浓度 98%。用于砖砌体以及开炉时基夫赛特炉升温的燃料是天然气，其燃烧热值不低于34000 kJ/m3，组成成分如下：(%): 0-2 H2; 85-97 CH4; 1.2-4 N2; 0.1-2 CO2+H2S2 工艺流程图及描述2.1 工艺流程图及设备用基夫赛特法处理江铜含铅原料流程图（图2.1）包括下列阶段：- 含铅物料和熔剂以及固体碳燃料（粉煤）配料和完全混合以及产生的湿给料的回收；- 湿物料的干燥直至水分不超过1；- 干物料的控制磨矿直至粒度 100小于1mm；- 干给料在工艺氧气氛中的焙烧和闪速熔炼产生弥散的氧化物熔体和二氧化硫气体；- 火焰中的氧化物熔体在多孔的炭块物（“焦滤层”）中的选择性回收，大部分的铅进入粗铅、锌进入渣中；- 冶炼产物的沉淀，如果有必要，在电炉中添加焦炭从渣中回收部分锌；- “焦滤层”中氧化物熔体回收和冶炼烟气混合物中一氧化碳二次燃烧，然后产生的二氧化硫烟气在废热锅炉内冷却；- 冷却后的二氧化硫烟气在电收尘内除尘，然后送至硫酸车间；- 电收尘内收集的烟尘连续返回冶炼工艺；- 从电收尘烟尘中抽出一定量单独处理，回收一些稀有金属以及降低循环烟尘中的氟、氯含量；-电炉烟气中一氧化碳和锌尘的二次燃烧，随后烟气和烟尘在废热锅炉内冷却；- 冷却后的电炉烟气在布袋收尘器内净化，收集氧化锌尘；- 冶炼产品：粗铅、冰铜（在造冰铜冶炼时）和渣的排出。根据预计的铜铅比范围，江铜设计的含铅原料冶炼可以造冰铜也可以不造冰铜。粗铅排出后，根据被许可方选择的工艺流程进行精炼。根据被许可方的决定，粗铅在精炼锅中脱铜的工艺流程被用于工艺计算。使用这种粗铅脱铜工艺流程时，会形成銅浮渣，相当数量的金属铅（除铜外）会进入銅浮渣。为了分离铅和铜需要对銅浮渣进一步处理。最通常的方法是还原冶炼产生冰铜。因此，在含铅原料造冰铜冶炼时，銅浮渣直接在基夫赛特炉进行重新冶炼，它是加入到江铜设计的含铅原料组成内。在含铅原料不造冰铜冶炼时，粗铅脱铜产生的銅浮渣不加入到基夫赛特炉原料组成内，而是用单独的炉子再冶炼产生冰铜。含锌1214的渣排放到烟化炉中，铅和锌进入锌烟尘去生产锌。当锌烟尘在锌生产工艺浸出过程中，锌被提取进入溶液，溶液净化后去电积工序，铅保留在铅渣中，铅渣作为基夫赛特炉原料的一个组分返回回收。造冰铜时，冰铜通过单独的排出口排出，然后和銅浮渣还原熔炼产生的冰铜一起送到铜厂吹炼工序。铜铅冰铜吹炼烟灰或者铜铅冰铜浸出铅渣也可以作为基夫赛特炉含铅原料。这有助于提高整个铅到商品金属的回收率。基夫赛特炉中描述了含铅原料处理的基夫赛特工艺。设备图如图2.2所示。图2.1 基夫赛特炉给料冶炼工艺流程图烟气放空空气空气干料控制球磨混合配料去锌系统烟尘处理返回烟尘二氧化硫烟气处理烟气电收尘除尘氧气焦炭 5-15 mm二次燃烧和冷却送铜厂进行烟化精炼锌尘收尘二次燃烧和冷却烟气 + 烟尘渣冰铜粗铅焦炭 20-30 mm烟气 + 烟尘电热熔体还原焙烧熔炼干料 100% 1 mm湿给料粉煤石英砂石灰石中和渣 精炼氧化渣銅浮渣硫酸铅泥锌浸出渣铅渣干燥至水份1% 铅精矿8排出烟尘除氟氯二氧化硫烟气处理焦滤层气体二次燃烧鼓风焦炭电炉焦炭20-30 mm焦滤层焦炭5-15 给料烟尘循环的烟尘氧化物熔体焦滤层 (CC)熔炼循环烟尘熔炼烟气和烟尘电炉烟气烟尘 进喷嘴氧气烟尘去锌车间冰铜至铜厂 渣至烟化炉粗铅精炼渣冰铜铅说明:1. 带喷嘴的反应塔2. 电炉 (EF)3. 上升烟道4. 给料仓5. 带称重装置的给料设备6. 给料机7. 废热锅炉二氧化硫辐射部8. 废热锅炉二氧化硫对流部9. 静电除尘器10. 电炉烟气废热锅炉11. 布袋1011654987654321图2.2 电炉烟气二次燃烧风烟气排空基夫赛特炉设备图9 2.2 工艺说明基夫赛特炉给料冶炼工艺按以下方法进行。干燥后残留水份不超过1的粉状给料（100粒度小于1mm），从干矿仓输送到喷嘴，并被工艺氧 (O2 98%)通过这个喷嘴吹进基夫赛特炉反应塔。进入反应塔后和炙热气体反应，给料着火，硫化物氧化和碳燃料燃烧产生均匀分散的氧化物熔体而产生的热使氧化和冶炼处于悬浮状态。块度范围5 - 15 mm的碳还原剂（焦炭）通过喷嘴和给料一道给入进行闪速焙烧冶炼。在反应塔底部，氧化物熔体温度下降（火焰体），工艺冶炼烟气大约1300-1400。如果需要的话，可以通过改变给料中碳燃料（煤）含量和给料鼓氧单位消耗量来调节火焰温度。取决于冶炼方法（造或不造冰铜）的给料脱硫也可以通过改变氧消耗来控制。尽管火焰温度高，反应塔烟尘，包括硫化铅、氧化铅的挥发总量相对较低，大约是给料重量的78。这是取决于在闪速熔炼阶段铅挥发性化合物停留时间短。闪速熔炼中相对低的烟灰损失导致铅高程度进入到给料焙烧冶炼产品：氧化物熔体和冰铜，如果给料中的铜含量需要造冰铜冶炼，由于PbS和PbO之间的反应也会形成一定量的金属铅。然而，在火焰中存在充裕氧气的条件下，大部分金属铅能够被氧化，充裕的氧气需要支持投料中硫化物和碳组分高的燃烧率。通过喷嘴和给料一起投入的焦炭被用来作为氧化物熔体的还原剂。粒径范围5- 15 mm的焦炭块通过火焰被加热到超过着火温度，然而还不能明显燃烧。加热后的焦炭颗粒落到火焰下的渣池表面形成一层多孔的碳物料 “焦滤层”(100-150 mm厚)。如果块度小于5mm，大部分的焦炭在火焰中会着火燃烧，而且超过15mm的块度在火焰中不能够被加热到足够的温度，这会导致“焦滤层”中氧化物熔体回收效率损失。在闪速焙烧冶炼中形成的弥散氧化物熔体以连续的小滴状进入“焦滤层”，并且当熔体穿透“焦滤层”时，进行选择性的碳热还原。在氧化物熔体在“焦滤层”还原过程中，大部分铅转移进入粗铅中，锌保留在渣中，铜（视冶炼方法）进入粗铅（不造冰铜冶炼）被除去，或者分配在粗铅和冰铜中（造冰铜冶炼）。贵金属（金，银）、锑和铋在粗铅中富集。通过和给料一起从喷嘴连续补充“焦滤层”中碳还原剂的消耗。冶炼方法（造或者不造冰铜）的选择取决于原料中的铜铅比。当原料中铜铅比小于0.030.04时。不造冰铜冶炼是合适的，当铜铅比更高时，造冰铜冶炼是合适的。冶炼产物，粗铅、渣和冰铜从浸没在渣面内的隔墙下从熔炼区域流到基夫赛特炉电热区。因为比重不同，在电热区内发生冶炼产物液相沉降分离。为了从渣中除去部分锌，将焦炭（推荐块度范围20-30 mm）加进炉子的电热区内。来自反应塔的高二氧化硫浓度含尘烟气在废热锅炉里冷却并且进入电收尘净化，一定量的沉积烟尘连续从电收尘器内返回到给料冶炼段。在电收尘末电场收集的一些烟尘，积累了高挥发性元素组分，如氯、氟、镉以及一些稀有金属。为了避免氟、氯在循环中的积累，电收尘末电场的烟尘要从循环中开路进行有害杂质的利用和有价金属的回收。含氧气体（空气、氧空气混合物或者工艺氧）被喷入上升烟道底部区域用于一氧化碳二次燃烧，一氧化碳存在于氧化物熔体在“焦滤层”内还原的气体中。含氧气体量根据冶炼方法的不同，大约760-1250 Nm3/h氧气量。炉子电热区烟气进入废热锅炉进行二次燃烧和冷却，然后进入布袋收尘器内净化。在布袋收尘器内收集的炉子电热区锌尘去锌生产系统。从炉子电热区排出的冶炼产物去向：粗铅 去精炼，含锌1214的炉渣 去烟化，还有冰铜 送铜厂处理。3 基础工艺技术参数表8列出了江铜含铅原料造冰铜和不造冰铜基夫赛特炉操作基础工艺参数。表8 基础工艺技术参数序号参数描述单位冶炼参数不造冰铜造冰铜1.精炼铅产量t/a100 000100 0002.精炼铅与粗铅比率%97973.冶炼投料量：th- 铅精矿A23.97- 铅精矿B-25.14- 锌系统锌渣10.0010.00- 锌系统铅渣2.382.38- 铜厂硫酸铅泥0.320.32- 铅精炼銅浮渣-1.66- 铅精炼氧化渣0.150.15- 废水中和渣0.250.25总计：原料37.0739.90- 石灰石4.584.73- 石英砂3.023.22-煤（燃料）3.803.57总计：给料48.4751.414.煤粒度mm0.2 (100%)0.2 (100%)5.给料粒度mm1.0 (100%)1.0 (100%)6.干矿水份% 1.0 1.07. 基夫赛特炉数量118.炉子运行方式日/年小时/日33024330249.基夫赛特炉投料能力：t/ht/day48.511164.251.721241.310.单位投料能力：- 反应塔- 电炉t/m2day46.521.249.422.411.工艺氧氧浓度%9812.工艺氧压bar2-2.513.喷嘴工艺氧消耗按纯氧Nm3/hNm3/t 投料Nm3/hNm3/t 投料10773222.310557 1217.810432202.910224 1198.914.烟气二次燃烧空气量消耗：- 反应塔- 电炉Nm3/h362738125945382112表 8 （续）基础工艺技术参数序号参数说明单位冶炼参数不造冰铜造冰铜15.反应塔焦炭块度mm5-15 (90%)5-15 (90%)16.反应塔焦炭用量kg/hkg/t 投料144029.7145028.217.电炉焦炭块度mm20-30 (90%)20-30 (90%)18.电炉焦炭用量kg/hkg/t 投料2404.952404.6719.电炉功率输入：- 通常，按计算- 最大MW6.78.57.18.520.电极电能消耗：-通常，按计算- 最大kWh/t 投料137.9175.4138.5165.321.电极消耗kg/hkg/t 投料87.21.892.51.822.水套水用量m3/h2000-2400 223.进入水套水压，包括放铅口水套bar5 210 224.反应塔负压电炉负压Pa10-3010-3010-3010-3025.反应塔温度1350-14001300-135026.电炉炉顶下温度850-900850-90027.排出温度：-粗铅-冰铜- 渣700-800-1250-1300650-7501050-11501250-130028.冶炼产物产量：- 粗铅-冰铜- 渣- 电炉烟尘- 从循环中开路的烟尘t/h13.56-21.181.580.4513.571.8221.621.620.4629.上升烟道二氧化硫烟气量Nm3/hNm3/t 投料19599404.421000408.530.冶炼二氧化硫烟气温度：- 废热锅炉入口- 废热锅炉出口1300350-3801200350-38031.冶炼二氧化硫烟气含尘量：- 废热锅炉入口- 废热锅炉出口g/Nm3456-570173-198456-570171-19632.电收尘器入口烟尘量t/h% from charge3.39-3.887-83.60-4.117-8表 8 （续）基础工艺技术参数序号参数说明单位冶炼参数不造冰铜造冰铜33.冶炼二氧化硫烟气组成：SO2CO2H2OO2N2COSO3AsClFHg体积百分比mg/Nm3mg/Nm3mg/Nm3mg/Nm320.9638.2215.335.0020.240.230.02176.357.338.11.519.5534.6514.064.0027.440.280.02215.056.035.81.534.循环烟尘成份：PbZnCuFeCaOSiO2SAsSnCdClF重量45.09.40.342.171.21.948.070.650.221.580.920.8535.从系统中开路的烟尘成份：PbZnCuFeCaOSiO2Al2O3SAsSbSnBiCdClFInAuAgHg重量g/tg/tg/tg/t38.08.510.301.931.081.740.178.092.00.020.020.014.842.842.611312.61.0502.12.77表 8 （续）基础工艺技术参数序号参数说明单位冶炼参数不造冰铜造冰铜36.电极密封氮气用量Nm3/h2640-330037.供给管路氮气压力bar3.0-3.538.二次燃烧后电炉烟气参数：- 温度- 含尘量g/Nm3950-1050214-2611000-1100219-26739.复燃后电炉烟气量Nm3/hNm3/t 给料6059-7379124.9-152.26075-7394117.4-143.840.复燃后电炉烟气成份：CO2CON2O2H2O体积百分比6.63-8.070.14-0.1685.54-84.677.54-6.890.17-0.206.74-8.220.14-0.1785.47-84.587.48-6.820.17-0.2041.电炉锌烟尘量t/h% 占投料百分比1.583.261.623.1542.预计的锌烟尘组成：PbZnCuFeCaOSiO2Al2O3StotAsSbBiSnCdFClInAuAg质量g/tg/tg/t26.048.00.10.320.110.180.042.460.590.20.020.180.720.30.22000.350.2注：1 - 当停止鼓空气进入上升烟道进行“焦滤层”一氧化碳二次燃烧情况下，冶炼二氧化硫烟气，建议增加喷嘴可能纯氧量到11500 Nm3/h。2 - 水套冷却系统的用水量和水压参数要由基夫赛特炉设计单位确认和认可。226 基夫赛特炉设计建议推荐建造的基夫赛特炉，从江铜设计原料中产出精铅产品100 000t/a。基夫赛特炉设备图见图2.2所示。为被许可方推荐的基夫赛特炉内部基本尺寸如图5.1所示。6.1 基夫赛特炉建筑特点基夫赛特炉是一个包括反应塔、上升烟道和电炉的矩形组合体，它们被由水冷元件制成的隔墙在气相中分开。氧料混合物在燃烧过程中形成竖直火焰，在火焰下的熔池表面形成多孔的还原剂过滤床（“焦碳层”）的碳物料块通过安装在反应塔顶的精矿喷嘴加入炉中。推荐的基夫赛特炉在反应塔正方形炉顶安装有4个能力1215t/h的直接喷射型投料喷嘴。安装4个烧嘴有助于火焰均匀分散在所有的“焦滤层”表面，并且保持它的单位产能在工业生产证明了的46-50 t投料/m2天的范围之内。反应塔和电炉之间的隔墙要浸没在渣熔池内。推荐的隔墙下缘和熔池熔体最高液面之间的距离为250mm（即隔墙最大浸没在渣熔池熔体层）。反应塔和上升烟道也被水冷隔墙分开，它包含它们的墙壁，它位于最大熔池面上方900mm（见图5.1）.为了使一氧化碳在冶炼部分工艺烟气中燃烧以及安全处理含有高含量粉煤的投料，建议在上升烟道侧墙距炉底中心线2800mm安装4个风口用来供给含氧空气（空气，氧气空气混合物或者工艺氧）。建议提供同时使用一对位于炉墙的相对面，中心线不对称的风口的可能性。上升烟道烟气二次燃烧用的鼓风系统要能提供纯氧量760 1250 Nm3/h的含氧空气。在反应塔侧墙整个高度上要有通道口或其它设施用于火焰熔体取样和温度检测。反应塔顶和这些口子中心的距离为2500, 4400和 6000 mm。非常接近液体熔池表面的底部通道口的设计，要能提供“焦滤层”取样，测量它的厚度及温度。29图5.1 基夫赛特炉尺寸结构图40705200330018001650280041001700最低渣液面2200140022001400407000900500029002800280025001100050004000Air10508501900渣8900冰铜900粗铅850 最高铅液面1050最大冰铜面1900 最大渣液面30为了提高火焰区在线温度控制的可能性，建议在炉子设计中提供一些可以在给料进入喷嘴之前直接把额外粉煤加入投料的设施。基夫赛特炉包括附属电炉矩形，在最小的气压下操作。建议在电炉上安装3根位于一条直线的900mm石墨电极。在检查过的江铜设计原料造冰铜和不造冰铜冶炼方法中，计算的输入熔体电功率是6.7-7.1 MW。建议提供最大电功率8.5 MW用于炉中熔池形成和粘接的消除。推荐电炉变压器低压側相电压控制范围为75175V（运行中）, 控制档不超过10V.在电炉顶端部要有用于排出含尘工艺烟气的孔洞。从冶炼区数第一和第二根电极之间（或者第二和第三 取决于设计方案）要有一个用来向电炉加入焦炭和其它工艺物料（水淬渣，熔剂及其它）的加料口。焦炭和别的工艺物料可以加进电炉来从渣中除去一部分锌，可以调整它的成份，以及需要的话，在基夫赛特炉开炉时形成液体熔池。在工艺烟气排出口附近，在电炉端墙上要设置一个孔洞用于控制空气吸入二次燃烧电炉烟气中的锌尘和一氧化碳。以下列出所有基夫赛特炉主要部件和单元的建议内部尺寸。6.2 推荐的基夫赛特炉内部尺寸反应塔距最高熔池面高度 - 7.0 m;炉子宽度 - 5.0 m;上升烟道截面积 - 5 4 = 20 m2;上升烟道距最高熔池面高度 - 3.3 m; 投料喷嘴个数 - 4;反应塔截面积 - 5 5 = 25 m2;电炉截面积 - 5 11 = 55 m2;电炉距最高熔池面高度 -2.2 m.反应塔和电炉之间的隔墙下端浸没在渣熔体内，比最高渣液面低250mm;分隔反应塔和上升烟道的隔墙下端比最高渣液面高900mm。6.3 推荐的冶炼熔体液面液体熔池面从炉底中心线测量。最大熔池面 - 1900 mm最高渣液面 - 1900 mm最低渣液面 - 1700 mm最高冰铜面 - 1050 mm最高铅液面 - 850 mm最低铅液面 - 750 mm6.4 冶炼熔体产物排放口在一些水冷元件上要有用于从炉中将粗铅和渣以及需要时排放冰铜的分批排放口。建议设置：- 四个直径为4050mm出钱排出口（视排放方法），位于电炉侧墙，从反应塔侧起第一和第二电极之间，离炉底中心线750mm。- 两个直径不小于70mm的放渣口，位于电炉端墙，距炉底中心线1700mm。- 两个直径40mm的冰铜排放口，位于电炉侧墙，距炉床900mm, 从反应塔侧起第二和第三电极之间。在电炉端墙炉底直接上方设计一个70mm“零”排放口，用于彻底排空熔体是合理的。6.5 基夫赛特炉概况图带尺寸和位置的基夫赛特炉所有上述部件和单元的概况图如图5.1所示。它仅仅包括炉子工艺部分，不包括额外空间，它取决于在反应塔和上升烟道安装这些隔墙和水冷元件所选择的设计方案。在反应塔和电炉之间以及反应塔和上升烟道之间的隔墙安装设计方案推荐采用“Cominco”单元设计模式。8 工艺控制和自动化8.1 工艺控制工艺控制包括工艺重要技术参数测量结果的检测、显示和图表化。所有的控制工艺参数分成两种类型：- 自动控制- 操作员参与控制自动控制参数清单如表20所示。表 20 基夫赛特炉自动控制工艺参数序号参数描述单位变化范围测量精度 测量点数量温度包括：1.火焰区域oC0 - 16002.06（反应塔侧墙整个高度每边3个）2.上升烟道出口工艺烟气oC0 - 15002.013.废热锅炉对流部入口工艺烟气oC0 - 12001.014.电收尘前工艺烟气oC0 - 6001.015.电收尘后工艺烟气oC0 - 4001.016.炉底oC0 - 5001.09（上升烟道、反应塔和浸没隔墙部分各2个，电炉电极下3个）7.电炉顶下oC0 -12002.028.电炉废热锅炉入口工艺烟气oC0 - 13001.019.冷却水套系统入口水oC0 - 1001.0设计时确定10.每块水套或水套铜块水出口oC0 - 1001.0设计时确定11.炉底冷却风oC-10 - +701.0112.炉底冷却后风oC-10 - +2001.01负压：13.反应塔顶下Pa-500 - +5001.0114.上升烟道出口Pa-500 - +5001.01表 20 （续）基夫赛特炉自动控制工艺参数序号参数描述单位变化范围测量精度, %检测点数量负压：15.废热锅炉对流部入口Pa-500 - +5001.0116.电收尘前Pa-500 - +5001.0117.电收尘后Pa-500 - +5001.0118.电炉炉顶下Pa-500 - +5002.0119.电炉废热锅炉入口Pa-500 - +5001.01消耗量包括：16.冶炼给料t/h0-201.04(每个喷嘴1个)17.反应塔焦炭t/h0-21.04(每个喷嘴1个)18.调节火焰区加热参数用煤t/h0-0.11.04(每个喷嘴1个)19.渣还原焦炭t/h0-0.51.0120.喷嘴工艺氧Nm3/h0-40001.04(每个喷嘴1个)21.焦滤层气体二次燃烧用风Nm3/h0-50001.02（每侧墙1个）22.电极密封工艺氮气Nm3/h0-15001.03（每根电极1个）23.炉底冷却风Nm3/h设计时确定1.0设计时确定24.炉子冷却系统每块水套或水套铜块水量m3/h设计时确定1.0设计时确定压力：25.工艺氧bar0-31.0126.工艺氮气bar0-51.01浓度：27.工艺氧中氧气体积0-1001.0128.电收尘后工艺烟气中NOx体积0-0.21.0129.二次燃烧后电炉烟气中CO体积0-15.01电气参数：30.电极电压V0-2500.53（每根电极1个）31.电极电流kA0-401.03（每根电极1个）32.电炉电极夹持器厢垂直移动mm0-30001.03（每根电极1个）操作人员帮助下的参数控制如表 21 所示。表 21 在操作人员参与下的基夫赛特炉控制工艺参数序号参数描述单位变化范围测量精度，检测点数量1.电收尘入口冶炼工艺烟气量Nm3/h0-300001.012.二次燃烧后电炉工艺烟气量Nm3/h0-100001.013.电收尘入口冶炼工艺烟气含尘量g/Nm30-5001014.二次燃烧后冶炼工艺烟气含尘量g/Nm30-5001015.冶炼循环烟尘量t/d0-1001016.从冶炼部分开路的烟尘量t/d0-151.017.烟尘量t/d0-602.015.物料中Pb, Zn, Cu, As, Sb, S, Sn, Cd, Bi, Au (g/t), Ag (g/t), In (g/t), Fe, SiO2, CaO, Al2O3, C, F, Cl, Hg (g/t)量的化学组成：- 给料- 冶炼循环烟尘- 冶炼开路烟尘- 铅、渣和冰铜- 锌尘质量 %0-400-600-600-980-601.01.01.02.01.0111318.2 工艺自动化工艺自动化系统要能满足以下基本功能：- 信息化，即：来自变送器（传感器）的原始信息的采集、显示和图表化和手动控制终端站；以及与外部设备的信息交换。- 控制，即：使用标准和专用控制原理进行工艺参数自动调节。工艺自动化的现代化系统依靠基于硬件组成的微处理器来实现，它的硬件和算法分离的控制和信息化功能进入各子系统，它使用带标准电流输出的基层传感器平台的。连同，建议使用：在信息子系统中：- 用于将信号从传感器传到初始信心服务系统的一些工业接口标准（如：RS485）的带电流输入和电流输出多通道智能测量单元，它配备有专用软件（如：SCADA系统组件）；- 装配有专用软件（如：相同SCADA系统组件）的IBM兼容机作为操作工作站。在控制子系统中：- 工艺参数控制回路为实现各个独立自动控制系统（ACS）用于控制驱动设备电机的所有设备控制器（变频器、称重计量装置）。- 用于建立工艺参数控制回路驱动设备电机专用控制调节和工艺参数交互控制的通用型可编程控制器表 22 列出了基本基夫赛特炉工艺参数就地自动控制回路表 24 基本工艺参数自动控制回路序号控制回路名称1.喷嘴投料量2.反应塔（喷嘴）焦炭用量3.电炉焦炭用量4.火焰温度通过粉煤在线给入反应塔并同步调整给料中的粉煤量5.通过喷嘴工艺氧用量控制电收尘后冶炼工艺烟气NOx 含量6.反应塔顶下负压7.电炉顶下负压8.输入熔体电功率9. 电炉电极浸没进熔体409 工艺安全需求在空气中以气溶胶状态存在的铅及其化合物是有害的生产属性。经常不戴口罩工作会导致铅气溶胶通过呼吸系统进入人体并引起神经系统、血管及血液病变。在基夫赛特炉现场工作，必须要实行正确的个人卫生并使用个人防护和预防措施。工人加强吸排通风和实行正确的个人卫生可以预防基夫赛特炉操作人员职业病。干燥的给料会产生粉尘。当数量较大的这种粉尘进入大气时，慢慢沉淀出烟尘“云”形式。为了控制基夫赛特炉现场工作环境空气中的含尘，必须在所有给料和工艺烟尘加料部分配置吸风设施。干燥且不粘结的物料要在压力设备或者粉尘泄漏进入操作现场空气在允许的卫生标准限度内的设备里传输。熔体（粗铅、冰铜和渣）和冷的湿表面以及水接触会产生爆破声或爆炸，这会导致熔体强烈喷溅；这是造成人员热伤害事故的原因，另外也会损坏工艺设备（水套、溜槽、操作平台及其它设备）。因此，与熔体接触的工器具以及所有基夫赛特炉现场设备都要干燥和加热。大量的熔体以及它们在开口的包子被小车和浇铸行车转运也是很危险的，并要遵守起重机械安全操作规程、运输操作手册以及操作工设备和工作条例。基夫赛特炉现场操作工移动和旋转设备和电气设备有潜在危险。因此，机械电气设备都要有照明，合适的喷漆或安全护栏，所有的电气设备金属部件都要有安全接地。只有穿戴好不会破损的特殊工作服及使用个人安全设施才允许在炉子上工作和停留。基夫赛特炉运行期间，二氧化硫和一氧化碳都是有毒有害气体。设备的密封和炉子冶炼区域、烟气除尘系统以及烟气系统必需的负压水平可以避免在炉子冶炼部分生成的二氧化硫烟气泄漏。基夫赛特炉冶炼部分和电炉的工艺技术会伴有金属氧化物还原生成的一氧化碳（无色无味），它对人体相当有害。另外，空气中和烟气系统（烟气管道、废热锅炉和电收尘）内一定浓度的一氧化碳会导致危险和爆炸性混合物的形成。为了防止一氧化碳泄漏到操作场所空气中以及它在烟气系统内的积累，必须经常检查炉子密封并仔细遵守工艺规程中有关炉子各部位负压、温度和汽气相二次燃烧的鼓风。烟尘系统的堵塞或者吸风设备（排风机）的停机会导致一氧化碳泄漏到工作场所的空气中。因此，操作工必须每班至少一次直接参与检查烟气系统和吸风设备。反应塔和电炉炉顶下负压要不少于10Pa.为了控制工作场所空气中和烟气系统系统内的一氧化碳，必须安装带一氧化碳危险浓度报警系统的合适传感器。为了消除冶炼产品（铅、冰铜和渣）排出过程中烟气从炉子工作场所泄漏进空气，排出设备要配备吸风设施，操作工要保持它的干净并工作正常。排风系统故障时工艺设备禁止使用。在冶金设备运行时，炉子的热表面，烟气管道