氧气底吹炼铅新工艺概况

氧气底吹炼铅新工艺技术优点技术的先进性氧气底吹熔炼 鼓风炉还原炼铅法是一种熔池熔炼新工艺，优点如下：（1）富氧空气鼓入熔池中，熔体被搅动，使连续加入熔池的物料迅速完成冶炼过程，传热、传质效率高，在不加入任何燃料的前提下，能实行自热熔炼；（2）底吹炉密闭性能好，炉气SO2浓度高且稳定，无烟气外溢，解决了烧结锅法生产过程中产生的低浓度SO2烟气和烟尘对环境造成污染的不良现状，充分有效地回收利用了SO2生产硫酸；（3）由于底吹炉属熔池熔炼，炉内脱硫充分，高铅渣含硫低，解决了鼓风炉还原后排出的气体SO2污染问题；（4）该工艺机械化、自动化程度高，克服了其它炼铅法所带来的工人劳动强度大等问题，作业环境优雅，实行了清洁文明生产；（5）原料适应性广，能直接处理硫化矿，同时可以处理各种废铅物料及再生料；（6）原料制备简单，入炉粒料含水5—7%，无需深度干燥，由于采用湿料运输和制备，所以车间防尘设施简化；（7）底吹熔炼炉单位生产能力高，氧的利用率高，能耗低，单位成本大大降低。2、技术的成熟、可靠性本企业新建的氧气底吹炼铅新工艺产业化示范项目一次性投料生产的成果和各项经济技术指标达到并超过了设计指标的事实，证明了该工艺技术是成熟的，产业化生产时可靠的。(1)作业率经过8个月的试生产，经测算作业率达90%以上。主要停炉时间是更换氧枪，氧气底吹炉中设有4支氧枪，均由氮气和水保护，喷雾冷却效果好，氧枪平均使用寿命已达50天以上，最长时间57天。更换氧枪时间较短，一般在2—3小时，炉衬使用至今，仍完好无损。（2）工艺过程控制通过试生产,操作工已熟练掌握操作技能和工艺条件的控制,主要运用DCS系统对各运转设备及数据监测、观察、分析与处理，同时对氧气底吹炉加料口、放铅口、放渣口及余热锅炉加强管理，熟练掌握了氧枪检查与更换。目技术内容项“氧气底吹熔炼—鼓风炉还原”炼铅新工艺是由氧气底吹熔炼铅精矿和鼓风炉还原高铅渣，烟气经除尘回收SO2制酸以及制O2、N2系统四大部分组成，其核心技术是氧气底吹熔炼。由于该项目属易地新建，因此新建设施如下：原料配料系统氧气底吹熔炼系统（含余热锅炉收尘）氧气站鼓风炉还原系统（含收尘）硫酸系统（含污水处理）供配电、给排水等辅助设施氧气底吹熔炼车间车间生产工艺流程氧气底吹熔炼车间生产工艺流程图氧气底吹熔炼炉1#粒料仓2#粒料仓仓仓圆盘制粒配料粉煤(焦粉)石英石石灰石铅精砂铅烟尘氧气底吹熔炼炉1#粒料仓2#粒料仓仓仓圆盘制粒配料O2、N2、H2O高铅渣粗铅烟气收尘铸锭收尘铸锭 送电解车间高铅渣块 烟气烟尘送鼓风炉 送硫酸工段2、工艺流程技术述评新建的原料库装有六个料仓用以储存铅精砂、石英石、石灰石、粉煤等原料，这些原料通过料仓下的申克秤按指令量配料后，通过皮带输送机送至圆盘制粒机制粒，再由皮带机输送至粒料仓，设有2个粒料仓，各配一台申克秤，再按指定加料量由移动式皮带机送入氧气底吹熔炼炉，加料系统由DCS系统控制。在氧气底吹熔炼炉的两端分别产出粗铅和高铅渣，粗铅铸成铅锭，送至电解车间，高铅渣由铸渣机铸成渣块后进入鼓风炉系统进行还原熔炼。氧气底吹熔炼炉产出的烟气经过余热锅炉、电收尘器降温除尘后烟气含尘＜350mg/Nm3,送至硫酸系统制酸，烟尘返回配料使用。收尘、降温的特点：（1）氧气底吹熔炼炉竖直烟道采用的是膜壁式余热锅炉结构，增设了机械震打装置，减少了人工清灰作业量，保证了烟道的畅通，密封性好保持炉内负压操作；（2）余热锅炉的汽化冷却将烟气温度由1150℃降至330（3）电除尘采用大极板变间距，八室四电场结构，使出口烟气含尘＜350mg/Nm3,为制酸提供了良好条件。3、主要设备的运行状况及技术性能试生产8个月以来，设备一直运行良好。主要设备规格及性能参数序号设备名称规格、性能数量鉴定、结果备注1抓斗桥式起重机Q=5tV=1m3L=13.5mH=12m1劳动局已鉴定原料库房2定量给料机ICS-DT-III-08-133已校定合格后使用3定量给料机ICS-DT-III-08-1.53已校定合格后使用41#胶带输送机B=800L=31m1开炉前三次调试，合格52#胶带输送机B=8001开炉前三次调试，合格6圆盘制粒机φ4000×500Q=17t/h1来人指导调试鉴定73#胶带输送机B=8001三次调试合格后用8定量给料机DEL0827V2型2已鉴定，实际称量94#胶带机B=8001壳体验证后砌内衬按程序操作10氧气底吹熔炼炉φ3500×115001三次调试合格后用111#埋刮板输送机RMSM32L=29.42mQ=15t/h1三次调试合格后用余热锅炉房122#埋刮板输送机RMSM32L=11.8mQ=15t/h1三次调试合格后用收尘灰133#埋刮板输送机RMSM32L=14.4mQ=15t/h1三次调试合格后用收尘灰144#埋刮板输送机RMSM32L=34.4mQ=315t/h1三次调试合格后用电除尘下面15链斗式提升机NBC280IIL=25mQ=15t/h1三次调试合格后用输送烟尘16余热锅炉Q汽=8.5t/hP=4.0MP劳动局已鉴定17电除尘F=34m2f=3300m2自行设计、制作安装、空试合格，现使用良好18双梁桥式起重机Q=20tL=13.5m19铸渣机B1450×L64000自行设计安装已调试4、主要设备技术述评氧气底吹熔炼炉由北京有色研究院征求本企业的意见，根据工艺特点和处理的物料量，确定了该炉型尺寸和结构。它是一台卧式可以转动90°的反应器，炉长11.5m，外径3.8m，两端面分别设有一个出渣口和一个虹吸式出铅口，底部装有4支氧枪，顶部设有两个加料口和一个烟尘口，烟尘从该口排出经过余热锅炉降温和高压电收尘器收尘，烟尘返回配料，除尘后的烟气送至硫酸系统制酸。该炉的炉外壳用16MnRδ=50mm厚钢板卷制，本企业对此炉体卷制后要求制作单位进行了热应力处理，以防止炉内衬的热膨胀而造成炉外壳的损伤，炉内衬的铬镁耐火砖，将设计的砖含Cr量由16%提升到20%，大大地延长了炉子的使用寿命。多元槽型比例分布式氧枪。鉴于水口山半工业试验中出现氧枪寿命短的问题（几小时—7天），本企业对其材质进行了认真研讨，改进后的氧枪为四元环室槽型气路喷枪，材质为特种不锈钢并作特殊处理以氮气和水作为保护载体，在操作过程中，O2、N2、H2O由氧枪的结构而自行比例控制，因此使用寿命大大提高；最长使用时间为57天，平均使用寿命为50天以上。余热锅炉。为考虑该系统生产正常后的增产和扩大，要求北京有色研究院将余热锅炉按8.5吨的锅炉设计，现实际将能满足年产10万吨粗铅的生产能力。它采用强制循环全膜式水冷壁结构，并装有震打装置，有效减少烟尘粘结，除去大部分铅尘，具有良好的气密性，并且运用微机自动化系统操作，能及时适当地调整余热锅炉出口烟气的温度。余热锅炉安装在氧气底吹熔炼炉主厂房的顶部，一端通过直升烟道与底吹炉的烟尘口相联，另一端设有柔性膨胀节与高压电除尘相接，大大地缩短了装配线路，即节约了资金，又避免了由于管道过长而造成烟尘粘结堵塞的现象。八室四场电除尘。针对氧气底吹炼铅过程烟尘较多，烟尘粒度细小，粘性大，比电阻大等特点，本企业在消化吸收国内外电收尘器设计制造的基础上，通过对国内大型除尘器专业厂家的考察论证，大胆改进，自行设计、制造。电除尘器极板间距为宽间距，其阴极线为螺旋高校型，是极板上电流密度分布趋于均匀，提高了操作电压，即增强了极板表面附近的电场强度，提高了有效地驱极速度，阴阳极双面间隙震打，克服了阴阳极积灰的现象，充分发挥了阴阳极的电场作用，防止了烟尘的二次飞扬，有效地将高温四个电场改进为4套电源控制的8个电场，从而增加了电场的有效长度。又通过增加集尘面积，确保了收尘效率，另外集尘灰斗下加密闭刮板机输送，密闭性能好，避免冷气进入电除尘造成壳体的腐蚀和烟尘的二次飞扬。电仪控制。对铅精矿、粉煤、铅烟尘和混合料有皮带申克秤和螺旋计量秤进行脊梁；熔炼炉内设有一个测温点和一个测压点；氧枪的氧气、氮气、水有流量及压力指示并可指令定量控制；水冷烟道及电收尘进出口都有流量和压力、温度指示；电收尘器顶部保温箱及震打气封装置设有温度控制，8个灰斗仓由上限料位报警，底吹炉转动通过直流电源触点操作，系统主体由DCS系统控制。5、氧气底吹熔炼炉技术经济指标序号项目单位目标备注1年产粗铅量t/a61507粗铅品位%97.55粗铅含Pb量t/a600002年处理混合料铅精矿量t/a115520回收率98%精矿含Pb品位%533一次粗铅产量t/a29944一次铅产出率%47.714铅氧化渣产出量t/a71571铅氧化渣产出率%62铅氧化渣含Pb品位%455工业氧气消耗指标Nm3/t150铅精矿6年工作日天3307系统阻力Pa~-12烟尘率%10~12脱硫率%99制氧站氧气底吹熔炼所需的氧气、氮气、由制氧站供给。制氧站运用目前较先进的深冷式空分制氧技术，本企业选用了河南开封空分集团有限公司设计制造的空分设备。空分设备采用了国空气过滤压缩纯化预冷膨胀分馏家机械部标准以及开封空分集团的内控标准。压力容器接受了劳动部安全鉴定。空气过滤压缩纯化预冷膨胀分馏底吹炉O2底吹炉O2、N2压缩分离1、制氧技术工艺流程简述 此流程利用了沸面分子筛（又称UOP）选择性吸附空气中氮气和吸附氮气的能力随氮气分压提高而增大的特性，通过变更吸附操作压力，实现较高压力下吸附、降低压力解析，达到分离空气中的氮和氧的目的。原料空气由吸入塔吸入，经过滤器除去灰尘和机械杂质，在离心空压机组内压缩至0.65MP，经空气冷却塔被常温水及冷却水所冷却、洗涤，被冷却至15℃。空气中的冷凝水被分离后，进入分子筛吸附器，以吸附清除H2O、CO2和部分C2H。分子筛被净化的空气进入分馏塔，经主换热器与返流的污氮、氧、氮进行热交换，冷却后一小部分液化。汽、液混合的空气进入下塔进行精馏，在塔顶得到的99.9%氮进入主冷，氮气与上塔底部的液氮换热，液氧蒸发，氮气被冷凝。一部分液氮回下塔作为回流液，部分液氮经过冷节流后，进上塔顶部喷淋，下塔釜液是36%O2液空，经过冷却后进入上塔中部参加精馏。从主换热器中部和冷端抽出两股空气混合后进入透平膨胀机绝热膨胀，产生设备运转时所需大部分冷量，膨胀后空气经热虹吸换热器清除部分过热度后进入上塔中部参加精馏。在上塔底部获得纯度为99.6%的液氧，液氧再进入主冷凝蒸发器，在冷凝蒸发器中，液氧被蒸发，然后经主换热器复热去压氧系统加压后供氧气底吹炉使用。上塔顶部获得纯度为99.9%的产品氮气，经过冷器、主换热器复热去压氮系统加压后供底吹炉使用。上塔上部的污氮经复热后一部分去分子筛吸附用，一部分去预冷系统中水冷却塔冷却水。（三）硫酸系统氧气底吹熔炼炉烟气制酸系统属本企业自行设计、制造和安装。硫酸生产为绝热增湿稀酸封闭洗涤净化、两转两吸加尾吸吸收工艺流程；污水处理采用硫化、中和、三级底沉淀封闭循环处理的工艺流程。整个制酸系统设计能力达到8万吨/年，可与底吹炉生产能力匹配，各项技术指标都达到设计要求，其尾气SO2浓度测定≤120PPm，完全达标排放。1、工艺流程简示2、工艺流程叙述A、净化工段经余热锅炉、电收尘器降温除尘后的底吹炉烟气依次进入净化工段的高效雾化洗涤器、泡沫塔（填料塔）与喷淋稀酸逆流接触，再经电除雾除去烟气中的尘、SO3及有害物质，并将烟气温度冷却到45℃以下，再进入干吸工段。净化采用稀酸洗涤，烟气中的尘、SO3及有害物质绝大部分被清除进入洗涤稀酸中，经沉降槽沉降，底流排污，考虑到烟气中SO2浓度稳定和污酸的脱吸，B、干吸工段从净化工段来的烟气经干燥塔93%硫酸喷淋后，由SO2主风机送入一次转化。一次转化后的烟气送一吸塔用98%硫酸喷淋后吸收其中的SO3。出一吸塔烟气经二次转化后送二吸塔用98%硫酸喷淋吸收，尾气经过Ca(OH)2喷淋吸收尘、SO2、SO3后，尾气从烟囱中达标排放。干燥塔、一吸塔、二吸塔各自设有浓硫酸循环系统。出塔酸经循环槽酸泵，管壳式阳极保护浓酸冷却器后返回塔内喷淋，为维持酸循环槽的酸浓度，各循环槽相互串酸并在吸收循环槽中补充新水。在生产过程中，分别从干燥循环槽和吸收循环槽中引出一