閃速熔煉系統(tǒng)As、Sb、Bi、Pb的走向分布

鄭春到， 林東和

(江西銅業(yè)集團(tuán)貴溪冶煉廠, 江西 貴溪 335424)

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閃速熔煉系統(tǒng)As、Sb、Bi、Pb的走向分布

鄭春到， 林東和

(江西銅業(yè)集團(tuán)貴溪冶煉廠, 江西 貴溪 335424)

對銅精礦閃速熔煉過程中As、Sb、Bi、Pb的走向分布進(jìn)行研究，分析造成閃速爐煙塵發(fā)生率高的主要原因，探索降低煙塵發(fā)生率的有效途徑。

高雜質(zhì)銅精礦； 煙塵率； 砷： 銻； 鉍； 鉛； 分布

1 系統(tǒng)概況

江西銅業(yè)集團(tuán)貴溪冶煉廠采用奧托昆普閃速熔煉工藝處理高雜質(zhì)復(fù)雜銅精礦，煙塵發(fā)生率高，一系統(tǒng)為8%左右，二系統(tǒng)為10%左右，尤其是As、Sb、Bi、Pb等雜質(zhì)對爐況造成不利影響，直接影響著閃速熔煉的正常生產(chǎn)。

閃速爐生產(chǎn)系統(tǒng)的煙塵由三部分構(gòu)成，A煙塵為閃速爐電收塵器(FFEP)、沉降室以及氣流干燥電收塵(DREP)所捕集的煙塵；B煙塵為閃速爐鍋爐(FFB)煙塵中較細(xì)被氣流輸送的煙塵；C煙塵為閃速爐鍋爐及轉(zhuǎn)爐鍋爐(CFB)產(chǎn)出的塊狀煙塵經(jīng)破碎篩分后的細(xì)煙塵(小于5目)。兩生產(chǎn)系統(tǒng)的煙塵構(gòu)成見表1和表2。

表1 一系統(tǒng)煙塵構(gòu)成 %

表2 二系統(tǒng)煙塵構(gòu)成 %

由表1及表2可知，這些煙塵中閃速爐電收塵煙塵及閃速爐鍋爐細(xì)煙塵所占比例很大，一系統(tǒng)為64%，二系統(tǒng)占74.5%。正常情況下，A煙塵直接返煙塵輸送系統(tǒng)；而B、C煙塵通過氣流輸送進(jìn)入煙灰倉，但當(dāng)系統(tǒng)中斷運(yùn)行時則送往備料車間。

閃速爐產(chǎn)生的爐渣，選礦后渣精礦返閃速熔煉，砷、銻、鉍、鉛等雜質(zhì)一部分隨渣精礦返回主系統(tǒng)，大部分雜質(zhì)隨選礦尾渣及白煙塵、鉛泥、電解陽極泥、黑銅泥等開路。

而雜質(zhì)重新返回閃速爐,在流程中不斷循環(huán)積累，將嚴(yán)重干擾冶煉過程的正常進(jìn)行，導(dǎo)致工藝失控，冶煉困難，爐況惡化，并影響設(shè)備的生產(chǎn)能力和下道工序的操作。

因此，研究雜質(zhì)在閃速熔煉過程的走向分布，從而提高生產(chǎn)管理技術(shù)水平，意義重大。本文對砷、銻、鉍、鉛走向分布分析研究，尋找相應(yīng)解決措施，以降低煙塵發(fā)生率。

2 熔煉系統(tǒng)中砷、銻、鉍、鉛的分布

2.1 物料中砷、銻、鉍、鉛含量

熔煉車間的工藝為：閃速爐熔煉- PS轉(zhuǎn)爐吹煉- 回轉(zhuǎn)式陽極爐精煉。一系統(tǒng)投入及產(chǎn)出物料砷、銻、鉍、鉛含量見表3。

表3 一系統(tǒng)投入及產(chǎn)出物料砷、銻、鉍、鉛含量

從表3可以看出，投入的物料中，閃速爐鍋爐煙塵和電收塵煙塵的砷、銻、鉍、鉛含量較高，這部分物料不斷返回閃速熔煉系統(tǒng)，是造成煙塵發(fā)生率高的主要原因。

產(chǎn)物中，砷、鉍、鉛在白煙塵中的含量最高，其隨白煙塵開路回收；鉛在轉(zhuǎn)爐渣和煙塵中有一定量分布。而渣精礦返回熔煉系統(tǒng)，其中的砷、銻、鉍、鉛隨之返回系統(tǒng)，這也是導(dǎo)致煙塵發(fā)生率高的主要原因。

熔煉車間二系統(tǒng)投入及產(chǎn)出物料砷、銻、鉍、鉛含量見表4。

從表4可以看出，投入的物料中，砷、銻、鉍、鉛含量較高的是閃速爐鍋爐煙塵和電收塵煙塵，轉(zhuǎn)爐鍋爐煙塵和球型煙塵，這部分物料一直在系統(tǒng)循環(huán)，導(dǎo)致煙塵發(fā)生率高。

表4 二系統(tǒng)投入及產(chǎn)出物料砷、銻、鉍、鉛含量

產(chǎn)物中，砷、鉍、鉛在白煙塵中的含量最高，其隨白煙塵開路回收有價金屬，鉛在轉(zhuǎn)爐渣和煙塵中也有一定分布，卡爾多爐煙灰含鉛較高。

2.2 砷、銻、鉍、鉛走向分布

表5為熔煉車間一系統(tǒng)砷、銻、鉍、鉛走向分布。

表5 一系統(tǒng)砷、銻、鉍、鉛走向分布

從表5可以看出，砷主要從電爐渣開路，占40%以上；其次是煙氣吸收產(chǎn)生的廢酸原液，約占20%；陽極銅所占比例為16%。銻主要是從電爐渣和轉(zhuǎn)爐渣開路，占總量的70%以上；陽極銅占18%；鉍比較分散，轉(zhuǎn)爐渣、電爐渣、白煙塵、鉛泥、廢酸原液各占7%～15%不等，陽極銅占20%左右。鉛主要是通過電爐渣和轉(zhuǎn)爐渣開路，占總量的80%以上。

表6為熔煉車間二系統(tǒng)砷、銻、鉍、鉛走向分布。

從表6可以看出，砷主要從閃速爐渣開路，占43%以上：其次是煙氣吸收產(chǎn)生的廢酸原液和白煙塵及轉(zhuǎn)爐渣，占17%左右，陽極銅所占比例為13%。銻主要從閃速爐渣和轉(zhuǎn)爐渣開路，占總量的78%以上，陽極銅占17%。鉍比較分散，白煙塵占32.84%，轉(zhuǎn)爐渣占6.32%，閃速爐渣占10.84%，鉛泥占0.27%，陽極銅占9%左右。鉛主要通過閃速爐渣和轉(zhuǎn)爐渣開路，占總量的80%以上，其次是白煙塵。

表6 二系統(tǒng)砷、銻、鉍、鉛走向分布

3 結(jié)論

熔煉車間處理的原料品種繁多，成分復(fù)雜，原料中含有砷、銻、鉍、鉛等，這些元素在冶煉、制酸過程中分別進(jìn)入各種中間物料、副產(chǎn)品和產(chǎn)品，特別是在閃速爐煙塵、白煙塵、電爐渣、鉛濾餅，砷濾餅等中富集。隨著冶煉規(guī)模擴(kuò)大，所處理的高雜質(zhì)原料增多，中間物料和冶煉“三廢”中雜質(zhì)元素的總量不斷增加。為了有效控制生產(chǎn)過程中各環(huán)節(jié)產(chǎn)品雜質(zhì)含量，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，最大程度地防止環(huán)境污染，掌握冶煉過程中主要元素的分配規(guī)律，對砷、銻、鉍、鉛等元素的分布進(jìn)行了分析，結(jié)果如下：

閃速熔煉過程中，一系統(tǒng)隨爐料帶入的雜質(zhì)元素，其中，砷43%入電爐渣，3.3%入轉(zhuǎn)爐渣，19.2%入制酸凈化系統(tǒng)廢酸原液；銻50.4%入電爐渣，20.9%入轉(zhuǎn)爐渣；鉍7.5%入電爐渣，10%入轉(zhuǎn)爐渣；鉛63.4%入電爐渣，20.4%入轉(zhuǎn)爐渣。二系統(tǒng)閃速熔煉，隨爐料帶入的雜質(zhì)元素，其中，砷43.6%入閃速爐渣，4.1%入轉(zhuǎn)爐渣，19.2%進(jìn)入制酸凈化系統(tǒng)廢酸原液；銻10.8%入閃速爐渣，6.3%入轉(zhuǎn)爐渣；鉍46.3%入電爐渣，32.6%入轉(zhuǎn)爐渣；鉛48.4%入電爐渣，32.2%入轉(zhuǎn)爐渣。由于電爐渣、轉(zhuǎn)爐渣選礦后得到的渣精礦返熔煉主系統(tǒng)，故控制渣精礦雜質(zhì)元素含量是降低煙塵率最主要的途徑。而廢酸原液用于生產(chǎn)砷產(chǎn)品，故提高砷在全廠的回收率和直收率十分重要。

選礦尾礦含砷0.2%，渣精礦含砷0.5%，40%的砷隨尾礦開路，砷分散度較高；選礦尾礦含銻0.1%，渣精礦含銻0.3%，40%的銻隨尾礦開路；選礦尾礦含鉍0.01%，渣精礦含鉍0.1%，8%左右的鉍隨渣精礦返回熔煉系統(tǒng)，選礦尾礦開路10%，隨白煙塵開路20%；選礦尾礦含鉛0.6%，渣精礦含鉛1.8%，55%的鉛隨尾礦開路。

總之，降低煙塵發(fā)生率，必須降低系統(tǒng)中的砷、銻、鉍、鉛。在目前資源緊張的形勢下，降低原料含雜量不切實(shí)際。故可通過減少渣精礦含砷、銻、鉍、鉛，提高砷、銻、鉍、鉛產(chǎn)品直收率，提高冶煉過程伴生金屬回收品種，降低煙塵發(fā)生率。

(1)一系統(tǒng)閃速熔煉，95%的砷、96%的銻、85%的鉍、93%的鉛由爐料帶入閃速爐，其中60%左右的砷入電爐渣和硫酸煙塵凈化帶走，50%銻入電爐渣，鉍在閃速熔煉工段開路較少，約15%，鉛帶走22%。

(2)一系統(tǒng)轉(zhuǎn)爐吹煉，冰銅中的砷幾乎全部進(jìn)入粗銅，轉(zhuǎn)爐渣、白煙塵及硫酸煙塵凈化帶走總量的16%左右；銻約50%進(jìn)入轉(zhuǎn)爐渣；鉍在轉(zhuǎn)爐工段開路主要是白煙塵，約占總量的24%，鉛入轉(zhuǎn)爐渣76%。

(3)一系統(tǒng)陽極爐精煉粗銅中的砷70%進(jìn)入陽極銅，銻幾乎全部進(jìn)入陽極銅，鉍46%進(jìn)入陽極銅，鉛76%進(jìn)入陽極銅。

(4)二系統(tǒng)隨爐料進(jìn)入閃速爐的砷、銻、鉍、鉛，其中砷入閃速爐渣和硫酸煙塵凈化帶走占總量60%左右，銻電爐渣帶走50%，鉍在閃速熔煉工段開路約15%，鉛帶走30%。

(5)二系統(tǒng)冰銅中的砷、銻約50%進(jìn)入粗銅；鉍入粗銅不足9%，大部分隨白煙塵開路；鉛入粗銅不足6%，總量的60%以上進(jìn)入轉(zhuǎn)爐渣，入白煙塵約占10%。

(6)二系統(tǒng)除鉛之外，來自轉(zhuǎn)爐的砷、銻、鉍在陽極精煉過程中脫除率不高。

(7)選礦尾礦含砷0.2%，渣精礦含砷0.5%，40%的砷隨尾礦開路，分散度較高；選礦尾礦含銻0.1%，渣精礦含銻0.3%，占總量40%的銻隨尾礦開路；選礦尾礦含鉍0.01%，渣精礦含鉍0.1%，8%左右的鉍隨渣精礦返回熔煉系統(tǒng)，從選礦尾礦開路10%，隨白煙塵開路20%；選礦尾礦含鉛0.6%，渣精礦含鉛1.8%，占總量的55%的鉛隨尾礦開路。

As, Sb, Bi, Pb flow direction and distribution in flash smelting system

ZHENG Chun-dao, LIN Dong-he

The flow direction and distribution of arsenic, antimony, bismuth, lead in flash smelting process of copper concentrate was studied, the main reason causing the high occur rate of dust from flash smelting furnace was analyzed for looking for ways to reduce dust effectively.

high impurity copper concentrate; dust rate; antimony; arsenic; bismuth; lead; distribution

鄭春到(1963—)，男，江西省南昌市人，江西理工大學(xué)冶金系有色冶金專業(yè)畢業(yè)，學(xué)士，冶金高級工程師，從事稀貴金屬冶金工藝研究工作。

2014-- 07-- 04

2015-- 02-- 15

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