含錫物料富氧側(cè)吹熔煉煙化爐煙化工藝研究

賀毅林

（長沙有色冶金設計研究院有限公司，湖南 長沙 410007）

1 概述

錫具有良好的導電性、延展性和較低的熔點，能與大多數(shù)金屬形成合金等特性，被廣泛應用于冶金、電子、電器、化工、建材、機械等行業(yè)[1]。

在過去20年間錫精礦主產(chǎn)國產(chǎn)量顯著下降，我國錫產(chǎn)業(yè)也面臨著儲量減少的問題，對錫中礦、尾礦、礦渣等原料的利用也日益重要。

我國云南個舊市范圍內(nèi)存在數(shù)量巨大的錫工業(yè)固廢，其中：錫尾礦庫存量達2億多t，每年新增6000余t；冶煉廢渣、煙塵存量近10000kt，每年新增4000余t，以尾礦為主的工業(yè)固廢是個舊市寶貴的二次資源。

1954年蘇聯(lián)首先采用煙化爐硫化揮發(fā)處理錫貧渣成功，從此煙化爐硫化揮發(fā)回收錫被世界各國煉錫冶煉廠廣泛采用。

1972年我國又將煙化爐直接處理富礦中冷料獲得成功[2，3]，但直接處理冷料還存在粉煤率高、床能率低、水套磨損快、壽命短等一些缺點。

2 兩種冶煉工藝對比

個舊地區(qū)采取的冶煉煙化工藝是原料先制塊，風干后投入鼓風爐熔化，溶化渣流入電熱前床保溫，然后流入煙化爐煙化。這一工藝的優(yōu)點是：爐況穩(wěn)定，煙化爐處理熱渣，煙化效果好，水套壽命長[3]；但這一工藝消耗冶金焦，勞動強度大，單爐處理能力不大，銅及貴金屬沒有回收。

富氧側(cè)吹采用富氧冶煉，煙氣量小，環(huán)保效果好，床能率高，單位面積處理量大。銅及貴金屬富集到冰銅中，綜合回收效果好。整個過程采用自動上料，自動計量，機械化程度高，勞動強度低。

因此，富氧側(cè)吹熔煉是代替鼓風爐熔煉的理想冶煉工藝。

兩種冶煉工藝優(yōu)缺點對比如下：

表1 兩種冶煉工藝優(yōu)缺點對比表

3 工藝流程對比

見工藝流程圖。

圖1 鼓風爐熔煉煙化工藝流程圖

表2 原料主要成分表

圖2 富氧側(cè)吹爐熔煉煙化爐煙化工藝流程圖

4 富氧側(cè)吹熔煉煙化爐煙化工藝簡述

爐渣、難選礦、其它錫料、硫鐵礦、石英砂、磁選尾礦、碎煤等物料經(jīng)抓斗抓入配料倉，按配料比要求分別經(jīng)圓盤給料機及電子皮帶秤計量后，輸送至配料膠帶運輸機，然后經(jīng)過皮帶轉(zhuǎn)運加入富氧側(cè)吹熔煉爐。

富氧側(cè)吹爐缸由耐火材料砌筑而成，爐身由銅水套與鋼水套拼接而成。在一層銅水套上設有多個一次風口，用于向熔體渣層鼓入富氧空氣。

爐料由上部加料口加入，鼓入的富氧空氣強烈攪動上部熔體，加入的爐料熔化并與氧氣發(fā)生強烈反應生成銅锍和爐渣。

熔煉過程所需的熱量，來自造渣反應熱和碎煤燃燒熱。熔煉生成的銅锍和爐渣在風口以下的靜止渣層中沉淀分離，熔煉所得銅锍沉降在爐缸底層，含銅較低的渣在爐缸熔體上層，由渣口排入電熱前床。

銅锍由爐端的虹吸口排出；熔煉產(chǎn)生的一氧化碳、硫化亞錫等在爐膛上部空間被鼓入的二次空氣氧化，熔煉產(chǎn)生的高溫煙氣出爐后經(jīng)余熱鍋爐冷卻，電收塵器凈化除塵后送脫硫。

來自熔化爐的熱態(tài)渣流入電熱前床保溫，然后經(jīng)溜槽流入煙化爐內(nèi)，與粉煤、硫鐵礦、空氣發(fā)生反應，產(chǎn)出的煙氣（塵）經(jīng)余熱鍋爐回收余熱、布袋收塵器收塵，收下的煙塵送錫回收，廢氣送脫硫。

煙化爐吹煉產(chǎn)出的爐渣經(jīng)水碎后，送往渣堆場或出售給水泥廠做原料。

煙化爐由離心鼓風機供風。吹煉用粉煤由粉煤制備車間制備，采用氣力輸送至煙化爐的粉煤接收倉,然后經(jīng)螺旋輸送機用空氣輸送至煙化爐。

熔池內(nèi)的主要化學反應有：

5 主要技術(shù)經(jīng)濟指標對比

個舊某廠提供爐渣、難選礦、其它錫料、磁選尾礦四種原料，其主要成分見表2，處理量分別為爐渣50000t/a，難選礦20000t/a，其它錫料30000t/a，磁選尾礦51000t/a。

表3 主要技術(shù)經(jīng)濟指標對比表

經(jīng)過計算，其主要技術(shù)經(jīng)濟指標與鼓風爐熔煉煙化爐煙化工藝對比指標如表3。

6 技術(shù)經(jīng)濟指標分析

鼓風爐面積單爐日處理量小，富氧側(cè)吹爐床能率大，日處理量大。富氧側(cè)吹爐熔煉產(chǎn)出冰銅，回收銅及金、銀等貴金屬。

鼓風爐熔煉煙塵含鉛、錫低，需要返回熔煉，富氧側(cè)吹熔煉產(chǎn)出的煙塵含鉛、錫高，可以當作產(chǎn)品。富氧側(cè)吹熔煉產(chǎn)出中壓蒸汽可以用來發(fā)電等用途。

富氧側(cè)吹熔煉渣煙化產(chǎn)出的煙塵含砷遠低于鼓風爐渣煙化的煙塵。

7 結(jié)論

富氧側(cè)吹熔煉煙化爐煙化處理錫物料的冶煉工藝能耗低，綜合回收效果好，砷與錫、鉛等分離效果好，是一種值得推廣的冶煉工藝。

[1]彭容秋.錫冶金[M].中南大學出版社,2005,1-3.

[2]王紅彬.錫冶煉技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及展望.中國有色金屬,2017,2(1).

[3]韋成果.含錫富渣煙化爐硫化揮發(fā).有色金屬（冶煉部分）,2002,4.