優(yōu)化粗鎘還原爐的研究與應用

王素霞，楊 浩，周玉林

（河南豫光鋅業(yè)有限公司，河南 濟源 454650）

在鎘生產(chǎn)系統(tǒng)中，粗鎘還原爐常用爐形是長方形，實際生產(chǎn)過程中，爐底容易出現(xiàn)爐底四角積料，受熱不均，物料難以熔化的情況。同時，還原爐在加熱過程中爐底因受熱不均，極易出現(xiàn)變形現(xiàn)象，還原爐使用壽命縮短，設備損壞較快。另外，往還原爐內(nèi)加鎘團時，仍為人工加料，不僅勞動強度大，而且加料時堿液飛濺極易對人員造成傷害。且現(xiàn)用的還原劑為松木條，價格較貴，導致生產(chǎn)成本較高。因此，延長還原爐使用壽命，改善精鎘車間工作環(huán)境，降低職工勞動強度及生產(chǎn)成本，提高精鎘生產(chǎn)效益迫在眉睫。

1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

1.1 粗鎘還原爐生產(chǎn)現(xiàn)狀

從圖可以看出，由于粗鎘還原爐爐底為長方形斜底，在使用過程中，爐底容易出現(xiàn)受熱不均，造成爐底四角積料物料難以熔化的現(xiàn)象。同時在粗鎘還原熔煉過程中，需要將溫度從350℃逐漸加熱至550℃。此過程容易導致加熱管變形及滲漏現(xiàn)象，還原爐使用壽命僅為4個月～6個月，使用壽命短，設備損耗較高，嚴重影響鎘系統(tǒng)的正常生產(chǎn)。

粗鎘還原爐在生產(chǎn)過程中，使用松木條作為還原劑在爐體內(nèi)發(fā)生還原反應。但松木條價格偏貴，使用數(shù)量較多，平均每噸精鎘消耗130米松木條，極大增加了精鎘的生產(chǎn)成本。

1.2 加料現(xiàn)狀

目前鎘團在加入還原爐時，仍采用人工加入的方法。將鎘團放置在還原爐加料平臺上，然后將鎘團推入到還原爐內(nèi)進行還原反應，勞動強度較大。由于鎘團未經(jīng)破碎，體積較大，加入時還原爐內(nèi)堿液易噴濺燒傷。且鎘團在爐體內(nèi)由于體積較大，還原較慢，反應時間較長，造成能耗較高。

圖1 精鎘車間還原爐內(nèi)部優(yōu)化示意圖

2 具體優(yōu)化方法和創(chuàng)新點

2.1 優(yōu)化粗鎘還原爐

如圖所示，將目前長方體斜角爐底優(yōu)化為圓底，同時將硅碳棒加熱由通過穿在爐體內(nèi)的加熱管加熱優(yōu)化為在爐體周邊加熱。經(jīng)過改造以后爐體受熱均勻，可解決物料積存爐體四周不易熔化的現(xiàn)狀，同時還原除雜效果將得到提高。同時徹底解決了加熱套管腐蝕變形、漏液的情況再次發(fā)生，可大幅延長還原爐使用壽命，提高火法鎘直收率。

為降低還原劑的使用成本，使用粉煤灰及鋸末替代松木條。粉煤灰、鋸末的價格便宜，且含碳量與松木條基本相同，完全可替代松木條與鎘液發(fā)生還原反應，且反應效果較好。

圖2 粗鎘還原爐加熱后示意圖

2.2 優(yōu)化加料系統(tǒng)

為解決鎘團加料導致的人工勞動強度大及還原慢的問題。在還原爐上料方式采用在操作平臺上面設置皮帶上料，讓操作工人遠離還原爐，讓堿液遠離操作工人，還原過程自動控制，無需人的介入，大大降低了職工的勞動強度及燒傷風險。

同時，在皮帶下方安裝破碎機，將鎘團破碎后直接通過皮帶送至還原爐內(nèi)。破碎后的鎘團更易發(fā)生還原反應，極大減少了反應時間，降低還原爐的能耗。

3 結語

還原爐的優(yōu)化改造，將還原爐使用壽命由4個月～6個月延長至10個月～12個月，極大降低了還原爐的維修率。同時降低了人員的勞動強度及作業(yè)風險，改善了操作環(huán)境。同時，對還原劑的優(yōu)化替代，極大的降低了精鎘的生產(chǎn)成本。粗鎘還原爐的優(yōu)化改造，對促進公司安全環(huán)保事業(yè)的發(fā)展，有較好的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。