改善團(tuán)塊質(zhì)量降低運(yùn)行成本的生產(chǎn)實(shí)踐

劉忠平

（白銀有色集團(tuán)紅鷺資源科技公司，甘肅 白銀 730900）

冶煉生產(chǎn)過(guò)程中，企業(yè)為了實(shí)現(xiàn)效益最大化，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量和提高收益，減少雜質(zhì)元素或低品位物料對(duì)主體生產(chǎn)工藝的影響，會(huì)將生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的大量煙塵、污泥等粉狀廢棄物料，只是部分少量的返回主系統(tǒng)，其余部分采用外銷(xiāo)或單獨(dú)的生產(chǎn)工藝進(jìn)行處理，隨著資源綜合利用和環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，將以往冶金生產(chǎn)中產(chǎn)生的粉狀廢棄物料及時(shí)的加以利用回收，不僅減輕環(huán)保壓力，也可給企業(yè)帶來(lái)較好收益。

近幾年來(lái)，白銀有色集團(tuán)紅鷺資源科技公司通過(guò)對(duì)粉狀物料進(jìn)行壓團(tuán)造塊處理后，利用4.5M2側(cè)吹爐及配套的8M2電熱前床，對(duì)此類(lèi)物料進(jìn)行有價(jià)金屬的冶煉回收。煙塵、污泥等粉狀廢棄物料不僅化學(xué)成分比較復(fù)雜，其含水量、粒度、親水性等差別較大，給壓團(tuán)造塊工作得來(lái)了一定困難，由于壓制的團(tuán)塊質(zhì)量不高，影響了爐況的穩(wěn)定運(yùn)行，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)運(yùn)行成本也偏高。本文重點(diǎn)通過(guò)壓團(tuán)過(guò)程關(guān)鍵環(huán)節(jié)控制的改進(jìn)，提高團(tuán)塊質(zhì)量，使生產(chǎn)運(yùn)行效果得以提升，提出改進(jìn)措施。

1 存在的問(wèn)題及主要原因分析

由于壓制的團(tuán)塊從孔隙率、強(qiáng)度、化學(xué)成分等波動(dòng)比較大，不能達(dá)到和滿(mǎn)足入爐冶煉的基本生產(chǎn)要求，造成生產(chǎn)過(guò)程中爐料透氣性差、爐結(jié)生長(zhǎng)速度較快、煙塵量大，生產(chǎn)操作困難等問(wèn)題長(zhǎng)時(shí)間的持續(xù)，阻礙了生產(chǎn)能力的提高，生產(chǎn)運(yùn)行效果欠佳。

（1）物料的攪拌混均效果比較差，生產(chǎn)中使用的物料種類(lèi)較多，物料的基本情況見(jiàn)表1。

現(xiàn)場(chǎng)的混料和加水比較粗放，人工對(duì)物料適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行灑水后，采用鏟運(yùn)機(jī)進(jìn)行物料的混合，混合后進(jìn)行裝倉(cāng)壓制，壓團(tuán)機(jī)在團(tuán)塊壓制時(shí)，為布料均勻，雖配有一攪拌裝置對(duì)物料進(jìn)行攪拌，但一次攪拌量?。〝嚢枇?50Kg左右），補(bǔ)水也局部，達(dá)不到物料整體混均和潤(rùn)濕的效果。

通過(guò)表1可看出，煙塵、鉛銀渣、污泥等粉狀物料從粒度、親水性、自有含水量等方面，相差比較懸殊，生產(chǎn)前應(yīng)予以充分的攪拌和混合，同時(shí)為了提升和改善團(tuán)塊質(zhì)量，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際，須加入一定量的粘結(jié)劑，粘結(jié)劑的使用本著廉價(jià)低成本的原則，用量越少越好，一般控制在20%以下，為使粘結(jié)劑發(fā)揮其應(yīng)有作用，必須盡可能的使其和其他物料得到充分的粘結(jié)，必須加強(qiáng)物料的攪拌作用，提高物料的混均效果。

（2）混合后物料的含水量不均勻，物料的潤(rùn)濕程度不夠，忽視了水分對(duì)團(tuán)塊熱強(qiáng)度的影響。水的加入和控制對(duì)團(tuán)塊一次成塊率、干燥時(shí)間、干燥后的熱強(qiáng)度等作用非常明顯。水是最基礎(chǔ)的粘結(jié)劑，水的加入促進(jìn)了可溶物質(zhì)的溶解，并產(chǎn)生一定的膠凝性，水的存在增加了小顆粒在大顆粒間的流動(dòng)性，促進(jìn)了填充和附著作用。在壓團(tuán)過(guò)程中，壓力促進(jìn)了小顆粒在大顆粒之間的填充，使得粒子距離更近，孔隙率逐漸減少，使顆?？繑n而緊密形成團(tuán)塊。

表1 冶金樣品元素分析

現(xiàn)場(chǎng)采用鏟運(yùn)機(jī)拌料，物料得不到充分的潤(rùn)濕，加水不均，水量的控制過(guò)高或過(guò)低現(xiàn)象比較普遍。由于物料水分配入不穩(wěn)定，物料時(shí)干時(shí)濕，為提高一次成塊率，經(jīng)常通過(guò)提高或降低壓制壓力來(lái)解決壓團(tuán)時(shí)的成塊率問(wèn)題。雖通過(guò)調(diào)整壓團(tuán)機(jī)的壓力解決了濕團(tuán)塊的一次成塊率問(wèn)題，但對(duì)團(tuán)塊入爐后的熱強(qiáng)度問(wèn)題認(rèn)識(shí)不夠。

2019年3月份，為加快濕團(tuán)塊的干燥速度，將物料的含水量控制在8%以下，因物料含水量偏低，一次成塊率不高，為穩(wěn)定和提高濕團(tuán)塊的一次成塊率，將壓團(tuán)機(jī)的壓制壓力由原來(lái)的15Mpa提高到20Mpa進(jìn)行壓制生產(chǎn)，壓制的團(tuán)塊經(jīng)過(guò)十多天的晾曬干燥后，對(duì)此批團(tuán)塊入爐進(jìn)行生產(chǎn)，生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，爐料透氣性差，渣體發(fā)粘難操作，且水渣有價(jià)金屬有所升高，且增幅較大。將當(dāng)月的水渣情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，水渣具體成分表2所示。

表2 冶金過(guò)程水渣具體成分分析

事后分析認(rèn)為，冶煉煙塵原料的顆粒比較細(xì)，親水性差，水的潤(rùn)濕度不足，為提高成塊率，通過(guò)提高壓團(tuán)壓力進(jìn)行壓制生產(chǎn)，濕團(tuán)塊愈致密，團(tuán)塊表面形成干殼，內(nèi)部水分揮發(fā)慢，干燥不徹底。物料入爐后受熱，內(nèi)部蒸汽擴(kuò)散阻力加大，就會(huì)爆裂形成碎塊，下落過(guò)程中被熔體包裹，還原性不足造成。

（3）未充分考慮到粘結(jié)劑與不同物料結(jié)合后的制團(tuán)強(qiáng)度效果，先對(duì)物料進(jìn)行混合，再加入粘結(jié)劑，降低弱化了粘結(jié)劑的作用。由于各類(lèi)粉狀性物料不僅在物理性質(zhì)方面相差較大，同時(shí)化學(xué)成分也較為復(fù)雜，為提高團(tuán)塊強(qiáng)度，須加入一定的粘結(jié)劑以增強(qiáng)其效果。粘結(jié)劑種類(lèi)較多，可分為無(wú)機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)粘結(jié)劑，冶金生產(chǎn)中常用無(wú)機(jī)粘結(jié)劑，有機(jī)粘結(jié)劑在團(tuán)塊成型中能提供較好的冷強(qiáng)度，團(tuán)塊熱強(qiáng)度差，使用無(wú)機(jī)粘結(jié)劑壓團(tuán)所得團(tuán)塊熱強(qiáng)度較好，但冷強(qiáng)度差，生產(chǎn)中使用無(wú)機(jī)粘結(jié)劑的比率較重。

缺乏檢斤和計(jì)量，粘結(jié)劑的加入量比較隨意，除造成一定程度上的浪費(fèi)和損失外，同時(shí)給因粘結(jié)劑造成團(tuán)塊質(zhì)量下降等問(wèn)題的跟蹤調(diào)整造成一定困難。為滿(mǎn)足入爐物料對(duì)化學(xué)成分的要求，先對(duì)原料按照配比要求進(jìn)行了混合，然后再加入粘結(jié)劑，沒(méi)有充分考慮粘結(jié)劑的選擇性，粘結(jié)劑不僅用量增加，作用效果發(fā)揮不強(qiáng)。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐證明，同是煙塵類(lèi)物料，冶煉銅煙塵采用石灰作粘結(jié)劑的效果要明顯好于黏土。

2 改進(jìn)措施

（1）購(gòu)置安裝一臺(tái)JZC350攪拌機(jī)，在物料用鏟運(yùn)機(jī)進(jìn)行混和后，再用攪拌機(jī)進(jìn)行一次混料和補(bǔ)水，加強(qiáng)物料的攪拌混均效果，并保證水量的充足配入。

（2）為保證攪拌后待壓物料的充分潤(rùn)濕，并防止水分的損失和雨淋，及時(shí)加蓋篷布，使物料含水量保持在12%左右，且必須堆放悶料3天以上，方可運(yùn)至料倉(cāng)使用。

（3）加強(qiáng)檢斤，嚴(yán)格控制粘結(jié)劑的使用量，選用物料適合的的粘結(jié)劑，改變以往粘結(jié)劑的加入方式，提高粘結(jié)劑的使用效果。具體做法是：先將一定量的原料與之適合的粘結(jié)劑分別進(jìn)行潤(rùn)濕攪拌，然后各自按照保濕和悶料時(shí)間的要求堆存?zhèn)溆?。生產(chǎn)時(shí)再根據(jù)配料要求，將以上物料按配料比例再攪拌和調(diào)水后，轉(zhuǎn)運(yùn)至料倉(cāng)，以待壓制。

（4）添加一定比例的焦粉，增強(qiáng)團(tuán)塊在爐內(nèi)運(yùn)行過(guò)程中的透氣性和還原性，提高金屬回收能力。

3 運(yùn)行效果評(píng)價(jià)

在原有物料混合的基礎(chǔ)上，增加一臺(tái)攪拌機(jī)，使各類(lèi)物料和粘結(jié)劑得以充分混均，增強(qiáng)了混合效果，同時(shí)加水也更為均勻，水量也易于控制。為確保親水性差的物料得以充分潤(rùn)濕，進(jìn)行堆式悶料3天以上的強(qiáng)化工作，使物料在得到充分潤(rùn)濕的情況下確保了穩(wěn)定的含水量。

以上措施的改進(jìn)，不僅提升了團(tuán)塊一次成塊率問(wèn)題，同時(shí)提高了團(tuán)塊熱強(qiáng)度和還原性，由于入爐團(tuán)塊質(zhì)量提高，強(qiáng)化和優(yōu)化了側(cè)吹爐的生產(chǎn)運(yùn)行效果，4.5M2側(cè)吹爐的送風(fēng)時(shí)率由3月份之前的83%左右提升至92%，處理量比以往有大幅度的提高。由于側(cè)吹爐爐料偏析，棚料，焦點(diǎn)不集中等不良狀況得到一定程度的解決，化料速度冶煉強(qiáng)度得到加強(qiáng)，熔體溫度高，渣型比較穩(wěn)定，減少了前床結(jié)塊、結(jié)殼等問(wèn)題的發(fā)生，在減輕操作強(qiáng)度的同時(shí)，降低了前床電能消耗。在增強(qiáng)團(tuán)塊強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，配入一定量的焦粉，因改善了團(tuán)塊的還原性，減少了金屬的損失，經(jīng)對(duì)前床水渣進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的跟蹤分析，具體化學(xué)成分如表3所示，與以往相比，水渣成分比較穩(wěn)定，有價(jià)金屬銅和鉛的含量無(wú)大的波動(dòng)，長(zhǎng)時(shí)間保持在Cu<0.35%Pb<2.5%的要求范圍之內(nèi)。

表3 水渣成分結(jié)果統(tǒng)計(jì)

效益簡(jiǎn)單測(cè)算：由于團(tuán)塊質(zhì)量的提高，爐況得以穩(wěn)定和改善，使得各類(lèi)物料的處理量均有明顯增加，單就煙塵配入量而言，以往煙塵月配入量350噸左右，現(xiàn)增加至520噸左右，增幅在100噸以上，以加工處理每噸煙塵500元成本計(jì)算，月可節(jié)約成本費(fèi)用5～7.5萬(wàn)元。

4 問(wèn)題及建議

濕團(tuán)塊的干燥是影響團(tuán)塊強(qiáng)度的主要因素之一，干燥周期對(duì)團(tuán)塊強(qiáng)度影響比較大，生產(chǎn)實(shí)踐證明，團(tuán)塊強(qiáng)度隨干燥時(shí)間的延長(zhǎng)強(qiáng)度明顯加強(qiáng)。建議在以后生產(chǎn)中，要充分認(rèn)識(shí)到干燥對(duì)團(tuán)塊強(qiáng)度影響工作的重要性，提前一個(gè)生產(chǎn)周期進(jìn)行團(tuán)塊的生產(chǎn)儲(chǔ)備，延長(zhǎng)自然晾曬周期，減少季節(jié)等因素對(duì)團(tuán)塊干燥工作的影響，確保團(tuán)塊充足需要量和強(qiáng)度。由于受現(xiàn)場(chǎng)和一些條件限制，濕團(tuán)塊仍采用自然晾曬的方式進(jìn)行干燥，晾曬時(shí)間上也未有大的變化和調(diào)整，因此，本文就此問(wèn)題未進(jìn)行說(shuō)明討論。

5 結(jié)語(yǔ)

由于團(tuán)塊質(zhì)量的提高，側(cè)吹爐爐況的改善，處理量的提升，使煙塵的處理量比以往每月增加了150噸左右，月節(jié)約成本約7.5萬(wàn)元，生產(chǎn)運(yùn)行成本降低比較顯著；因團(tuán)塊質(zhì)量影響爐況的料柱透氣性，爐結(jié)生成等問(wèn)題基本得以解決，不僅改善了現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)環(huán)境，同時(shí)大幅降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。