有色金屬冶煉主要工藝設(shè)備及用途研究

唐美靜

（國投新疆羅布泊鉀鹽有限責(zé)任公司，新疆 哈密 839000）

1 前言

隨著科技的創(chuàng)新與發(fā)展，各個行業(yè)對于不同種類的金屬在冶煉方面的需求也在不斷的改變，在質(zhì)量方面的要求也在逐漸的增高。在現(xiàn)階段而言，有色金屬的冶煉方法主要有以下幾種：以銅、鎳為主要金屬的，硫熔法；以鋅、鉛為主要金屬的，碳熱還原法；以鈷、鋁為主要金屬的，電積法[1]。這三種方法，是火法冶煉工藝的基本方法，而這項工藝在實際的操縱當(dāng)中有很大的加強空間?？梢愿玫膶崿F(xiàn)對有色金屬的冶煉。

2 有色金屬冶煉的主要工藝方法

2.1 沉淀池工藝

在傳統(tǒng)的有色金屬冶煉的過程之中，沉淀池工藝作為主要的冶煉方法之一，其冶煉流程一般包括：冶煉爐渣在經(jīng)過沖刷之后，將過濾出的渣水經(jīng)過管道槽流出，進入到沉淀池中沉淀，完成沉淀之后，通過重力相互的作用，以達到最終分離固體與液體的目的[2]。在整個的過程當(dāng)中，沖洗礦渣的水是可以采用循環(huán)使用的環(huán)保方法，重點是在對金屬品質(zhì)的做好嚴(yán)格的把關(guān)與監(jiān)理就可以了。這種方法作為最早的處理水渣的技藝，因為時間的沉淀，在整個過程之中的各個應(yīng)用環(huán)節(jié)極為完善，穩(wěn)定，這也使得這項工藝具有廣泛的應(yīng)用空間和使用價值。又因其在過程之中機械設(shè)備使用的減少，對于相關(guān)環(huán)節(jié)可能會出現(xiàn)的故障以及發(fā)生的問題可以起到很好的把控。但是缺點則是操作的復(fù)雜、設(shè)備占地面積大、施工步驟繁瑣、經(jīng)濟成本高等，同時施工的環(huán)境因素也會對其產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，這項技術(shù)因?qū)涞沫h(huán)境有著較差的適應(yīng)性，在遭遇寒冷環(huán)境可能會在使用的過程之中發(fā)生水汽蒸發(fā)甚至是結(jié)冰的現(xiàn)象，因此在使用時要著重注意氣候的影響[3]。

2.2 INBA工藝

此項工藝最早是由比利時公司以及PW這兩家公司一同研發(fā)的，這項工藝在工藝方面的冶煉金屬有著性比價極高的使用價值，因其主要面對的是需要高強度、連續(xù)不斷的施工作業(yè)，并且隨著近幾年以來有色金屬冶煉方式的不斷完善，去人工化、智能化、機械化的不斷填充，在生產(chǎn)以及金屬最終的質(zhì)量以及數(shù)量等方面遠遠的甩開了傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式。并且其工藝特點同時也具備著綠色、環(huán)保等特點，達到了確保生產(chǎn)和冶煉過程中綠色環(huán)保的工作模式。

2.3 明特工藝

此工藝最大的特點就是整個系統(tǒng)，在脫水方面是由螺旋輸送機和過濾器來一同承擔(dān)的。這一特點在實際的應(yīng)用過程當(dāng)中有著極大的優(yōu)勢，機械對能源的損耗減少、相關(guān)設(shè)備占地面積的大幅度減少以及相關(guān)設(shè)備便捷利于操作等優(yōu)點。同時，明特工藝也是我國所研究創(chuàng)發(fā)的，擁有該項技術(shù)的產(chǎn)權(quán)，并且在實際應(yīng)用中的各項優(yōu)點。使得這項技術(shù)不僅擁有著重大的現(xiàn)實意義，同時在我國的有色金屬冶煉過程當(dāng)中，收到了廣泛的應(yīng)用與好評。

2.4 DSC控制工藝

在有色金屬的冶煉過程當(dāng)中，對于爐膛溫度控制方面的需求有著極高的要求，而DCS控制工藝在這方面有著極強的控制能力。DCS在實際的操作過程當(dāng)中對爐膛內(nèi)的溫度進行實時、精準(zhǔn)的監(jiān)控，最終達到在適宜的溫度之內(nèi)保證有色金屬正常、高效的進行冶煉。

3 有色金屬冶煉主要設(shè)備的用法及其特點

3.1 反射爐的用法及特點

反射爐是一種在室內(nèi)設(shè)置的火焰式爐子。在有色金屬的冶煉過程之中其適用場景多種多樣，可以進行熔化、精煉、保溫、殘渣處理、焙燒以及干燥等工序。反射爐的爐頂分為吊掛和拱式這兩種，在建筑材料上一般選擇優(yōu)質(zhì)的、具有極高耐火性的材料進行建筑，這既保證了反射爐的安全性，同時也對反射爐的使用壽命有著極好的延長效果。但是也因其特殊性質(zhì)，在處理混合性質(zhì)的戲水物料時有著較好的效果，但是在大塊物料的處理方面效果不盡人意。反射爐對于燃料的要求并不嚴(yán)苛，這也是其成本較為低廉、更容易實現(xiàn)大型化的原因，但與此同時，燃料的大量消耗同時引發(fā)了環(huán)境污染等問題，這也在限制著反射爐的發(fā)展。

3.2 中頻爐的用法及特點

采用中頻的電流進行加熱，適用于特種、合金、碳鋼的熔煉，同時在鋁、銅等有色金屬的冶煉方面也有著較為出色的表現(xiàn)。其特點是效率較高、消耗能源少、重量輕、占地小、轉(zhuǎn)化效率高、升溫過程快速、方便控制爐溫等。在此外中頻爐大部分也裝有較為先進的保護性質(zhì)的裝置。例如，水控儀、溫控儀，液晶顯示屏，傳感系統(tǒng)等。水控儀、溫控儀這類儀器可以很好的起到監(jiān)控爐內(nèi)溫度、水位，使用者可以根據(jù)自身實際情況與需要冶煉有色金屬種類的改變進行供水溫度、水位的相應(yīng)變化，當(dāng)出現(xiàn)爐內(nèi)實際溫度與設(shè)定溫度不同時可以自動的對相應(yīng)的變化進行調(diào)節(jié)，達到溫度、水位的持續(xù)不變。液晶顯示屏則可以更加直觀的體現(xiàn)爐內(nèi)目前的溫度以及水位的變化。這都利于現(xiàn)場的操作人員更加全面的掌控爐內(nèi)的情況，進行相應(yīng)的操作更好的達到使用的目的。傳感系統(tǒng)則是可以在設(shè)備突發(fā)緊急故障時自動檢測，并緊急關(guān)停設(shè)備，達到保護設(shè)備的目的。同時對設(shè)備的維修、日常維護起到不可替代的重要作用。

3.3 鼓風(fēng)爐的用法及特點

鼓風(fēng)爐是一種較為少見的豎式爐，是火法冶金的主要設(shè)備之一，具有冶煉成本低、設(shè)備體積小、金屬回收率高、產(chǎn)出率高等特點。鼓風(fēng)爐可以通過熔煉的過程分為三種，氧化發(fā)揮、造锍以及還原熔煉。鋅、鉛、鈷、銅等金屬便可以使用鼓風(fēng)爐進行冶煉。

3.4 電爐的用法及特點

電爐可以分為感應(yīng)、電弧、等離子、電阻爐等。電爐主要是成套進行使用的，其主要特點包括，可以根據(jù)實際情況將爐內(nèi)抽成真空；溫度容易控制，加熱速度快，溫度高，生產(chǎn)過程中可以更好的實現(xiàn)去人工化、自動化、智能化、機械化；工作人員的安全性得到了大幅度的提高，現(xiàn)場衛(wèi)生條件良好；加熱效果好等。隨著社會的發(fā)展，工業(yè)規(guī)模的逐步擴大，金屬冶煉需求的逐步增加，電爐在目前各種冶煉設(shè)備中的占比也在逐步的增加。

3.5 閃速爐的用法及特點

主要是對鎳、銅等硫化金屬進行冶煉，主要分為兩種型號，目前在我國內(nèi)主要使用的是奧托昆普型號，主要分為上升煙道、沉淀池以及反應(yīng)塔這三部分。煙道主要是作為煙氣的出口，又因其所處位置的特點較為容易有污漬結(jié)成瘤型，所以一般都在煙道口部分設(shè)置一個噴嘴便于燃燒，此外在另外設(shè)置一個入孔門便可以有效的減少結(jié)瘤現(xiàn)象的發(fā)生。沉淀池在大體的結(jié)構(gòu)上，與反射爐較為相似。相應(yīng)的爐墻的選材方面同樣采用優(yōu)質(zhì)的、具有極高耐火性的材料進行建設(shè)，除此以外還需要加裝銅水套，可以更好的確保爐墻的阻燃性，達到保證爐體的安全性的目的。反應(yīng)塔是需要輔助燃料進行相關(guān)操作的，一般可以使用粉煤、油或者天然氣來進行工作。這里值得注意的是在輔助燃料選擇粉煤的情況下，需要提前將粉煤與物料提前進行充分的混合，以確保粉煤的充分燃燒，達到良好的助燃效果。

4 有色金屬冶煉的種類

目前有色金屬冶煉的方法有許多，但是主要的方式大多為電化學(xué)法、火法、濕法冶煉。除了這三種主流的方式以外還有許多針對特定的金屬，或是適用于特定的使用場景，例如諾蘭達法、三菱法、離析法、氧氣頂吹旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)爐法等等。這些方法各有特點，在選擇冶煉方法時需要結(jié)合現(xiàn)場實際情況、冶煉金屬種類與實際設(shè)備進行選擇。

5 結(jié)語

在本篇文章之中，主要就目前國內(nèi)主流的有色金屬冶煉工藝的各種工藝，以及設(shè)備的特點用途進行了簡略的分析，希望本篇文章對于我國在有色金屬冶煉方面技術(shù)水平的改進起到作用。