?；到y(tǒng)在銅冶煉企業(yè)的實(shí)踐

馬榜樣

（中銅東南銅業(yè)有限公司，福建 寧德 352100）

1 ?；到y(tǒng)介紹

某銅冶煉企業(yè)有三套?；到y(tǒng)[1]，熔煉段有兩套冰銅粒化系統(tǒng)，吹煉段有一套渣?；到y(tǒng)，分別作用于熔煉段的液態(tài)冰銅和吹煉段的液態(tài)吹煉渣。粒化是采用高壓氮?dú)鈱⒈~（渣）打散為小顆粒，并用高壓霧化水將冰銅（渣）小顆粒冷卻，冷卻后的冰銅（渣）顆粒通過(guò)刮板運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行收集，進(jìn)入指定的位置。在熔煉段的冰銅粒化系統(tǒng)中，風(fēng)淬產(chǎn)生的煙氣通過(guò)旋流板洗滌塔沉降煙氣中的固體顆粒，洗滌后的煙氣送脫硫系統(tǒng)。在吹煉段的渣?；到y(tǒng)中，風(fēng)淬系統(tǒng)產(chǎn)生的煙氣通過(guò)較長(zhǎng)的管道進(jìn)行沉降固體顆粒，沉降后的煙氣進(jìn)入環(huán)集凈化系統(tǒng)。

旋流板洗滌除塵裝置：采用生產(chǎn)水洗滌含塵的煙氣。煙氣在風(fēng)機(jī)的作用下沿著塔壁的切向進(jìn)入旋流板洗滌塔內(nèi)，從下方旋轉(zhuǎn)移動(dòng)至上方。在離心力的作用下，煙氣通過(guò)多層塔板，充分與上部向下噴淋循環(huán)水接觸，達(dá)到除塵目的。

管道沉降：煙氣通過(guò)豎直和水平管道，在風(fēng)速發(fā)生變化的情況下，煙氣中固體顆粒按照比重的大小依次沉降。

冰銅風(fēng)淬：利用高壓氮?dú)夂透邏核畬⑷廴诘谋~打散為小顆粒并冷卻下來(lái)，控制合理的氮?dú)饬?、水量以及氮?dú)獾膲毫?，可以控制冰銅的力度，也可以避免冰銅風(fēng)淬過(guò)程中的“放炮”現(xiàn)象。

冰銅風(fēng)淬核心設(shè)備為風(fēng)淬噴頭，風(fēng)淬介質(zhì)采用壓縮空氣或氮?dú)?，加壓水主要?duì)風(fēng)淬后的熱態(tài)冰銅進(jìn)行冷卻。壓縮空氣或氮?dú)獾膲毫?.6Mpa～0.8Mpa，風(fēng)淬系統(tǒng)包含有一個(gè)儲(chǔ)氣罐，主要是用來(lái)保證風(fēng)淬氣的壓力穩(wěn)定。風(fēng)淬時(shí)打開儲(chǔ)氣罐進(jìn)口閥門，確保氣源壓力在0.6Mpa～0.8Mpa以上，氣量通過(guò)調(diào)節(jié)閥控制，在DCS畫面上有流量顯示。

風(fēng)淬水為采用循環(huán)水，補(bǔ)充水為硫酸回用水或新水來(lái)自廠區(qū)工業(yè)新水管網(wǎng)的新水，經(jīng)風(fēng)淬泵加壓到0.6Mpa～0.8Mpa以上，風(fēng)淬泵共兩臺(tái)，平時(shí)一用一備，冰銅流量特別大時(shí)可以同時(shí)開啟兩臺(tái)，泵前后均有手動(dòng)閥，出口有逆止閥。風(fēng)淬水量通過(guò)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)，在DCS畫面上有流量顯示。

在風(fēng)淬室下方安裝有一臺(tái)埋刮板運(yùn)輸機(jī)，埋刮板運(yùn)輸機(jī)將風(fēng)淬后的冰銅收集并帶出風(fēng)淬室，然后由下游的皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸?shù)奖~存放處。

風(fēng)淬室頂部裝有排煙管道，把風(fēng)淬產(chǎn)生的氣體引出風(fēng)淬室，并由后續(xù)的風(fēng)機(jī)送入煙氣處理系統(tǒng)。風(fēng)淬室煙氣出口處裝有測(cè)量煙氣溫度的熱電阻，在風(fēng)淬過(guò)程中，煙氣的溫度是調(diào)節(jié)風(fēng)淬水量的重要依據(jù)。風(fēng)淬室煙氣出口處還各裝了一個(gè)電動(dòng)蝶閥，當(dāng)冰銅排放時(shí)，應(yīng)保證相應(yīng)的電動(dòng)蝶閥處于打開狀態(tài)，且另一電動(dòng)蝶閥處于關(guān)閉狀態(tài)，以保證風(fēng)淬室的負(fù)壓。工藝流程圖如下。

圖1 冰銅?；到y(tǒng)工藝流程圖

圖2 渣粒化系統(tǒng)工藝流程圖

2 ?；到y(tǒng)存在問(wèn)題

某銅冶煉企業(yè)粒化系統(tǒng)是采用祥光銅業(yè)有限公司的專利技術(shù)，其核心是系統(tǒng)的?；?，祥光銅業(yè)的粒化過(guò)程為“無(wú)水?；?，排出的煙氣為潔凈氣體。它區(qū)別于INBA的粒化，INBA?；倪^(guò)程是“水淬過(guò)程”[2],吹散的顆粒進(jìn)入水池進(jìn)行冷卻，進(jìn)入冷卻沉淀和分離。在某銅冶煉企業(yè)熔煉廠的生產(chǎn)實(shí)踐中，?；到y(tǒng)的專利優(yōu)勢(shì)沒(méi)有得到充分的發(fā)揮，在生產(chǎn)中主要表現(xiàn)為：?；覀?cè)壁的粘結(jié)，?；到y(tǒng)的失衡，?；療煔庀到y(tǒng)的失衡等問(wèn)題，導(dǎo)致系統(tǒng)和下游設(shè)備的異常損壞。下面將具有代表性的問(wèn)題進(jìn)行分析。

2.1 ?；覀?cè)壁的粘結(jié)問(wèn)題

在?；倪^(guò)程中，?；囊后w通過(guò)高壓氮?dú)膺M(jìn)行吹散，通過(guò)霧化水進(jìn)行冷卻，形成了?；念w粒。在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中高壓氮?dú)鈱?duì)溶液的冰銅（渣）吹散的顆粒度并不理想，導(dǎo)致部分沒(méi)有吹散的液體銅（渣）堆積在粒化室的側(cè)壁，再經(jīng)過(guò)大流量的霧化水70m3/h～8m3/h的高壓水進(jìn)行冷卻，熔融的銅（渣）水很快形成了堅(jiān)硬的固體，粘結(jié)在?；业膫?cè)壁上。

2.2 ?；到y(tǒng)失衡問(wèn)題

在整個(gè)?；到y(tǒng)中，水平衡是個(gè)很關(guān)鍵問(wèn)題。由于高壓氮?dú)夂退淖饔脤?dǎo)致冰銅（渣）泥[3]的產(chǎn)生，冰銅（渣）泥進(jìn)入水系統(tǒng)中，很容易導(dǎo)致地坑水轉(zhuǎn)運(yùn)池的有效容積減少，增加了攪拌裝置的負(fù)荷，在壓濾機(jī)壓濾的過(guò)程中，導(dǎo)致濾布的堵塞，壓濾效果降低且壓濾出的濾液也很渾濁，壓濾出的水進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)的清水池，會(huì)導(dǎo)致清水池的有效容積減少，直接影響?；玫倪\(yùn)行，從而再次影響?；瘒婎^的?；Ч?。整個(gè)水系統(tǒng)的失衡也直接導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)備的損壞，水泵的不定期損壞，刮板機(jī)鏈條的張緊調(diào)整，運(yùn)輸皮帶的劃傷，運(yùn)輸皮帶地基基礎(chǔ)及框架腐蝕，整個(gè)物料轉(zhuǎn)運(yùn)的潑灑等問(wèn)題。

2.3 煙氣系統(tǒng)的失衡問(wèn)題

在整個(gè)粒化系統(tǒng)中，煙氣是環(huán)保控制的重點(diǎn)，通過(guò)?；蟮乃魵猓ǔ仕嵝裕┌殡S著二氧化硫氣體，細(xì)小的泥冰銅等，進(jìn)入旋流板洗滌塔，通過(guò)排煙風(fēng)機(jī)進(jìn)入管道，最終送往硫酸環(huán)集系統(tǒng)。在生產(chǎn)實(shí)踐中，旋流板洗滌塔使用壽命比原始設(shè)計(jì)小，現(xiàn)場(chǎng)的不銹鋼316L管道和閥門也因煙氣及冰銅泥的顆粒導(dǎo)致腐蝕破損。使用的排煙風(fēng)機(jī)也因環(huán)境的不適用導(dǎo)致提前的裂化，環(huán)境的玻璃鋼管道也出現(xiàn)裂紋等。整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)煙氣有時(shí)會(huì)出現(xiàn)外溢的現(xiàn)象。

3 原因分析及處理

3.1 側(cè)壁粘結(jié)問(wèn)題分析及處理

根據(jù)風(fēng)淬原理和生產(chǎn)實(shí)踐，風(fēng)的平面度和局部風(fēng)壓的大小決定液體?；膹氐仔?，在某企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)踐中，風(fēng)噴頭噴出的氣體沒(méi)有形成一個(gè)平面，部分的液體通過(guò)風(fēng)噴頭的間隙逃出，如果逃出的液體進(jìn)入水中，就形成大的顆粒物，如果逃出的液體堆積在某個(gè)部位，就形成大塊。

冰銅或渣的末節(jié)溜槽出口方向也是形成大塊和側(cè)壁粘結(jié)的另一個(gè)重要原因，例如現(xiàn)有的?；瘒娮爝m應(yīng)經(jīng)常性的流動(dòng)曲線，如果液體的曲線出現(xiàn)變化（溜槽內(nèi)的形成的堵塞物），呈現(xiàn)出一側(cè)偏流的情況，也會(huì)導(dǎo)致大顆粒和粘結(jié)大塊的產(chǎn)生。末節(jié)溜槽的底部的流經(jīng)面也是導(dǎo)致產(chǎn)生偏流的一個(gè)關(guān)鍵的原因。如果冰銅（渣）化學(xué)成分發(fā)生了變化，也會(huì)導(dǎo)致大顆粒和箱體的粘結(jié)。

針對(duì)上述問(wèn)題，在生產(chǎn)實(shí)踐中，對(duì)原有的風(fēng)水?；瘒婎^進(jìn)行了改進(jìn)，主要改進(jìn)了?；瘒婎^出口的直徑，增加了?；瘒婎^的個(gè)數(shù)，有效的改變了?；隹诘钠矫娑日w性（如圖3），增加了風(fēng)的平面度和風(fēng)壓控制措施；加強(qiáng)了排放人員對(duì)溜槽的管理，改進(jìn)了末節(jié)溜槽流經(jīng)面，主要采取了人員定期對(duì)溜槽中冷銅清理，關(guān)鍵是轉(zhuǎn)彎處結(jié)焦的清理，有效恢復(fù)了溜槽原有的曲線，同時(shí)設(shè)想在原來(lái)的溜槽的基礎(chǔ)上，稍微改變溜槽的原有的直線度，形成現(xiàn)有流體的正確曲線，在實(shí)際的生產(chǎn)中也采取了泥巴圍堰形式，改變流體的曲線，這上面的措施也減少了粘結(jié)的概率。同時(shí)也加強(qiáng)了入爐物料及爐況的管理，減少放銅帶渣和高鎂礦的入爐。在改進(jìn)后的半年多生產(chǎn)實(shí)踐中，基本解決了?；医Y(jié)塊的問(wèn)題。

圖3 改進(jìn)后的噴頭

3.2 水系統(tǒng)問(wèn)題分析及處理

針對(duì)上述的水系統(tǒng)問(wèn)題，東南首先從用水量上進(jìn)行控制，在原始設(shè)計(jì)中，粒化水的設(shè)計(jì)流量為50m3/h，而在實(shí)際生產(chǎn)控制中為70m3/h～80m3/h，氮?dú)獾膲毫刂圃?kg/cm2～9kg/cm2。但經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的摸索，現(xiàn)控制水量比原生產(chǎn)減少了10%，氮?dú)獾膲毫σ矞p少了10%，基本控制了冰銅泥產(chǎn)生，但是細(xì)冰銅（渣）的產(chǎn)生是避免不了的。

三年多的生產(chǎn)中，逐步對(duì)壓濾機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，由原來(lái)的暗流形式改進(jìn)程明流形式，有利于對(duì)壓濾機(jī)的維護(hù)，增設(shè)第三臺(tái)壓濾機(jī)，減少原有壓濾機(jī)使用負(fù)荷，增加壓濾系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)時(shí)間。對(duì)現(xiàn)有的?；夜伟逡策M(jìn)行初步改進(jìn)，提升了刮板機(jī)的角度，增加了大塊篩除裝置，有利于減少冰銅（渣）的含水，同時(shí)也減少大顆粒冰銅塊狀物對(duì)下一道工序皮帶運(yùn)輸機(jī)表面的劃傷。

由于水系統(tǒng)失衡影響的范圍較廣，對(duì)設(shè)備的破壞性較強(qiáng)。企業(yè)對(duì)所有?；绊懙脑O(shè)備做改進(jìn)性的維護(hù)保養(yǎng)，從?；眠M(jìn)行結(jié)構(gòu)形式的改進(jìn)，到冰銅皮帶進(jìn)行延伸、水泥基礎(chǔ)的提高，現(xiàn)有材質(zhì)的改變等等。探索出一條適合東南銅業(yè)生產(chǎn)的?；到y(tǒng)設(shè)備，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

企業(yè)為了解決冰銅水分酸性過(guò)高對(duì)設(shè)備的腐蝕性問(wèn)題，在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上增設(shè)了石灰噴灑裝置，根據(jù)?；甈H值的大小進(jìn)行定計(jì)量加入生石灰，有效的改變了粒化水的酸性問(wèn)題。同時(shí)企業(yè)對(duì)現(xiàn)有的粒化水泵進(jìn)行改進(jìn)，由原來(lái)的管道泵改進(jìn)成離心式水泵，利用現(xiàn)有的?；业乜幼龆纬吻宄?，進(jìn)行潔凈水的分離使用，目前此種改進(jìn)的項(xiàng)目正在實(shí)施階段。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度考慮了冰銅泥處理的問(wèn)題，也進(jìn)行探索性的改進(jìn)了?；瘒婎^和生產(chǎn)操作，同時(shí)也新建了一套冰銅泥處理設(shè)施，增設(shè)了圓錐沉降槽進(jìn)行固液分離，預(yù)計(jì)在明年可以投入使用，這些都提升了無(wú)水粒化的運(yùn)行能力。

3.3 煙氣系統(tǒng)問(wèn)題分析及處理

煙氣系統(tǒng)問(wèn)題分析，主要原因是系統(tǒng)設(shè)計(jì)風(fēng)量偏小，在硫酸環(huán)集系統(tǒng)入口前與熔煉環(huán)集煙氣進(jìn)行交匯，出現(xiàn)干涉封堵現(xiàn)象，在平時(shí)不生產(chǎn)排放的過(guò)程中，?；到y(tǒng)的環(huán)境較好，但在排放過(guò)程中，特別是熔煉爐和吹煉爐同時(shí)排放時(shí)，冰銅?；到y(tǒng)的煙氣會(huì)出現(xiàn)外溢，?；乙踩菀壮霈F(xiàn)“放炮”[3]現(xiàn)象。

針對(duì)此種生產(chǎn)情況，由于原始設(shè)計(jì)的問(wèn)題，在正常生產(chǎn)中無(wú)法解決，只有通過(guò)充分挖掘生產(chǎn)潛能，對(duì)熔煉和吹煉及其?；療煔膺M(jìn)行組織優(yōu)化，解決或降低整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)中的煙氣外溢問(wèn)題。與此同時(shí)也對(duì)現(xiàn)有粒化室的閥門進(jìn)行改進(jìn)，減少兩臺(tái)?；彝瑫r(shí)抽煙氣的問(wèn)題，有目的降低煙氣系統(tǒng)的負(fù)荷。在祥光生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)?；到y(tǒng)煙氣專門設(shè)置了一套煙氣處理系統(tǒng)，給企業(yè)的生產(chǎn)提供了理論和實(shí)踐的支持，從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮看，還是需要單獨(dú)建立一套煙氣處理系統(tǒng)或增加硫酸處理煙氣的能力。

4 結(jié)論

祥光銅業(yè)的?；到y(tǒng)在該企業(yè)的應(yīng)用沒(méi)有很好發(fā)揮出祥光專利的優(yōu)越性，原因有很多種，這也給使用的企業(yè)員工在無(wú)水?；乃缴咸岣吡艘粋€(gè)臺(tái)階。分析無(wú)水?；南到y(tǒng)和原有成熟的水淬系統(tǒng)，無(wú)水?；奶嵘臻g還是很高。