阳极泥侧吹还原炉的设计及应用_李栋.pdf
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1、阳极泥侧吹还原炉的设计及应用李 栋,曹珂菲(中国恩菲工程技术有限公司,北京)摘 要 年 月投产的湖南某企业铅电解改造及稀贵综合回收项目,设计电解系统年处理粗铅 万,综合回收系统选用一台 圆形竖式侧吹还原炉,用于处理粗铅电解产生的阳极泥及部分外购阳极泥,阳极泥规模年处理约为 。该项目是中国恩菲专利 技术(侧吹浸没燃烧熔池熔炼)在稀贵领域的一次拓展,圆形竖式侧吹还原炉的设计及应用取得了处理量大、能耗低、成本低、环保好等实际效果。本文对该炉的设计情况进行了介绍,并结合生产运行对一些问题进行了分析和探讨。关键词 阳极泥;侧吹;浸没燃烧;圆形竖式;还原炉中图分类号 文献标志码 文章编号 ():收稿日期
2、作者简介 李栋(),男,河北辛集人,教授级高级工程师,硕士,主要从事有色金属冶炼 工业炉咨询与设计工作。引用格式 李栋,曹珂菲 阳极泥侧吹还原炉设计及应用 有色设备,():引言 技术(侧吹浸没燃烧熔池熔炼)是由中国恩菲工程技术有限公司开发的具有自主知识产权的一种强化熔池熔炼技术集群,其核心特点是多通道侧吹喷枪直接向熔池内部喷入燃料和高富氧空气,将燃烧热量和还原剂送入熔池并搅动之,可加速熔池内部理化反应的发生。该技术热利用率高、物料适应性广,特别适用于不发热物料的处理,可以有效调控熔池温度,利于金属与炉渣的澄清分离,提高有价金属的回收率。之前,该技术已应用于液态铅渣还原、再生铅处理、锌浸渣处理、
3、固危废处置等领域,本次处理铅阳极泥是该技术在稀贵领域的一次拓展。铅阳极泥陈化后其大部分杂质主要以氧化物形态存在,阳极泥经过配料后连续进入侧吹还原炉。在高温和还原性气氛的作用下,部分砷、锑以低价氧化物的形态挥发进入烟尘,部分与加入的熔剂作用而造渣;部分铅、铋、铜等被还原成金属,熔融的铅、铋、铜是金、银的良好捕集剂,在沉降过程中大量捕集金、银等贵金属,形成贵铅而使金、银与大部分杂质分离。侧吹还原炉产出的贵铅通过流槽流入低温跑烟转炉,通过空气氧化挥发,除去大部分的砷和锑。合金中的金、银品位进一步提高,达到 的水平。侧吹还原炉产出的稀渣经过流槽进入渣沉淀转炉保温,使渣中夹杂的贵铅进一步沉降分离,产出次
4、贵铅,再加入跑烟转炉中处理;炉渣放出冷却后送到配料仓,在锑系统中进一步回收有价金属。本项目选用圆形竖式结构侧吹还原炉,炉床面积为 ,设计年处理铅阳极泥约 。设计圆形竖式结构,主要原因:一是炉床面积小,方便做成圆形,其承压性也好;二是在熔池面积和炉膛高度相同的情况下,圆形炉的表面积最小,即热量散失最小、热效率更高,同时需要设置水套的面积也最小,投资相对更省。该侧吹还原炉的设计及应用取得了处理量大、能耗低、成本低、环保好等实际效果。本文将对该炉的设计情况进行介绍,并结合生产运行分析和探讨一些问题。阳极泥侧吹还原炉设计.工艺条件侧吹还原炉年有效工作时间 ,处理阳极泥量约 (干基),炉床面积为 ,支侧
5、喷枪供入天然气量 ,富氧空气量 ,富氧浓度。熔池温度 ,烟气温度 ,微负压操作。稀渣打眼排放,量约.有色设备 年第 期,贵铅虹吸排放,量约 ,周期排放。.阳极泥侧吹还原炉设计现代熔池熔炼技术的特点之一是熔池搅动剧烈,因而生产时炉体会对土建基础产生一个基础扰动力,根据实践经验扰动频率普遍在 之间。因此,要求土建基础的自振频率避开这个区间,一般需增加基础墩的重量。本项目中,要求土建基础做成实心圆台形,其自振频率可限制在 之间,基本可避开炉体的扰动频率,因此后期投产之后共振情况不甚明显。炉体最下部为支撑裙座,它与土建基础之间用地脚螺栓相连接。裙座周圈上开有 个 通风口,可以对炉壳的球缺底进行自然通风
6、或者强制通风冷却。球缺底由裙座支撑,之所以采用球缺底而非平底,是由于平底容易因热膨胀而造成周边翘曲现象,而球缺底则自然适应热膨胀的趋势,热稳定性好。再往上为高约 的直段炉体,由直段炉壳、直段砌体、虹吸口、上下渣口、个喷枪座组成。圆形竖式炉的底部炉壳受力最大,经核算之后取直段炉壳厚度为 ,材质为。直段炉壳内部首先砌筑一圈耐火粘土砖,然后再砌筑一圈半再结合镁铬砖,最终形成的炉膛内径为 ,炉底采用十字砌。虹吸道与水平面夹角,断面尺寸为 。个喷枪座沿圆周方向均匀布置,喷枪向下倾斜,喷枪口的高度介于上下渣口之间。上下渣口采用铜水套冷却,正常放出用上渣口,需要换枪时用下渣口放出,将枪口露出液面。锥段炉体高
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