铜浮渣反射炉结构改造实践探索

第２７卷第４期　２０１１年８月　ＨＵＮＡＮ　Ｎ０ＮＦＥＲＲＯＵＳ　ＭＥＴＡＬＳ　湖南有色金属　３５　铜浮渣反射炉结构改造实践探索　牛勤学，付国秀　（陕西锌业有限公司商洛炼锌厂，陕西商洛摘７２６００７）　要：经过对铜浮渣反射炉熔炼过程的气氛特性及焦炉煤气特性的分析，将铜浮渣反射炉的结构　及砌体材质进行了改进，并经生产实践验证，成效显著。　关键词：铜浮渣反射炉；结构；砌体材质　中图分类号：ＴＦ８０６．２９　文献标识码：Ａ　文章编号：１００３—５５４０（２０１１）０４—００３５—０２　铅精炼除铜过程中所产的铜浮渣，一般经过反　射炉或转炉处理，以回收铅、铜、锌、金、银。铜浮渣　反射炉一般以块煤、重油、发生炉煤气或天然气为燃　间，铁、钙、硅形成炉渣浮在最上面，锌、铟等易挥发　的金属被还原成金属气体随烟气带出，在收尘系统　随着温度的降低氧化成金属氧化物被收集，铅从炉　底以虹吸形式放出，渣和冰铜从渣口放出［¨。　料。而某公司的铅浮渣反射炉以焦炉煤气为燃料，　但其反射炉炉型结构仍沿用了以块煤为燃料的炉型　结构。在使用过程中，由于焦炉煤气的热值较高，火　２原铜浮渣反射炉结构及存在的问题　２．１原铜浮渣反射炉结构及辅助设施　焰较长，火焰温度高，经常出现炉顶或直升烟道烧　塌，侧墙或挡火墙烧穿等设备事故，迫使停炉检修，　给企业造成了巨大的经济损失。经过对焦炉煤气的　特性、反射炉熔炼过程的气氛特性分析，将反射炉的　结构及砌体材质进行了改进，并经生产实践验证，成　效显著，大大提高了反射炉的使用寿命。　反射炉由燃烧室、熔池、直升烟道三部分组成，　反射炉附件有加料斗、放铅口、放渣口、烧嘴，辅助设　施有平烟道、沉尘箱、表面冷却器、布袋收尘器、离心　风机、烟囱。其结构连接示意图如图１所示。　２．２存在的问题　２．２．１　炉体结构设计不合理　１　反射炉熔炼铜浮渣的基本原理　国内外铜浮渣反射炉一般以块煤、重油、发生炉　煤气或天然气为燃料，采用纯碱一铁屑法处理铜浮　渣，炉温一般控制在１　２００～１　２５０℃，铜浮渣与纯　碱、焦粉、铁屑配料从炉顶加入，加入纯碱可以使砷、　原铜浮渣反射炉设计有燃烧室、挡火墙、直升烟　道，炉顶采用驼峰式炉顶，该炉型结构对以煤为燃料　的反射炉较适应，但经实践验证，对于以焦炉煤气为　燃料的反射炉，存在以下弊端：　１．炉底和侧墙均采用　＝１０钢板，且侧墙钢板　的高度仅为炉底厚度。　锑与纯碱生成钠盐进入炉渣和ＰｂＳ生成金属铅，同　时可降低炉渣和铜锍的熔点，加入铁屑是利用金属　铁与ＰｂＳ发生置换反应，将铅置换出来，同时造铜　锍，加入焦粉的目的是将ＰｂＯ还原成金属铅和维持　炉内的还原性气氛，防止炉料上层氧化，调整钠在铜　锍和炉渣中的分配，一般加入量为１％～３％。铜浮　渣在高温下熔化，在纯碱、铁屑、焦粉共同作用下，铅　２．焦炉煤气的热值１７　９７６　ｋＪ／ｍ　，热值大，火焰　温度高，高温火焰直射挡火墙，挡火墙容易烧坏，从　而导致漏铅事故。　３．挡火墙改变火焰方向，使高温火焰直射炉　顶，炉顶温度高，炉顶容易烧坏，炉顶寿命短。　４．直升烟道以拱顶为支撑，容易塌陷。　２．２．２放铅口位置设计不合理　被还原成液态金属铅，同时富集金、银，向炉底沉降，　铜与铁、硫、钠、砷、锑形成冰铜浮在铅液面与炉渣中　作者简介：牛勤学（１９６９一），男，工程师，主要从事冶炼技术管理工作。　原铅浮渣反射炉放铅口设计在反射炉端头，放　渣口设计在反射炉侧面，放渣过程更换渣包通过渣　３６　湖南有色金属　第２７卷　图１反射炉结构连接示意图　包小车的平移来更换，放铅过程铅包的更换，通过行　性、强碱性气氛，炉气及高温液体渣对高铝砖的腐蚀　车的吊移来更换，操作难度大，安全性差，经常出现放　比较快，炉顶用不到２个月，炉墙及炉底用不到６个　铅口堵不死，产生跑铅、烧伤等安全事故。　２．２．３砌体材质选择不合理　月，严重影响生产。　该公司原反射炉拱顶、炉墙及返拱底均用高铝砖　砌筑，由于炉内是１　２００—１　２５０℃的高温及强还原　３改进方案　改进后的反射炉结构如图２所示。　图２　改进后的反射炉结构连接示意图　１．将炉底钢板改为　＝１６钢板，侧墙钢板改为　＝命，又便于清理，减少了烟道阻力。　１２钢板，侧墙钢板高度改为与侧墙同高。　２．将放铅口由反射炉端头改到与放渣口相同　５．高铝砖和铝镁砖的主要性能分析对比见表　１，由表１可以看出镁铝砖的耐火度、荷重软化开始　点温度、使用温度都比高铝砖高，其化学稳定性与高　铝砖一致，对还原性气氛、碱性渣、熔融金属都有较　强的抵抗性，因此，将铜浮渣反射炉的拱顶及炉墙砌　的侧面，由于放铅、放渣两个操作过程存在时间差，　可以用同一个渣包小车来完成放铅、放渣操作。　３．去掉燃烧室，将燃烧室直接改为熔池，可扩　大熔池面积２．２　ｍ２，提高了反射炉处理能力。　体材质由高铝砖改为镁铝砖，将返拱底由高铝砖砌　４．将直升烟道改为平烟道，既延长了烟道寿　体改为用浇铸料整体浇铸。　表１　高铝砖和铝镁砖的主要性能分析对比表［　］　（下转第７Ｏ页）　７０　湖南有色金属　第２７卷　样品分析，尤其是对锡、锑、砷、ｓｏｌ一含量较高的铅　泥样品，必须采用加浓氢溴酸反复蒸干而消除其干　扰，否则结果严重偏低。　３．试验发现，超过２　０００／￣ｇ／ｍＬ的ｐｂ２一使测定　时原子吸收值增加，在高铅铅泥中分析微量铟时，铟　标准系列溶液中要加入与试样相当量的铅标液为宜。　参考文献：　［１］［美］ｗ．斯拉文．原子吸收光谱分析［Ｍ］．北京：冶金工业出版　社，１９７７．　２．在含有０．５％氯化物、硝酸盐、磷酸盐、硫酸　盐和１００　ｔｔｇ／ｍＬ铝、镁、铜、锌的溶液中，５０肚ｇ／ｍＬ　的铟的回收率大于９５％，当这些金属含量更高时，铟　的回收率降至９０％左右…１。　收稿日期：２０１ｌ一０４—２０　Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｉｎｄｉｕｍ　Ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｌｅａｄ　Ｓｌｉｍｅ　ｂｙ　Ｆｌａｍｅ　Ａｔｏｍｉｃ　Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ　ＹＡＮＧ　Ｄｅ—ｌｉ　（Ｈｕｎａｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ　Ｍｅｔａｌｓ，Ｃｈａｎｇｓｈａ　４１００１５，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｔｈｅ　ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｉｎｄｉｕｍ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｌｅａｄ　ｓｌｉｍｅ　ｂｖ　ｆｌａｍｅ　ａｔｏｍｉｃ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ，ｍａｉｎｌｙ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｔｈｅ　ａｃｉｄ　ｍｅｄｉｕｍ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ　ｏｆ　ｃｏｎｃｏｍｉｔａｎｔ　ｅｌｅｍｅｎｔｓ．Ｔｈｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ａｃｃｕ—　ｒａｔｅ，ｒｅｌｉａｂｌｅ，ｓｉｍｐｌｅ，ａｎｄ　ｏｆ　ｇｏｏｄ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｈｉｇｈ　ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｒｅｔｕｒｎｓ—ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｂｅｔｗｅｅｎ　９５．８％ａｎｄ　１　００．４％．ｗｈｉｃｈ　ｉＳ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　ｆｏｒ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｉｎｄｉｕｍ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｌｃａｄ　ｓｌｉｍｅ．Ｔｈｅ　ｒａｎｇｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｉｓ　０．０Ｏ５％～２．５Ｏ％．　Ｋｅｙ　：　：ｌ　ｉｕｍ　ｗｏｒｄｓ　ＦＡＡＳ　ｃａｄ　ｓｌｉｍｅ；ｎｄｉ．（上接第３６页）　４．整体浇铸炉底，炉底钢板的加厚及侧墙钢板　４取得的成效　改进后经过２　ａ的生产运行，实践验证取得了以　下成效：　的加厚加高，杜绝了炉底渗铅事故的发生。　５．延长了反射炉使用寿命，炉顶使用寿命延长　到了７个月，炉墙使用寿命延长到了１４个月，炉底　使用寿命延长到了２　ａ以上。　参考文献：　［１］卿启云．重有色金属冶炼设计手册·铅锌铋卷［Ｍ］．北京：冶金　工业出版社，１９９５．１６２．　１．铅口、渣口在反射炉的同一侧，便于操作，减　少了安全事故。　２．提高了反射炉的处理能力，在占地面积不变　的情况下，反射炉熔池面积增大了２．２　ｍ　，反射炉的　日处理铜浮渣量增加了８．８　ｔ。　［２］王守德．冶金炉热工与设计［Ｍ］．西安：陕西科学技术出版社，　１９９５．４６６．　３．平烟道便于清理，消除了炉顶塌陷引起的烟　道塌陷，使烟道使用寿命延长到了ｌ４个月。　收稿日期：２０１１—０６—０５　Ｃｏｐｐｅｒ　Ｄｒｏｓｓ　Ｒｅｖｅｒｂｅｒａｔｏｒｙ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｐｒａｃｔｉｃｅ　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ＮＩＵ　Ｑｉｎ—ｘｕｅ，ＦＵ　Ｇｕｏ－ｘｉｕ　（Ｚｉｎｃ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．Ｓｈａｎｘｉ　Ｓｈａｎｇｈｔｏ　Ｓｍｅｌｔｅｒ，Ｓｈａｈｘｉ　７２６００７，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ａｎｄ　ｃｏｋｅ　ｏｖｅｎ　ｇａｓ　ｉｎ　ｃｏｐｐｅｒ　ｄｒｏｓｓ　ｒｅｖｅｒｂｅｒａｔｏ—　ｒｙ　ｓｍｅｈｉｎｇ，ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｍａｓｏｎｒｙ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｏｆ　ｃｏｐｐｅｒ　ｄｒｏｓｓ　ｒｅｖｅｒｂｅｒａｔｏｒｙ　ａｒｅ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｓ　ａｒｅ　ｒｅｍａｒｋａｂｌｅ　ａｆｔｅｒ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｐｒａｃｔｉｃｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｏｐｐｅｒ　ｄｒｏｓｓ　ｒｅＶｅｒｂｅｒａｔｏｒｙ；ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｍａｓｏｎｒｙ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ