锡冶炼能耗与节能

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1、源5卷4期1896.7侧曰一金一锡冶炼能耗与节能何金梅(云锡 第一冶炼厂)国内外反射炉炼锡占世界锡产虽的8 0一0 0偏.本文论述了锡冶炼工艺的能源消耗状 况,分析了冶炼工艺过程中粗 炼反射炉及炼渣烟化炉、熔化炉大型消耗能源热工设备能 耗l衍、利用率低的主要原因,捉出了节能方向及 应采取的节能措施。表11984年锡冶炼工 艺工 序单位能耗水m云 锡公 司第一冶炼厂是 以火法炼锡为主的 冶炼厂。主要产品有精锡、焊锡和锡基合金,综合回收有价元素副产 白砷、粗铅和氯化亚锡等。生产流程是,精锡矿反射炉还原熔炼,粗锡 火法精炼脱除Fe、As、Cu,s b产出各种牌号的精锡、焊锡。焊锡采用氧化 亚 锡一盐

2、酸 电解生产特号锡。阳极泥、渣采用氯化挥 发熔炼回收氯化亚锡及粗铅。回 转 窑焙烧硬头析渣产出焙烧渣及砷灰,焙烧渣送反射炉处理,砷灰送电热白砷窑生产白砷。烟化炉硫化挥发处理反射炉富渣、富中矿等物料,通过淋洗塔,电收尘 回收有价金属。粗炼车间2至5号反射炉的烟气,经 二台余热 锅炉 用烟气余热生产蒸汽驱动1 50 0kw汽轮机发 电。1.锡冶炼能耗云锡第一冶炼厂冶炼生产过程消耗的能源是比较多的,年耗标煤6.3万吨。此外还消耗余热回收的 电力645.7 2万kwh,折合标煤34 4 2.08七。余热发 电占全 厂电耗的30.44%。生产用水污水处理闭路循环,回收水6 0 3.23万 m“。回收预热

3、器热风939七标煤。生产工艺捎耗商品能源占92.4肠,辅助 生产及亏 损 占7汤,非生产能耗占。.6弘。冶炼工一艺过程 中工序单位能耗以984年为例见表l。工序名称电kwh煤6 56 1 4煤标4 1 例吠眨厂粗 炼反 射炉火法精 炼处理物朴产 出 粗 锡处理粗锡产出精 焊 锡处理 焊 锡总 能 耗,标煤To.42 6l。0 70。0 8 72 1. 89。610。12 2焊锡电解炼渣烟 化炉 (包括电收尘)产出特号锡尸9 1处 理物 料0.49 3产 出电烟尘!3.0 3。2 0。55 1。66 1。58 6。85 1 3。61 1 1 51 9 6120 75 5一6035 212 0。8

4、0。76 49 40。58 45763。619注:表 中能耗 以每 吨 物料或产品计算。粗炼反 射 炉处理的人炉 物料 含 锡4 1.5铸,产出的粗锡含 锡80.6%;炼渣车间熔化炉烟化炉处理的 入炉物料平均含锡6.9铸,产出的电烟尘含锡36.8%,烟尘产出率16.2肠,产出的丢渣含锡0.0 8%,产率11 8 肠;电烟尘的入炉物料中富中矿 占表2锡冶炼主要产品能耗表,t标煤/七产品名称!可 比 能耗一辅助 能耗综合能耗精锡焊锡锡基合金粗铅白砷.95 6JO。2 49。8 0 20。0 68.3 0 80.0 3 5.3 0 90。064_90 20。306硫酸铜锡酸钠:0。1(;50。13

5、03。2 05三。8 702。3 4 33。3 7 31。2081。0173。1分O5卷4期1 986.于冶金能源3134.2俗;含锡4%,含水份1 82 0%。烟化炉 由粗炼反射炉和炼渣烟化炉是消耗能源的于处理富中矿导致了烟化炉 的工序能耗和锡大型 热工设备,是锡冶炼能耗的主体,是节产 品 的综 合能耗升高“主 要产品能耗见表2“能 的中心环节和关键。所以查清反射炉还原精锡、焊锡 的综 合能耗随着锡精矿品位熔炼及炼渣烟化炉烟化过程的热能转 换方的增加而降低,随烟化炉 处理富中矿量 的增式、演变流向及其转换 效率对降低锡冶炼的加 而升 高。能耗水平有很大意义。生 产工艺能耗中,原料车间的 回转

6、窑2.粗炼反射炉的热平衡及其节能泥浆烟尘干 燥 窑、反射炉 电收尘 系统 能耗占该厂现有7座反射炉,炉床面积有2 5、4.8呱 (其中产一吨 电烟尘耗电532.5kwh),3 1.2和3 6.6m“三种。2 5 m2反射炉是采白砷窑能耗 占0.3%,粗炼反射炉能耗占用周期熔炼、火仓燃烧供 热。供热方式较为3 6.1%,火 法精炼能耗占3.8%,焊锡电解落后,满足不 了炉子热工要求,炉子热效率能耗占3.2%,炼渣烟熔化炉能耗占4 9%,仅为1 5多 左右。3 1.2m2反射炉周期熔炼,综 合车间硫 酸铜,液碱、锡酸 钠等产品 能耗采用锤击式打煤机供粉煤燃烧。但粉煤粒度占2.8%。粗炼反射炉和炼渣

7、烟化炉能耗 占和水份达不 到要求,加之炉料分布不太合85.1呱。而粗炼反射炉和炼渣烟、熔化炉的理,加料后炉膛有效空间缩小,导致燃料不煤耗占全厂生产工艺煤耗的。0.5%。能完全燃烧,炉子热效率为2 3.9 8 呱。3 6.6m“表32 5m”反射炉周期 热能平 衡表热收人l热支出燃料燃烧 化学热还原 剂 化学热空 气物理热人炉物 料热人炉 煤热放热 反应热G J/周期17 2。8063 9。4 6 16。2 760。0 920.1 4 20.4 7321 9。2 50GJ/周期a.任,l今 ,一, 目dOJC口n乙. . bn?立匀八今7 1丢。821 1 3。00:合计10 0.0 0炉气带

8、走热产品带走热冷 却 水 带走热水 份蒸发 热还原反 应 吸热不完全燃烧热损失煤渣 带走热炉 体 散 热 损 失其它热损 失合计1 1 5。53511。5100。9594。19 112。9 8 350。9 161。4 7 01 7。1 244。5 6 421 9。2 5252。7 0:2。0 81 00。00表431.2m2反 射炉周期热能平衡表热收人热支出GJ/周期GJ/周期燃 料燃烧 化学热空 气物理 热还原 剂 化学热人炉煤带人热人炉物料 物理热造 渣 反应热152.7 9 34。9 6 618。3 050.2430.3774.0 7 084。532。7410。13:合云180、75 4

9、100_0 0炉气带走热产 品副产品带 走热冷 却水 带走热水份蒸发热燃料不完全 燃烧 热 损失炉体 散热还原反 应 吸 热其它热损失介计1 04。10517。7 3 13。79 35。82 01 1。32 516。19 919。7 9 51。9 8 61 8 07545 7.609。8 12。103。226。2 78。9 61 0。951。10100。00冶金能5卷4期18 96.学反射炉为改造后的连续熔炼炉,炉子热效率为29.65%。表34为粗炼反射炉设备的热平衡表。炼锡 反射炉的节能应从以下几个方面考虑。( l )严格控制空气过剩系数,减少不完全燃烧热损失燃料不完全燃烧热损失从热平衡表中

10、可知,2 5 m2反射炉为23.2 2%,锤击式打煤机 的为5.5 4 %,3 6m2试验反射炉为2.7%。我厂正在增建程套粉煤设备,今后反射炉全烧煤粉,预计能较大地减少不完全燃烧热损失。一 般废气中CO的体积含量有焰燃烧为0.5一3多,而实测 2 5m2反射炉的为5.2 5铸,当炉 子控制不好时高达H 1 2呱,说明反射炉烟气中C O的含量太高。我厂反射炉的空气过 剩系数选择1.2,但由于风机效率低及管道漏风,有时连1都达不到。其次我厂余热发电控制着反射炉烟道抽 风 闸板,因而直接控制着炉压 的正负,有时反射炉熔炼周期由sh延长到12h,烟道里C O含量 升高,余热锅 炉生产的蒸汽也就过多而

11、 放空。反射炉 的抽凤应由炉子操作工根据 炉子热工 要求 合理控制炉压,并保证适当的空气过剩系数。这是在不增加投资、设备和人员的情况下,操作上稍加注意就可 以节约大 量燃料的措施。(2 )提高烟气余热利 用率反射炉烟气带 走 的 热为57.6%至62.7弘。以 3 1.2m反射炉为例,热量 是13 913GJ/h。空气预热器预热的热风 含 热。.sl gGJ/h,温度为1 35,二台反射炉的烟气通过一台余 热 锅炉,二台余热锅炉带 一台15 00kW汽轮发电机 组进行 余 热 发 电(19 7 2年投产两炉 一机 发电,设备运行基本正常,对前后冶炼工艺要求基本适应 ),通过这 些 余热利川使3

12、1.2m”反射炉系统的热效率提高到31.72弧。如果改造预热器使热风 温度由13 5提 高到3 00,经计算预热器回收热风 的效率,预可由2.1 4提高到4.78呱,发电量再增加1 /3,余热发电的”余可 由5.6升高到7.4呱,芍系统就可提高到3 6.2 2 肠。(3) 提高燃煤的质量,螺旋加煤的炉 子改烧粉煤由于煤的质量好坏不 一,多数是固定 碳低、挥发份低和灰份高的劣质煤,因而炉温达不到要求,使熔炼时间大大拖长,造成炉床指数降低和能耗升高。所以只有提高燃料的热值才能加速炉料的熔化,从而加快熔炼过程。螺旋加煤 的 炉子,煤的水份 高、粒 度大,其不完全燃烧热损失为粉煤炉的4.2倍。机械性

13、不完全燃烧热损失是由煤渣 机械夹杂半焦 造成 的,此时煤渣含碳达2 5 一2 9俗,一冶炼厂正在增建两套粉煤设备,为反射炉改烧粉煤使用。(4)提高入炉物料的品位随着直接回收率的降低和返回品率的升高,能源消耗上升,然而直接回收率随着入炉物料含锡品位的提高而提高(表5)。近年来我厂人炉锡精矿品位为4 4 俗左右,这也是能源效率低的因素之一。表5物料含锡品位与直接回收率的关系人沪。,又、声曰口声入/UI 节切目口u L6 3.74一53.96一5 2.124 6.4 5弓4.22沪子直 回收接。,贾七沙7 0竿90.848 6。8 0.自.口七 . .,., . .,. 口口 叮.钱. 二 二 二创

14、, .二. .目币 出.即, . . 写 .J ._ 士二71 竺!:7.水份蒸发热占炉子热支出的3.2 2 呱,所以减少入炉物料水份能降低能耗,提高炉子热效率。目前入炉物 料含水1 8%,烟尘含水高达 2 0多左右,应尽量控制 电烟尘 制粒水份和 干烤窑烤烟池烟尘 的水份。(5 )工艺过程由周期熔炼改 为连续熔炼111周期熔炼改为连续熔炼可避免等料耗能、炉温周期波动和放渣、迸料等非作业时5卷4期198 6.7,冶金能源间。36.6m“反射炉改为烧粉煤连续熔 炼收部份烟尘后再经沉降室进入电收尘器回收后,炉床能力和3 1.2m“的相比由1.4 1提电烟尘。电烟尘含锡约4 0 呱,淋洗塔烟尘含高到

15、1.85七/m”d,提高了3 1.2铸。锡1 3 1 8呱左右,抛渣含锡。.1%以下。(6) 炉衬设计沈化,减少炉体散热熔化和烟化炉两个过程的综 合床能力,锡反肘炉 炉衬应根据 工艺特点进行热 力随着所处理的液料比例 的增加而增加,以处设计并结合考虑炉 子寿 命进 行经济分析,以理全液料为最高。若扣除熔化冷料时间,则 不实现炉衬系统 设计的最 尤化。管冷料的 比例如何,其烟化挥发能力都相差(7)合理提高生产率不大。198 4年处理物料中富中矿占3 4.2肠,炉子的生产率与物料在炉子中获得的有处理一吨混合料耗0.49 3t标煤,电、 g 6kwh,效热成正 比,适当 的沪 围开展 度,增加沪料水

16、9 4 m3,而产出一吨 电烟尘耗3.036t标及熔池的 有效表面,降l氏 炉料熔炼所需的热煤,电1 2 07kwh,水57 6m3。量均是提高炉子主产率的有效途径。烟化炉的能耗随着处理物料中富中矿所3.提高炼渣 烟 化炉、溶化炉热效率的占比例的升高而增加。但富中矿烟化炉硫化途径. 挥发回收锡、铅等有价金属工艺是该厂实行炼渣车间有风口断面积为2.6m2烟化选冶结合、综合利用矿山资源、提高金属回炉 两座,配2 2m“和 3 0m2熔化炉两座,收率增加锡、铅产量的重要措施。4m”烟化炉 一座。烟化炉 的燃料由热风球2.6m2烟化炉及22m“熔化炉设备热磨系统制备粉煤供给。熔化炉燃料由锤式打平衡如表67。由于烟化炉的 吹炼性质是煤机供给。硫化挥发从烟气中得到产品,所以烟气带走烟化炉处理物料为炼锡反射炉炉渣(含的热应为有效热,2.6m烟化炉设备的热效锡9肠 左右)、难选富中矿(含锡4肠 左率为4 1.4呢( 3 6.9+1.0+1.5+2.0 )。熔化右)、烟道灰及其它含锡