富氧底吹熔池熔煉爐外分離改爐內(nèi)分離技術(shù)及實踐

夏躍彪

摘要：本文介紹了易門銅業(yè)有限公司富氧底吹爐熔池熔煉爐外分離改爐內(nèi)爐內(nèi)分離技術(shù)改造情況，并對整個工藝配置情況系統(tǒng)的進行了介紹，對生產(chǎn)控制出現(xiàn)的問題情況進行了分析總結(jié)，并制定的相應(yīng)措施。

關(guān)鍵：詞底吹爐;爐外分離;爐內(nèi)分離;工藝配置;工藝控制

易門銅業(yè)有限公司是國內(nèi)第2家采用富氧底吹熔池熔煉、貧化電爐沉降分離（也就是采用爐外分離）的生產(chǎn)企業(yè)，也是國內(nèi)第一家由爐外分離改爐內(nèi)分離的生產(chǎn)企業(yè)，原設(shè)計年產(chǎn)粗銅5萬t，硫酸21.35萬噸，技術(shù)改造于2013年3月開始建設(shè)，2014年4月28日建成投產(chǎn)，通過6個月試生產(chǎn)，達到設(shè)計要求。為達到銅行業(yè)10萬噸產(chǎn)業(yè)門檻，并實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，2015年12月公司啟動了10萬噸環(huán)保高效清潔化生產(chǎn)改造項目，2016年4月完成了項目可研審查，2016年5月完成了初步設(shè)計審查，確定了易門銅業(yè)環(huán)保高效清潔化生產(chǎn)改造項目。2016年6月開始進行施工圖設(shè)計，同時對輔助系統(tǒng)開始進行施工。2017年2月利用停產(chǎn)大修對主工藝系統(tǒng)進行改造，通過68個晝夜，順利完成技改工作，并于2017年4月19日順利投入生產(chǎn)，兩個月達產(chǎn)達標(biāo)，實現(xiàn)了環(huán)保高效清潔化生產(chǎn)改造的目的。

1改造情況、工藝及裝備

1.1 主工藝系統(tǒng)改造

易門銅業(yè)于2017年2月至4月對現(xiàn)有底吹爐實施改造，即把底吹爐爐外分離改造為爐內(nèi)分離，停用貧化電爐。根據(jù)渣沉降距離要求以及現(xiàn)場配置情況，底吹爐加長7m至Φ4.2×20.5m，筒體壁厚仍為60mm。原有底吹爐本體支撐不變，在北端增加一個托輪支撐，即底吹爐本體采用三托輪支撐。爐內(nèi)液面高度1200mm，其中銅锍層600～850mm，渣層350～600mm，熔體總量約250t。主電機、交流電機、減速箱、制動器、聯(lián)軸器均進行更換。煙氣出口由原配置上的南端改到北端，由1.65×1.4m改為2.6×1.6m，爐口煙氣流速14.3㎡/s。現(xiàn)有三個加料口向南移動，使其放于氧槍區(qū)中段頂部，加料口大小仍維持Φ340mm。爐體一側(cè)為放銅口，大小為Φ50mm，銅口中心距離爐底200mm，產(chǎn)出的銅锍使用泥炮機打眼間斷放出，經(jīng)溜槽排放到6m？冰銅包內(nèi)，采用冰銅小車運輸至吹爐主廠房內(nèi)，再由冶金橋式起重機吊起加入轉(zhuǎn)爐進行吹煉。爐體北端設(shè)置一個溢流放渣口，大小為300x300mm，渣口中心距離爐底部為1200mm。為保證開爐時的熱量供應(yīng)，底吹爐兩端設(shè)一個主燒嘴和副燒嘴。主燒嘴距爐體中心線高度850mm，角度13°，火焰長度8.4m;輔燒嘴距爐體中心線高度950mm，角度40°，火焰長度8m。設(shè)置10支氧槍，呈雙排布置，氧槍角度為7度和22度，現(xiàn)有7只Φ48mm氧槍利舊，在其南側(cè)新增3只Φ48mm氧槍。底吹爐具體尺寸如下圖：

拆除現(xiàn)有底吹爐12t/h鍋爐，改為30t/h，底吹爐余熱鍋爐運行參數(shù)設(shè)置為工作壓力4.2MPa，生產(chǎn)飽和蒸汽。轉(zhuǎn)爐鍋爐設(shè)置為兩個受熱面，一套循環(huán)水系統(tǒng)，設(shè)計額定蒸發(fā)量為10t/h，轉(zhuǎn)爐出口設(shè)計為三角水冷煙罩，單獨設(shè)置一個冷卻水系統(tǒng)。底吹爐余熱鍋爐和轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐生產(chǎn)的飽和蒸汽并網(wǎng)后先進硫酸區(qū)域過熱器過熱后再全部送入余熱發(fā)電機組發(fā)電。

吹煉系統(tǒng)改造情況為停用拆除主廠房內(nèi)現(xiàn)有兩臺40t轉(zhuǎn)爐，在現(xiàn)有主廠房東面新增吹煉主廠房，并新增兩臺尺寸規(guī)格為￠3.68×10m的80t轉(zhuǎn)爐，吹煉廠房內(nèi)新增兩臺50t冶金橋式起重機，用于轉(zhuǎn)爐進、出料。

對硫酸系統(tǒng)改造為“非衡態(tài)預(yù)轉(zhuǎn)化預(yù)吸收+兩轉(zhuǎn)兩吸+雙氧水尾氣脫硫”技術(shù)，將全部冶煉煙氣進入現(xiàn)有硫酸系統(tǒng)的凈化工段，在現(xiàn)有制酸裝置的SO2主風(fēng)機出口管道上并聯(lián)一套非衡態(tài)預(yù)轉(zhuǎn)化預(yù)吸收工段系統(tǒng)，使其處理后的煙氣與原SO2主風(fēng)機出口的煙氣混合后的煙氣量維持在80000 Nm3/h、SO2濃度為8%左右進入現(xiàn)有的制酸裝置。尾氣采用雙氧水尾氣脫硫處理技術(shù)，脫硫產(chǎn)出濃度30%的稀酸送至預(yù)吸收工段作補水，處理后的尾氣達標(biāo)排放，污酸采用電石渣-鐵鹽法處理技術(shù)。

1.2? 輔助工藝系統(tǒng)改造

制氧改造情況：底吹爐和轉(zhuǎn)爐用氧量約16500Nm3/h（100%O2）。廠區(qū)現(xiàn)有一套能力為4000 Nm3/h（100%O2）深冷制氧站，一套能力5000Nm3/h（100%O2）變壓吸附制氧站。考慮一定富裕量，本次改造新建一套9000 Nm3/h（100%O2）變壓吸附制氧站，出氧純度90%，可以滿足工藝改造后的用氧需求。供料系統(tǒng)新增一個混料厙，配置兩臺16噸抓斗吊。渣運輸系統(tǒng)采用電瓶車+轉(zhuǎn)盤+軌道+龍門吊運輸方式，12m3渣包放置于電瓶小車上，軌道與轉(zhuǎn)盤采用丁字配置。現(xiàn)有一座處理能力25t/h化學(xué)水系統(tǒng)搬遷至新建化學(xué)水站，新建一座處理能力20t/h化學(xué)水系統(tǒng)，工藝均為一級反滲透+混床，總能力45t/h。為了滿足SO2的國家排放標(biāo)準(zhǔn)，同時盡量減少冶煉廠SO2的外排總量，設(shè)置了環(huán)集脫硫工段。考慮到現(xiàn)有硫酸脫硫運行穩(wěn)定脫硫效果好并且可以回收產(chǎn)出的稀酸，故本工程環(huán)集脫硫同樣考慮選用和現(xiàn)有脫硫工藝相同的雙氧水脫硫法，脫硫產(chǎn)出濃度30%的稀酸送至預(yù)吸收工段作補水，脫除環(huán)集煙氣中大量的SO2后再送往脫硫塔頂管道煙囪達標(biāo)排空。

2技改后系統(tǒng)生產(chǎn)情況及出現(xiàn)的問題

2.1底吹爐生產(chǎn)情況

2.1.1生產(chǎn)工藝控制情況

底吹爐在生產(chǎn)過程中控制富氧濃度在63-73%，一般情況下穩(wěn)定在68%左右，風(fēng)量在5000-8000Nm3/ h，氧量13000-15400 Nm3/ h（氧濃90%）;控制渣熔體溫度在1200-1210℃，根據(jù)溫度的情況控制氧料比在145-155 Nm3/t（潮量），下料量控制在74-85噸/小時（精礦干量）。渣型控制Fe / SiO2在1.60-1.7之間，渣含銅在3.0-3.5%之間，產(chǎn)出冰銅品位75-79%，平均在77%，直接產(chǎn)出白冰銅，轉(zhuǎn)爐直接進入二周期吹煉。