[doc] 霍勃肯铅铜联合冶炼厂主要技术发展的十年回顾

[doc] 霍勃肯铅铜联合冶炼厂主要技术发展的十年回顾 霍勃肯铅铜联合冶炼厂主要技术发展的十 年回顾 第l8卷第3—4期袜珞科技 199o年 8BSCIENCE&TECHNOLOGYOFZHUZHOOSMELTERS VoI.1B.3—4 A.1稍0 霍勃肯铅铜联合冶炼厂 主要技术发展的十年回顾 PaulVanNegen等 比利时,霍勃肯奥弗佩冶金公司 前言 霍勃肯冶炼厂仍算得上一个一次物料冶 炼厂,因为它处理复杂的铅铜精矿,但在较 大程度上,它是一个二次物料冶炼厂,它总 原料的三分之二由中间产品,其他有色金属 的生产残渣以及回收物料构成.精矿的平均 成份如表1所示. 裹1精矿的平均成份 有色金属生产的二次副产物有: 铅冶炼厂t浮渣,铅铜冰铜,黄渣,护 渣,粗铅 铜冶炼厂t黑铜,极泥,炉渣 电锌厂t硫酸铅,铜置换碴 贵金属冶炼厂t炉渣,姻灰,租金属, 清扫物 这个冶炼厂原料的重要特点是含贵金属 物料占很大比重.除了精矿中的贵金属 外,冶炼厂还处理大量极泥和回收物料(如 催化剂,碎金属以及胶片灰).还有一些复 杂的残渣,其中含有Sn,sb,Se,Te和I? 等微量元素.由于有各种生产系统(一个铅 系统,一个铅铜系统和一个铜系统)来处理 各种可能的物料,上述所有元素都能得到有 效的处理. 围1?勃膏冶炼厂的漉程(局部) 第3,4期霍勃肯船铜联合浩炼厂主要艘木发展的十半回211 寰2?勃青冶炼,_的年生产憔力如下 (吨/年) 技术经济核算, 流程模拟以及工艺过程控制 在起草承接物料处理加工的商业 合同 劳动合同范本免费下载装修合同范本免费下载租赁合同免费下载房屋买卖合同下载劳务合同范本下载 时 要进行技术经济核算.核算通过一些简化了 的摸型进行.摸型按巳达到的回收率和不同 类型物料的加工成本来编制. 把合同规定的物料的分析值和重量输入 一 个巳存有中间产品相似数据的数据库.根 据所加工的物料和新中间产物的产生,每天 作一次修正. 每个月建立一个新的生产程序,以优化 冶炼厂的生产率,加快贵金属流向精炼工 序.具体做法是改变鼓风炉的铅和铅一锕炉 料.由于原料来源的日益复杂化,这个二十 年前开发的,用于物料核算的模型得到不断 的完善.这个模型首先要核算鼓风炉还原熔 炼时产生的五种不同相(粗铅,冰铜,黄渣, 炉渣和烟灰)的数量和成份.将平衡图和炉 料各组成的活度系数输入一个电脑程序,对 还原深度(渣含铅,%)和铜在系统中的话度 采用逐次逼近假设法,对五个相进行计算. 后者与护料含铜量有关,从而构成模型中的 第二个参数.逐敬逼近计算一直进行到所有 元素的物料平衡令人满意时为止.表3是一 次核算的结果. 囊3莱铅一锕炉辩还原熔葺的梗报培果 炉料冰铜黄渣粗铅妒渣烟灰 重量 g/tAg 《Pb 菇Cu Bi 菇Ni 菇As 蟛Sb Sn 菇血 Fe 菇S 蟛CnO SiO2 lgO.0口l2.3l9.5l2f.903f.3e0.35 190019003009盯O028190 31.口口23.蚰2B.啦.381.75”.盯 1.g328.n’0.83klB0.E,80.50 0.0.0l0.?O.230.000.0T O.5IO.札t.T10.032D.位3n.0O 1.320.539.501.060.131.59 0.BT0.102.蚰2.1B0.03B0.10 0.种0.Bl1.eqO.B60.28O.12 3.T65.0日0.3g0.O08.18.28 12.q01B.802.BB0.q0缸.鹂0.0O 3.B420.订B.3eO.0861.200.03 B.tB0.D00.00O.00l1.320.00 9.2l0.000.000.0025.000.00 像烧结一焙烧,冰铜吹炼,炉渣贫化和 粗铅精炼这些火法冶炼设施甩模拟方式模 拟.在计算36种元素分布情况的模拟流程程 序中引入并联结了分配器和扭合器之类通用 模件.它可以得出车间生产的经济评估,它 也可以用于研究,以制定新的加工步骤,并 模拟各元素对整个冶炼厂生产的影响 由于原料成份不断地波动,又用了一些 特殊程序来对各台炉子进行日常管理.由于 烧结一焙烧的原料要经过计算,以优化烧结 块的物相成份.园此特地为这个工枣开发了 一 个特殊程序.在烧结和鼓风炉处安装了数 据存贮器,用来记录最重要的数据.并把它 们连续地转变成有价值的信息.另外还用程 序计算机来管理鼓风炉的备料和贫亿炉的生 产. 烧结 在七十年代末期,这道工序进行过现代 化改造,使车间和进料系统适应二次物料 (如硫酸铅),提高生产率.当时的主要想法 是: 1.维持已有的两台56米的吸风烧结机 以及让全部贫气循环使用的做法l这没有引 212诛冶科挂第l8卷 起大问题,因为烧结块的最高铅含量只有 35.和鼓风烧结相比,吸凤烧结的主要优 点是工作场所的卫生条件好得多. 2.改善原料和返粉的配料,混合和加 湿,以及棍台料在烧结机上的分布.深入的 研究表明,物料制配得当的话,富气中的二 氧化硫浓度确实可以提高,达到鼓风烧结所 能得到的数值. 3.优化成品块和返粉比例的调整工作. 4.选用适当的原料和烧结块搬运处理系 统,以减少临时性的排放J增装两台总能力 为286000标米./小时的喷射型布袋室. 预定要增产2O烧结块的目标已达到. 由于烧结块的质量有所改善,而且比较稳 定,使鼓风炉的熔炼作业比以前好些. 八十年代初,花了较多精力研究烧结块, 以求更详细地了解其结构.建立了一些化学 规定来保证块的微观结村,使它们在水套式 炉子的熔炼中以及烧结中的行为最佳化.烧 结块热软化温度的测定已成为一项质量管理 的日常检验.现在,用檄电脑广泛地迩检最 重要的烧结过程的参数已成为烧结工的固定 做法和必要工具,所有这些生产管理装备都 使得对烧结过程的了解更透彻,并带来相应 的改善. 圈2烧结车间亩茸器 J?四 第3—4期霍勃肯铅铜联合冶炼厂主要技术发展的十年回顾213 鼓风炉熔炼 鼓风炉的熔炼作业按主要物料类型可分 为四种方式: 1.以烧结块为主的铅炉料的熔炼 2.以烧结块为主的铅一铜炉料的熔炼 3.以转炉渣为主的铅一铜炉料的熔炼 4.铜冰铜富集 在前三种物料中,加入了各种复杂的二 次物料,如:冰铜,浮渣和其他台铅,铜及 贵金属的物料.它们会产生某种低品位的铜 冰铜,它将与下一批由铜渣和其他含铜物料 构成的炉料一起重熔.鼓风中的富氧比为 25o.空气预热到400~3.对炉料也制定 了标准,所有这些都对显着改善熔炼作业作 出了贡献.1986年,对熔炼设施救了大规模 的现代化改造(图3),其主要内容有: 囝3鼓风炉进料系统的布局 1.鼓风炉2.帮束3.直升烟遭4.缓冲仓5.加料车B.直接进料仓T.主箕 斗 B.封闭式烧结块带式运输机9.焦炭进抖仓10.焦炭仓11.块仓12.料罐 提升机 la.割产品仓浮渣,琳锅,返料,极琵,碎块,铅铜渣,熔剂,滤渣 1.扩大了四号炉,这样每年的熔炼任务 ,用两台炉子即可完成,不需要三台了. 2.将室外工作场地改建成一个物料搬 运,炉辩调配和进斟系统,供三,四号炉 甩.- 3.为给从两台炉子的排放作业点收集的 气体除尘,安装了一台180000标米.,,J,时 的喷射式通风布袋收尘器. 4.拆除了五号炉. 进辩系统的自动化和电脑化促进了炉况 的稳定.对一些主要参数,如:每个风口的 鼓风量和每个水套带走的热量,进行巡回检 测,使工人能通过优化进料顺序,保证鼓入 的风分布均匀等手段提高熔炼速度. 裹l蛙风炉的主要特点 三号炉]王 风口数目(个)36:SB40 风口直径(毫米)B0B0B0 风口区宽度(米)1.181.311.81 风口区长度(米)5.556.帅T.1口 料柱高度(米)3.04.34?3 鼓风量(标米’/小时)11000120005o0 鼓风绝对压力(巴)1.21.25l?25 鼓风含氧量()252025 鼓风温度(?)400400400 熔炼能力(吨/日)5007201000 进一步的开发研究计划是准备研制一套 新的生产气体除尘系统,以取代现有的电收 ,土和湿洗系统? 214株冶科技第18卷 渣贫化炉 由于鼓风妒的作业巳达到它们的还原能 力极限,因此几乎不可能再提高金属回收率 了.进一步强化还原,使渣舍铅低于1.5, 会使冰铜和黄渣相捕集过多的铁.由于铁黄 渣的熔点特剐高,因此它会使炉子的操作变 得特别困难.此外,考虑到许多金属(特别 是贵金属)损失于渣中,所以决定在鼓风妒 之外加一个还原步骤.为此目的,安装了一 台电炉.用鼓风妒熔渣做原料,生产一崆 点较高的相. 小试和扩试的结果表明:如果能生产出 一 种熔点合适的合金,那么还原终了时的渣 含铅可以降到0.6这样一个切实可行的极 限值.这种合金是一种复杂的铅一铜一铁产 物,含有可观的砷,锑,锡和硫.熔池中渣 层的平均温度必须达到l350”C(比渣熔点酣 出200’C),才能得到合适的还原速度,并使 与渣接触的合金保持为液态.除了台金外, 还可在炉席得到粗铅.锌则从渣中挥发出 来,在排气系统内以氧化锌的形式得到捕 收.分布在渣面上的焦炭被用作还原剂,考 虑到它们与渣的接触有限,炉子必须设计成 能使渣层产生可观对流的形式,而且使滞留 时间最短(8小时). 这台炉子是矩形的,由三个独立构件组 成i 1.一个平顶,用硅线石(A1:SiO)砖砌 成,气密性良好, 2.边墙,外部喷水冷却,喷水高度与渣 层高相同.采用Didier紧固装置来保证渣 与冷却水之间具有良好的热传导,从而能保 护耐火墙的完整性, 3.炉底,以前是用大碳块拼砌而成}采 用喷水法冷却其倒边,其余部分坐在三个水 套上.这些水套也是炉底的金属框架. 裘5渣贫化炉的主妻特点 截面:长(米)14.T 宽(米)4.2 渣池深(米)o.8 电报:预焙6个一串 直径(米)0.T 功率(兆伏安)T 单相变压器(十)3相 这三个部分被包在一个大钢框中,妒顶 用弹簧压住,而边墙被炉子四角的膨胀接头 和碳糊固定住,留有耐火材料的膨胀空间. 炉底的运动由弹簧控制,压力可调,以应付 膨胀和收缩.不同的构件之间可相互滑动, 用水冷接口保持边墙和炉底之间的紧密 度. 由于导热率低的碳的热膨胀小,机械加 工性能好,能抵抗铅的浸渗,因而被推荐为 最佳的炉底制作材料.但使用几个星期后, 炉底被均匀地蚀去了30厘米.这似乎是由于 氧在金属相中的溶解度很大造成的.在贫化 作业时,氧的分压大约是lO-1’大气压,从 而有利于氧向碳质炉底传递,使艺不断地燃 烧.后来妒底按图4的构造进行了改筑.它 目前是用一层铬镁砖在两层高导热率的碳块 上砌成的一个倒拱.这种设计方式能使浸渗 的铅冻结在铬镁层内,使之远离水冷系统. 在渣线处曾发现边墙侵蚀严重,因此把该处 原来用的铬镁砖换成导热率高的铬铝砖.自 1985年九月采用这种构造以来,生产从未中 断过. 鼓风妒的熔渣通过一个水冷流槽分批输 入贫化炉,固态渣和焦炭通过进料管加料. 贫化渣连续溢出,并被冲成水碎渣.金属相 每天分几次经一个铜制水冷排放口放出.从 渣中还原出来的锌在熔池上方被进入炉膛的 空气氧化.炉气离开炉子时的温度是 1100’C,急冷处理后降到600’C,经热回收 处理后进一步降到150’C,最后进入布袋收 尘器,把锌烟尘捕收起来 第3—4期霍勃肯铅铜联合冶炼厂主要技术发展的十车回顾215 田4洼贫化炉的构造 襄6贫化炉的主要生产数据 重量 g/tAg %Pb 男Cu %Ni %A? %Sb %S? 菇z丑 %Fe %S %CaO 男Sioj 另一种熔炼冶金学的研究 这种为熔炼复杂的铅一铜一锌物料的新 方法由两步构成.第一步的特点是氧势高. 第二步是护渣还原.目前正在用一台7兆伏 安的电炉研究第一步.它产出的富铅渣打算 和一般物料一起用鼓风炉熔炼.这样做预计 会产生一些效益,比如能更好地分离铅和 铜,即在鼓风炉中反复熔炼几次,使铜冰铜 得到富集. 第一次扩试始于1987年七月,结束于 1988年三月.在技术上的主要问题之一是相 的分离.把四个相一起放出,并在前床中连 续分离的做法看来是不可行的. 襄8首次扩斌中各种产物相的威份 铅精炼 精炼车间的核心是用哈里斯法提取,分 离砷,锡,锑.作业分两步,第一步脱砷, 锡,第二步脱锑.在处理第一步产出碱性渣 时,可得到一种捕集了碲和铟的精矿.这种 精矿在特殊金属精炼厂中得到进,步处 理. 啥里斯软化处理及其后面的湿法处理使 杂质得到几乎完全的分离.由于过程中所有 的洗水都得到回收利用,而且稀烧碱液采用 蒸发法加以浓缩,所以没有任何排放物. 派克斯脱银到贵金属处理工序 在铅精炼厂,工作缓慢,劳动力密集的 霍华德压榨由一套专利系统取代,作业时间 缩短封原来的八分之一. 含IOAg的压榨渣在四个燃气熔化炉 中进一步富集成含银35%的三元台金.含 1500克,吨银的液铅经虹吸放出返回铅精炼 炉.三元台金在,台6OO千伏安的可颤翻感 瑚mm;号m;;舯:号m船m 3蝇00O0l0lO1 m蛳=号;;舯瑚舶瑚m舯mm口t踮5O0110O000 朋;号盘汹mm栅舯瑚 32舶=品25351500 :号?届新mmm渤m渤苘m sj000OOB5扎?拍 帅蝇m舯;善mm渤小舶:罨m00000m” 216棘冶科技第18卷 图5铅精炼和湿式哈里斯法流程 图6真空毫应脱锌炉 1,石墨书埚2.真空罩3,耐火材料盖5.耐瘁访料衬5.感应蜂圈 第3—4期霍勃肯铅铜联合冶炼厂主要技术发展的十年回顾217 应炉中进一步处理,这台感应炉带有一个石 墨坩埚,容量为3.5吨.它与一个锌冷凝器 和一个真空系统相联.液镑放出后即返回铅 精炼的脱银工序.作业结束}}1},可放出一种 品位8O%的粗银,送灰吹炉处理. 裹9派克斯法到真空脱锌间 各种产物的成份(%) 贵金属处理部门的第一步是灰吹炉,在 这里,来自铅系统的粗银与来自奥伦冶炼厂 铜,镍系统的贵金属(已被富集在阳极泥和 浸出渣中)汇合,一起被转亿成多尔台金后, 运送到贵金属精炼厂去处理. 特殊金属精炼厂 这是一个新的部门,于1983年投产. 它的主要原料除了鼓风炉烟灰外,还有 黑锑酸盐后者是在湿式啥里斯法处理过程 某一步骤中分离出来的,它含有(%): As0.5,Sn5,Sb20--30,Pb3O一2O, Te5—7,In,2,Se?1.事实上, 后三十元素的含量主要取决于它们在熔铅中 的含量,而这又与鼓风炉的操作有关.处理 过程是湿式的:用二氧化硫使碲沉淀,并使锢 畜集到氢氧化物渣中.在此过程中产出的铅 渣和锑渣返回熔炼部门 产品碲的外销形式是品位为99.5Te 的粉末或锭块,或是进一步精炼成五个九和 六个九的金属碲,它们主要用于电予翻印和 电子工业. 铟渣送到一个精炼工序作进一步处理. 在这里,铟渣被重新溶解.溶液经净化后. 用锌粉将铟沉淀成海绵铟.铟绵重熔成 99.99In的铟锭外销,或进一步精炼成五 个九的高纯产品外销.它们主要用于碱性蓄 电池工业中的无汞锌粉的添加剂. 结束语 霍勃肯的历史是在不断积累决窍和技巧 以处理日益复杂的原料这样一个基础上发展 起来的.这个传统很早以前就开始形成了, 那时是要处理含铜铅精矿.当含砷铅铜精矿 成为主要原料后,这个传统又得到发展.在 六十年代柬期,这个原料来源也枯竭了.经 过几个艰难而富有挑战意味的年头后,结果 成了一十与一般想像的铅冶炼厂几无共同之 处的冶炼厂.尽管由于它的复杂性使它的生 产费用很高,但它成功地形成了对处理复杂 物料来说至关重要的规模,因此它得救了. 贵金属占了优势,丽其他金属似乎成了贵金 属生产的点缀品.物料加工的难度使霍勃肯 具有独特的吸引力,对于冶金处理的疑难问 题来说,霍勃肯就是一十 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 . 游力挥译 刘国鼎校