ISP工艺处理高杂氧化物料的研究_张建立.pdf

湖南有色金属HUNAN NONFEOUS METALS第 39 卷第 3 期2023 年 6 月作者简介:张建立(1978)，男，工程师，主要从事铅基复杂多金属物料冶炼工作。ISP 工艺处理高杂氧化物料的研究张建立(深圳市中金岭南有色金属股份有限公司丹霞冶炼厂，广东 韶关512024)摘要:文章通过工业试验，对 ISP 工艺中的密闭鼓风炉入炉物料加入了高杂颗粒氧化物进行了研究。通过进行风压试验，入炉粒径分布试验，调节现场生产状态，得出了最优的生产工艺参数，研究表明 ISP 工艺展示出了良好的原料适应性，通过控制入炉物料粒径分布在 40 120 mm，提高风压2 kPa，即可处理高杂氧化物料。有利于减少工厂的生产成本，提高原料适应性。关键词:高杂氧化物料;ISP;密闭鼓风炉;固废处理中图分类号:TF802+.6文献标识码:A文章编号:1003 5540(2023)03 0054 03ISP 铅锌冶炼工艺为英国帝国熔炼公司推出的专利技术1，是近代火法炼铅锌的先进方法之一。这种方法的工艺优势在于能在同一冶炼过程中冶炼出铅、锌两种金属(根据铅、锌熔沸点的不同)。烧结块是密闭鼓风炉炼铅锌的主要炉料2，密闭鼓风炉的操作指标离不开烧结块的质量。烧结块的质量，从总体上来说，包括化学成分，物理性能和冶金性能三个部分，它们三者之间的关系是:化学成分是基础，物理性能是保证，冶金性能是关键。针对目前矿产资源供应紧张、价格上涨的情况，本文对颗粒氧化物鼓风炉熔炼过程进行试验研究 3。经过生产试验证明，颗粒氧化物入炉基本能满足鼓风炉的正常生产，可降低生产成本，达到降本增效的目的;同时也可发挥 ISP 工艺处理混杂物料优势，助力城市工业绿色可持续发展。1密闭鼓风炉处理高杂氧化物颗粒试验1.1入炉物料成分与原料准备高杂氧化物料成分复杂，见表 1，本试验根据表1 对入炉物料进行了一定筛分，研究该特定区间的入炉氧化物料处理情况。表 1高杂氧化物料成分%等级Zn杂质含量不大于PbCuCdAsHgFClSSiO2CaOFeTl1652010.30.60.030.30.3133.580.0012602010.30.60.050.50.5133.580.0011.2试验设备与实施方案本试验主要设备为密闭鼓风炉4，试验过程中严格把控颗粒氧化物各项指标，不合要求严禁入炉;对氧化物料进行取样，根据化验结果调整焦炭配比;严格控制鼓风炉工艺，密切注意鼓风炉炉前、冷凝分离系统、煤气洗涤系统产生的变化，及时调整加入量和其他应对措施;鼓风炉每次休风清扫时，打开炉门观察鼓风炉炉内结瘤情况，充分利用清扫时间解决炉瘤问题，跟踪炉渣还原状态及流动性，优化浊循环加药系统，定期对加药装置进行检查和维护，结合管道水流量，分析观察管道结垢情况，若发现结垢严重立即采用高压水射流进行清理。加入高杂氧化物料后，对系统风压控制进行了探索，研究了不同风压下，锌直收率变化情况，由于锌为 ISP 熔炼主要产物，本文利用锌的直收率来直观反映炉内熔炼情况。由于高杂氧化物料呈颗粒状，本试验对不同粒径的氧化物进行了分批筛分，研究不同粒径大小下，系统锌直收率情况，从而确定可以处理的入炉氧化物料颗粒粒径范围。1.2.1高杂氧化物料风压试验入炉颗粒氧化物，由于其为密实颗粒，加入鼓风45第 3 期张建立:ISP 工艺处理高杂氧化物料的研究炉造成鼓风炉内透气性变差5，压力上升。加入氧化物颗粒后，所需风压将发生显著变化，为了研究得出最优生产风压，本文进行了风压试验，研究了不同风压对不同批次入炉物料锌直收率的影响，试验结果如图 1 所示。从图 1 可知在维持原有鼓风压力下不能吹透高致密的料层，严重影响了生产，在风压逐渐增加后，锌直收率显著提高，在热风压力增加 2kPa 后达到较为理想风压状态，锌直收率从 65%升高到 75%。当热风压力进一步持续升高，锌直收率可提升至 86%。但是当热风压力增加超过 3 kPa，锌直收率已没有显著变化，因此，从本试验可以看出，选用增加3 kPa 的热风压力对生产效率提升较为理想。图 1风压增加量与锌直收率关系1.2.2高杂氧化物料粒度试验入炉氧化物料颗粒粒度分布广泛，需要对鼓风炉处理物料粒径进行试验研究，试验研究表明，入炉颗粒粒径越细，其越容易形成致密的炉床，导致炉床板结从而严重影响锌直收率，入炉颗粒粒径越粗，致密颗粒内部难以被氧化，氧化物颗粒入炉粒径与锌直收率关系如图 2 所示。从图 2 可知，最适合入炉粒径在 100 mm 左右，入炉颗粒粒径过低与过高均影响生产，ISP 处理氧化物颗粒粒径分布在 40 120mm 内部较为合适。图 2氧化物颗粒入炉粒径与锌直收率关系1.2.3高杂氧化物料生产环境工艺对比高杂氧化物料生产为现场试验阶段，相比铅锌原矿冶炼，对生产环境的研究也十分重要，生产环境与原矿冶炼对比见表 2，由表 2 可知，加入氧化物料后的生产环境有略微改变，不影响生产及设备使用。表 2高杂氧化物料试验生产环境与原矿冶炼对比项目描述正常略差差恶化炉前操作及工况电热前床操作及工况冷凝分离系统工况炉喉结渣及挂帘状况浊循环系统水质变化浊循环系统管道结垢兰粉压滤操作工况药剂使用量对比生产周期2经济效益与环境效益该项目施工后，处理颗粒氧化物明细见表 3，从表 3 可知处理颗粒氧化物 636 t，颗粒氧化物约含锌60%，回收率按 93%计算，回收锌金属 305.204 t，锌锭加工成本按照5 000 元/t，锌价按照23 500 元/t 计算，可增收 53.233 万元，可显著增加生产效益。表 3处理颗粒氧化物明细月份干量/t含锌品位/%金属量/t3 1263660381.60该项目从 3 月份实施到 12 月份，一共处理氧化物料 636 t，下一步将逐步增加处理量。该项目成功回收了以往无法处理的高杂氧化物料中的锌元素，变废为宝，所回收的锌可直接售卖产生经济效益。工厂处理社会危险固废能力得到加强，铅、锌资源得到有效的综合回收，韶关冶炼厂 ISP 工艺将成为铅锌行业资源二次回收、综合利用的典范。3结论与展望1.工业试验结果表明 ISP 技术可以处理高杂氧化物颗粒，其生产环境，设备使用均正常，只需对入炉物料粒径分布，风压进行精准调控。2.研究表明在维持原有鼓风压力情况下，不能吹透高致密的料层，严重影响了生产，在风压逐渐增加后，锌直收率显著提高，在热风压力会上升 2 kPa后达到理想风压状态。3.入炉颗粒粒径越细，其越容易形成致密的炉床，导致炉床板结从而严重影响锌直收率，入炉颗粒55湖南有色金属第 39 卷粒径越粗，致密颗粒内部难以被氧化。ISP 处理氧化物颗粒粒径分布在 40 120 mm 内部较为合适。熔炼车间进行密闭鼓风炉处理颗粒氧化物生产试验，积极摸索颗粒氧化物入炉的处理经验，有利于减少工厂的生产成本，为工厂进一步处理颗粒氧化物积累宝贵经验。经前期入炉探究并对生产工况以及生产技术指标进行分析，发现颗粒氧化物入炉基本能满足鼓风炉的正常生产。参考文献:1万百五，黄正良.大工业过程计算机在线稳态优化控制M.北京:科学出版社，1998.2杨杰.回收有色冶金废渣中有价金属的研究J.新疆有色金属，2022(4):72 75.3毛益林，陈晓青，杨进忠，等.某复杂难选氧化铅锌矿选矿试验研究J.矿产综合利用，2011(1):6 10.4李夏林.韶冶铅锌密闭鼓风炉系统技术改造实践J.中国有色冶金，2001，30(5):12 15.5P.J.Gabb，苟继禅.氧化物料在炼锌鼓风炉的直接熔炼J.中国有色冶金，1991(3):13 16.收稿日期:2023 01 17Study on ISP Process for Treating High Impurity Oxide MaterialZHANG Jianli(Shenzhen Zhongjin Lingnan Nonferrous Metals Co.，Ltd.，Danxia Smelter，Shaoguan 512024，China)Abstract:In this paper，through industrial test，the addition of high impurity particulate oxide to the material of closedblast furnace in ISP process was studied.Through the wind pressure experiment，the particle size distributionexperiment and the adjustment of the field production state，the optimal production process parameters wereobtained.The research shows that the ISP process shows good raw material adaptability.By controlling the particlesize distribution of the material into the furnace at 40 120 mm and increasing the wind pressure by 2 kPa，the highimpurity oxide material can be treated.It is beneficial to reduce the production cost of the factory and improve theadaptability of raw material.Key words:high mixed oxide material;ISP;closed blast furnace;solid waste treatment(上接第 42 页)Optimization Practice of Production Mode of Bottom Blowing Smelting SystemLI Chenyin，LU Songsong，HE Jiali，GOU Fuxin(Jiangxi University of Science and Technology，Ganzhou 341000，China)Abstract:The smelting system of an enterprise adopts the double-bottom blowing lead smelting process.The systemhas the advantages of stable operation and strong adaptability.At present，the feeding amount of the system is about36 t/h，and the lead index of the bottom blowing reduction slag is about 1.5%.There are different degrees ofdeficiency in the index and the bed energy and it is possible to continue to optimize.Combined with the basicequipment of the system，through theoretical analysis，equipment improvement and production structure change，thesystem bed energy improvement and index optimization can be realized，so as to optimize the whole smelting system，effectively ensure the production efficiency improvement and cost reduction per unit time.Key words:table cooler;secondary slag materials;lead slag dam;coal blending ratio65