超大型侧吹熔池熔炼余热锅炉烟气流动及烟尘黏附研究

富氧侧吹熔池熔炼广泛应用于铜、铅、锌等有色金属的提取,其后端的余热锅炉承载着余热回收利用、沉降烟尘的重要作用。但在实际生产过程中,炉内烟气流场混乱,烟尘易黏附积灰,炉壁与部件磨损严重等,导致了余热回收效率降低,低负荷运行甚至被迫停机。针对上述问题,采用多相网格质点方法,对年处理150万t精矿超大型富氧侧吹熔池熔炼余热锅炉内烟气流动特性、烟尘沉降与黏附开展数值模拟研究。结果表明:炉内的烟气涡旋会导致烟尘回流至入口烟道;挡板前移会导致挡板受击与堵塞情况加剧;增大挡板间距能有效减小挡板的堵塞;增大辐射室空间能大幅度减小挡板受到的冲击。

侧吹熔炼生产镍阳极板试验研究

某镍冶炼厂采用侧吹炉将二次镍精矿、镍残极熔炼生产镍阳极板试验。本次试验形成了一套侧吹工艺技术,产出镍阳极板Ni含量>70%,S含量<21%,Ni回收率99%、Cu回收率99%,并实现连续进料、连续吹炼,减轻了物料进入炉内的频繁翻料现象。该试验不仅在镍产能方面全面提升,更在镍冶炼工艺技术路线上进行革命性突破。

大型侧吹熔池熔炼炉内铜渣双向对流过程中挡渣板的数值研究

本研究设计了具有短熔炼搅拌区和渣室沉降区的35万吨侧吹熔炼炉。探索了挡渣板的存在及其安装位置对大型熔炼炉内气-渣多相搅拌特性的影响。研究表明:短熔炼搅拌区保证了射流对位于熔炼区上方的渣层的充足搅拌,有利于熔池内的渣金分离。当挡渣板存在时,渣层内的搅动对渣室区域几乎没有影响,可以保证铜锍与炉渣的静置沉淀和分离。中部渣室带挡渣板的炉型方案的平均湍动能较中部出渣无挡渣板提升14%,较部端头出渣无挡渣板提升47%。

富氧铜侧吹熔池熔炼炉内流场与混匀效率模拟研究

鉴于冶金炉窑的高温与不可见性,大多测量手段受到限制,所以本文采用数值模拟对高温下富氧铜侧吹熔炼炉内的流场与混匀效率进行分析。受浮力影响,侧吹气流具有区域性的特点,主要对气流上升轨迹周围熔体直接搅拌,熔池中心存在低速区域,速度小于0.1 m/s。受侧吹气流反冲作用,壁面高应力区域集中在喷嘴附近以及气泡上浮路径周围,该区域壁面应力是相邻喷枪间壁面应力的2~3倍,炉衬更易受损。通过熔池内环流分布状态,沿喷枪轴线方向将熔池划分为高速喷吹区与环流搅拌区。其中环流搅拌区为主反应区,速度小于1 m/s,但速度分布更加均匀,组分的均混时间为34.10 s。平行环流喷吹技术对熔池的混合效率改善最明显,湍流黏度为原工况的1.51倍,均混时间相对降低62.18%。

富氧双侧吹铜熔池熔炼炉上升烟道结渣的矿物学分析

富氧双侧吹铜熔池熔炼炉上升烟道烟尘结渣严重,阻塞烟道,是制约熔炼炉长周期高负荷高作业率生产的关键因素。分别利用X射线荧光光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜和电子探针显微分析仪,研究富氧双侧吹铜熔池熔炼炉上升烟道结渣烟尘的化学成分、物相组成及微观形貌。结果表明,上升烟道烟尘的主要元素为Fe、Cu、Pb、Zn和O,主要物相是(Cu, Zn, Fe)Fe_(2)O_(4)和Fe_(3)O_(4),表面微观形貌呈致密无孔洞。结合生产过程工况条件,对烟道结渣原因进行分析,认为富氧双侧吹铜熔池熔炼炉生产过程中,富氧空气通过喷嘴鼓入炉内,强烈搅动熔体,熔体中的气泡破裂逸出,喷溅形成的小颗粒熔渣与冰铜被热气流带入上升烟道,熔渣与冰铜被氧化为高熔点的(Cu, Zn, Fe)Fe_(2)O_(4)和Fe_(3)O_(4),在烟道壁面遇冷凝结形成结渣;同时,熔炼炉负压运行,入炉原料水分低,铜精矿等未反应的粉料被烟气带入到上升烟道高温段,在氧化气氛下反应生成黏结结渣;此外,原料中Pb、Zn、As等易挥发性物质进入烟道,被氧化为低熔点化合物后与高熔点的(Cu, Zn, Fe)Fe_(2)O_(4)和Fe_(3)O_(4)黏结在一起,形成致密的结渣烟尘。因此,在冶炼生产中,建议通过控制入炉原料水分和杂质含量,减少粉料入炉;控制渣型和熔炼温度,减少熔体喷溅;使用喷嘴燃烧重油,烧熔结渣烟尘,保证生产正常稳定运行。

侧吹熔炼处置锌冶炼渣炉渣组成对导热性及析出物相的影响

侧吹熔炼炉采用水冷挂渣炉壁时,高导热系数炉渣可在炉衬表面形成稳定渣皮,保护并延长炉衬的使用寿命。针对铁矾渣和铅银渣处理用FeO-CaO-SiO_(2)-PbO-ZnO五元渣系,采用稳态平板法对炉渣渣皮的导热系数进行了测定,并通过扫描电镜对固态渣皮进行微观结构分析,以探究炉渣组分改变对渣皮导热系数及结晶矿相的影响。结果表明,增加CaO和SiO_(2)都会使渣皮导热系数增大,其中添加CaO对渣型影响最显著。优化渣型的导热系数从原渣的7.62 W/(m·K)增大到了17.94 W/(m·K),提高了135%。在冷凝过程中,高温析出的物相为黄长石,其熔点、黏度相较于原渣也有显著降低。调整后的渣型更容易形成稳定的渣皮,有利于水冷挂渣护炉。

铅精矿侧吹熔炼气-液多相流动过程数值模拟

铅精矿富氧侧吹熔池熔炼技术具备原料适用范围广、炉体使用寿命长、废热废料利用率高、热量有效利用率高等诸多特点,在炼铅工艺中占有重要地位。基于VOF多相流模型与Realizable k-ε湍流模型建立了侧吹炉内的多相湍流流动过程数值仿真模型,并利用物理模型对仿真可靠性进行了验证。模拟研究了喷枪喷气速度、喷嘴排布方式以及渣液位高度对熔池搅拌效果的影响,确定了喷枪结构不变的情况下,最佳的工艺条件为喷枪喷气速度100~150 m/s、渣液位高度1.6~1.7 m。

锌浸出渣富氧侧吹处理技术

湿法炼锌的浸出渣成分各不相同,但均含有锌、银等有价金属,同时含铅、镉、砷等重金属,属于危险废物,需要进行无害化处理,同时回收其中的有价金属。目前中国主流的锌浸出渣处理技术有回转窑、烟化炉、顶吹炉等。这些技术已经应用多年,技术成熟可靠,但在节能和环保方面还有较大提升空间。近年来,富氧侧吹技术开始成功应用于锌浸出渣处理,主要包括中国恩菲的侧吹浸没燃烧技术和瓦纽科夫式侧吹技术。本文在综述锌浸出渣处理技术现状基础上,介绍锌浸出渣熔池熔炼机理及"侧吹炉+烟化炉"工艺流程,以实际工程案例介绍瓦纽科夫式侧吹炉和侧吹浸没燃烧炉两种侧吹技术在中国锌冶炼工厂的应用,并从炉体结构、生产操作以及技术指标等方面对这两种侧吹技术进行分析比较。中国恩菲的侧吹浸没燃烧技术处理锌浸出渣具有能耗低、熔炼温度可控、操作简单、自动化程度高、开炉成本低、烟气稳定且氮氧化物含量低等优势,未来将成为中国乃至世界湿法锌冶炼渣的主流处理工艺。

废铅蓄电池“侧吹炼铅耦合烟气制酸”再生铅工艺的碳排放核算

围绕废铅蓄电池“直接侧吹熔炼耦合烟气制酸”再生铅工艺开展了碳排放核算,通过计算获知,样本企业以无烟煤和焦粒混料作为铅膏冶炼还原剂进入生产过程引起的碳排放占总碳排放量的51.85%,成为最大的碳排放类型。进一步分析了提高再生铅行业碳排放核算准确性的方法,并通过梳理碳排放类型和重点碳排放工序,分析了可行的降碳技术及减碳空间,提出了开发绿色低碳零碳还原工艺、绿色燃料及燃烧技术升级等技术策略。

再生铅富氧侧吹熔炼SNCR干法脱硝工艺实践

再生铅富氧侧吹熔炼在再生铅领域占有突出地位。由于国家环境政策趋严,要求富氧侧吹熔炼进行脱硝处理。脱硝工艺主要有氧化法、SCR法及SNCR法。本文中,笔者介绍了再生铅富氧侧吹熔炼炉脱硝工艺,重点介绍了氧化法脱硝工艺和SNCR高温干法脱硝工艺,分析了这两种工艺的优、缺点。并且,详细讨论了SNCR高温干法脱硝工艺在生产实践中的应用。

富氧侧吹工艺处理危废的过程分析

富氧侧吹工艺技术在危废资源化利用方面得到了广泛应用,尤其在有色金属危废资源化方面。本文介绍了富氧侧吹工艺的流程、设备,并分析富氧侧吹工艺处理危险废物过程的机理,包括燃烧过程、金属氧化物的还原过程、造渣过程,介绍危废主要组分如水分、有机物、硫、氟、氯、重金属元素的走向,以期更清楚地掌握该工艺优化的核心以及明确后续提高工艺水平的方向,为后续资源化利用工艺的提升提供技术支撑。

铜冶炼侧吹炉用镁铬质耐火材料损毁机制

为了保证新工艺下侧吹炉的安全稳定运行,采用扫描电子显微镜、能谱仪分析了铜冶炼侧吹炉渣线部位侧墙镁铬砖的侵蚀损毁机制。结果表明:1)位于渣线处的镁铬砖由于受到铜锍、熔渣的交替冲刷、渗透作用,难以形成稳定的挂渣层,造成镁铬砖渗透-侵蚀-剥落的持续循环,导致该处的镁铬砖蚀损最为严重;而渣线上部镁铬砖的蚀损程度较小,原因是铜锍在渣线上部镁铬砖中的渗透作用明显减弱,镁铬砖热面形成稳定的尖晶石及橄榄石相致密层,可以一定程度上阻挡熔渣和铜锍的进一步渗透及侵蚀。2)铜锍虽然在镁铬砖中仅沿气孔和晶界渗透,并不参与侵蚀反应,但其渗透后包裹于基质颗粒或晶粒周围,破坏了镁铬砖的直接结合,破坏原镁铬砖的稳定结构,降低镁铬砖对熔渣及铜锍的抗侵蚀性。3)铜锍主要沿铬铁矿颗粒周围以及析出富铁尖晶石的方镁石晶间渗透,不利于镁铬砖抵抗SiO_(2)-FeO熔渣的渗透与侵蚀。

侧吹炉协同处理铜阳极泥浸出渣回收有价金属新工艺研究

采用侧吹炉协同处理铜阳极泥浸出渣,综合回收有价金属,考察了纯碱用量、粒煤用量、沉淀时间、炉顶烟气温度对主金属Pb、Sb、Bi、Au、Ag回收率的影响。结果表明,适宜的处理工艺参数为:纯碱用量2.5%、粒煤用量3%、沉淀时间1.5 h、炉顶烟气温度750℃,此时贵铅中Au品位达到1 544 g/t(富集了1.84倍)、Ag品位达到10.37%(富集了1.4倍)、Pb品位达到22.89%(富集了2.1倍)、Bi品位达到27.45%(富集了2.2倍)。

利用浮渣侧吹转炉粗铜吹炼新工艺研究及实践

通过在浮渣侧吹转炉中进行粗铜吹炼生产实践,成功地将含铜量45%~50%的铅冰铜转化为含铜量超过92%的粗铜。在粗铜吹炼生产过程中,对铁元素和砷元素在不同阶段的化学反应和行为变化进行了深入的研究与分析。通过调整相关参数并采取降低渣中含铜措施等手段,将铜直收率提升至91%以上。浮渣侧吹转炉吹炼粗铜具有铜直收率高、渣铜含量低、经济价值高等显著特点,这些特点在生产实践中为我们提供了良好的生产指标。通过这种方式,我们能够实现高效的铜提取,将铜的计价系数提高15%,提高铜金属经济效益。

富氧侧吹炉处理含金属危废的生产实践

本文介绍了某危险废物处置项目采用富氧侧吹炉处理含铜危废的工艺概况及侧吹炉结构,生产实践中出现的问题并进行了分析提出了解决措施。通过与传统火法工艺的应用比较,对富氧侧吹炉技术在处理含铜危险废物优劣势做了总结建议。

粗铅熔炼技术中侧吹还原炉水套系统改进工艺研究

本文针对粗铅熔炼工艺,着重描述了侧吹还原炉的工艺原理与生产技术,然后分析了侧吹还原炉上部改为风套系统后的利弊。与原水套系统的对比可知,使用风套系统能提高系统的作业率和物料处理能力,降低工艺设备风险和尾气中CO含量,达到了降本增效的目的。

侧吹熔池熔炼炼铜生产实践

富氧侧吹炉是一种综合物料干燥、物料焙烧以及物料熔炼的炼铜生产工艺。基于富氧侧吹炼铜工艺反应机理,对比侧吹炼铜工艺与传统炼铜工艺的特点,结合江铜国兴富氧侧吹炉的生产实践,分析异常炉况产生的原因,并提出相应的处理办法,通过提高富氧浓度,不仅节省了大量的燃料,而且生产效率大大提高。

富氧侧吹炉协同处理含铜危废和有机危废生产实践

本文简要介绍了富氧侧吹炉协同处理含铜危废及有机危废基本原理;通过生产实践探索最优渣型Fe/SiO_(2)0.3~0.5,CaO/SiO_(2)0.8~1.0,危废配伍热值范围3500~5000Kcal,制定C、H、S、F、Cl等元素入炉限值,控制入炉物料盐分含量少于8%;针对生产过程中出现的状况进行了分析,提出了应对措施;总结了富氧侧吹炉处理危险废物的技术优势。

海堤侧吹填区真空联合堆载预压法加固难点及技术措施

本文通过对海堤侧吹填区的土壤特性、土层结构及地下水状况的分析,揭示了该区域加固工程的难点,比如不均匀沉降控制、波浪与潮汐冲刷以及环境保护等问题。在此基础上,详细阐述了真空联合堆载预压法的加固过程,包括排水疏干、清除杂草、铺设砂砾石垫层、打设塑料排水板、铺设密封塑料薄膜及抽真空等关键步骤。结果表明:该技术能有效提升地基稳定性,控制沉降,同时减少对环境的负面影响。

侧吹炉烟道结构分析及设计要点

侧吹炉生产中若原料所含杂质成分过多、工艺控制不当等,易导致侧吹炉烟道内黏接严重,从而影响侧吹炉的作业率,甚至对安全生产会有影响。通过分析侧吹炉烟道内黏结形成的原因,对比了目前国内冶炼厂均有实际应用的3种侧吹炉烟道结构形式,分析其各自的结构特点和优缺点。对侧吹炉砖砌烟道的方案设计提出需要认真考虑的设计要点。