CN102230074A - 一种流态化富氧焙烧含锡高砷高硫料的方法 - Google Patents

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王彦坤
陈平
李忻
徐胜利
肖本省
范丽霞
曹华
毛伟
杨艳兰
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Abstract

本发明属于锡冶金技术领域，具体涉及一种用流态化富氧焙烧含锡高砷高硫料的新方法。本方法在流态化炉的入炉气体中混进氧气，控制氧量达到入炉总气量的22wt%～45wt%，与物料一起在600℃～1000℃的温度条件下进行富氧流态化焙烧，启动加料系统投料时，加氧方式采取递减入炉空气量，递增氧气量，达到入炉总气量不变而氧气浓度符合所述工艺参数。本发明可有效提高脱砷、脱硫率，改善焙烧质量，降低单位物料处理的烟气量，减少热量损失，提高热利用率，能在不增加炉床面积的情况下，提高炉床能力，提高处理量，提高生产效率，同时提高烟气中SO2的浓度，为尾气制酸变害为宝解决尾气SO2的浓度低制酸不利污染环境的问题。

Description

一种流态化富氧焙烧含锡高砷高硫料的方法
技术领域
本发明属于锡冶金技术领域，具体涉及一种用流态化富氧焙烧含锡高砷高硫料的新方法。
背景技术
随着锡矿床的不断开采，锡矿石品位逐渐下降，高硫高砷等高杂质锡矿石逐渐增多；且随着锡资源的不断开采，锡冶炼生产过程中的中间产品(合金渣和冶炼尘)以及来自其它锡化工、锡材生产、电子焊接和电镀等锡深加工企业或用户回收的含锡废料与锡精矿一起已成为锡冶炼生产的主要原料。若直接对这些物料进行熔炼，一方面由于其含杂质高，会使得熔炼过程中锡的损失增大，另一方面由于锡精矿品位不高也会增加熔炼成本。因此，很有必要在熔炼之前对这些高杂质含锡物料进行炼前处理，除去有害杂质，并提高锡精矿品位。
炼前处理的方法一般有精选、焙烧和浸出三种，而焙烧是含锡物料脱硫、脱砷、脱锑的主要方法。含锡物料焙烧时通常使用的设备为机械多膛炉、回转窑和流态化焙烧炉(或沸腾炉)。目前，沸腾炉因具有气-固之间热质交换速度快、层内温度均匀、产品质量好、流态化层与器壁间的传热系数大、生产率高、操作简单、便于实现生产连续化和自动化等一系列优点而成为含锡物料脱硫、脱砷、脱锑的主要设备。
沸腾炉是利用流态化技术，使参与反应或热、质传递的气体和固体充分接触，实现它们之间最高的传质，传热和动量传递速度，获得最大的设备生产能力。但是，目前锡冶炼的炼前处理沸腾炉普遍存在物料氧化不充分，脱硫、脱砷效率低，热利用率不高，能耗相对高，烟气量大及处理量较小等问题和不足，很多相关技术人员也一直在寻找较好的解决方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种流态化富氧焙烧含锡高砷高硫料的方法，可有效提高脱砷、脱硫率，改善焙烧质量，降低单位物料处理的烟气量，减少热量损失，提高热利用率。
本发明的另一目的是在不增加炉床面积的情况下，提高炉床能力，提高处理量，提高生产效率，同时提高烟气中SO2的浓度，为尾气制酸变害为宝解决尾气SO2的浓度低制酸不利污染环境的问题。
实现本发明目的所采取的技术方案是：在流态化炉的入炉气体中混进氧气，控制氧量达到入炉总气量的22wt％～45wt％，与物料一起在600℃～1000℃的温度条件下进行富氧流态化焙烧。
启动加料系统投料时，加氧方式采取递减入炉空气量，递增氧气量，达到入炉总气量不变而氧气浓度符合所述工艺参数。
在本发明的上述操作中，根据入炉料软化点和含锡物料的脱杂取样效果在650℃～1000℃选定流态化床温度，流态化压力控制在13kPa～19kPa，炉烟气出口压力0Pa～20Pa。
本发明的流态化炉的投料炉温应达到600℃以上，所处理的焙烧炉料为含有硫、砷化学元素的锡精矿、锡富中矿、锡冶炼厂在生产过程中产出的中间合金渣和锡冶炼烟尘，以及来自其它锡化工、锡材生产、电子焊接和电镀厂家等锡产品深加工企业或用户回收的含锡废料。
在流态化富氧焙烧过程中采用分步式集散控制系统来控制富氧操作参数和焙烧技术，且当流态化焙烧炉的汇气管温度超过200℃，或罗茨风机停车或鼓风量低，或入炉氧气浓度超60％时，通过该分步式集散控制系统切断气动阀来停止氧气供给。
采用富氧焙烧技术，提高有效成分氧气入炉浓度，相应地减少惰性成分氮气入炉量，增加氧与物料的反应活性，强化焙烧过程，实现高效、高质、节能、降耗、减排的绿色冶金。
本发明的有益效果是：
(1)可在不对原有流态化炉(沸腾炉)规格和工艺流程作重大变更的基础上，搭接富氧管、监控仪表和远距离操控阀门，在利用原沸腾炉罗茨风机参与调节鼓风，提高沸腾炉和原有主要工艺配套收尘设备的焙烧或处理能力.
(2)提高有害杂质的燃烧脱杂能力，节约沸腾炉煤电单耗，减少有害气体等的排放量。并为后续冶炼减轻或消除有害杂质的影响，提高技术经济指标，节能降耗，创造必要的条件。
(3)用DCS(Distributed control system)分步式集散控制系统，可提高作业操控效率，准确、高效地操控流态化焙烧的工艺参数，因此工艺先进、合理、投资少，废气比原有非富氧焙烧工艺更有利于综合回收，环境污染得到有效根治。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
本发明实施例如下：
1、开启DCS控制系统将流态化炉的给料机和电子皮带秤、罗茨鼓风机的变频控制线路、氧气管的调节阀、紧急截断气动阀门、与操作相关的各电信电控设备、测温测压等仪表与操作室内的电脑(操作台)连通。
2、铺好底料，将木柴投入沸腾炉内，分布均匀，其量不超过溢流口。
3、点燃木柴烘炉16小时～24小时，当炉料温度达到350℃～400℃时停止木柴烘炉。
4、按尾气处理、抽风、和收尘系统顺序启动完毕后，DCS系统下达指令启动罗茨风机，并指令变频调速调控入炉鼓风量到焙烧所需流态化形成与焙烧所需风量，使得沸腾层燃烧。
5、炉温达到600℃以上，启动加料系统投料。
6、炉子正常运行后，于操作台设置供氧参数，控制氧气调节阀开度后，输出快开(紧急切断)气动阀打开氧气。氧气经过阻燃器，加入汇气管与空气混合后入炉实施富氧焙烧。
在加氧过程中，在操作台上可采用手动或预设计算公式自动控制两种途径，递减入炉空气量，增加氧气，达到入炉总气量不变及氧气浓度符合工艺技术控制要求，并保持平稳运行。
7、为确保安全性，当汇气管温度超过200℃或罗茨风机停车或鼓风量低或计算机显示入炉氧气浓度超60％时，输出快开(紧急切断)气动阀将自动快速切断氧气供给。
8、焙烧技术条件：
(1)沸腾层(流态化床)温度：650℃～950℃，根据入炉料软化点和含锡物料的脱杂取样效果等选定。
(2)入炉气体(氧气+风机供气)总风量：1700～2200(m3/h)，根据入炉料流态化临界直线速度值调整，以确保流态化床形成，对应烟尘量最低为准。
(3)入炉富氧气体O2的浓度(含量)，21％～45％，按不同物料的焙砂含As和S或需求确定。
(4)烟气温度，600℃～800℃。
(5)流态化(风包)压力：13kPa～19kPa。
(6)炉烟气出口压力0Pa～20Pa。
(7)配料按S+煤＝6％～12％计算。
(8)处理量：3～20(t/m2d)，根据料发热值不同，以温度稳定于一点的要求炉况实际定。
在其它工况条件例如焙烧温度和入炉气体的单位时间内的总量等基本相同的情况下，进行了普通流态化焙烧和本发明的富氧焙烧对照试验，其结果参见表1。
由表1可知，沸腾炉内采用本发明技术方案的富氧焙烧后，炉床能力比采用空气焙烧有显著的提升，且随氧气含量富氧幅度的增加同步大幅提高；产品焙砂的含硫量降低明显，含砷量也能满足焙砂的质量要求。
利用富氧焙烧的试生产投入原料和产出焙烧渣情况如下。
投入原料：
A)锡精矿：5076.233吨，平均含Sn 42.19％，As0.93％，S2.55％；
B)次精矿：106.090吨，平均含Sn 33.26％，As1.13％，S2.86％；
C)炼渣烟尘：73.684吨，平均含Sn 37.63％，As2.97％，S2.11％；
D)离心析渣：820.147吨，平均含Sn 49.42％，As18.22％，S2.45％；
在焙烧温度740℃～780℃技术相同条件，加富氧浓度为25％～28％，产出焙烧渣(砂)：5991.934吨。
试生产的平均炉床指数(能力)17.46t/m2·d，与富氧焙烧前同比，平均提高幅度26.25％以上。焙砂含砷，比富氧焙烧前普通流态化焙烧的平均值降低幅度21.45％；焙砂含硫0.52％，比富氧焙烧前0.78％降低33％。
表1：云锡冶炼分公司普通流态化焙烧和富氧焙烧对照试验结果表

Claims (5)

1.一种流态化富氧焙烧含锡高砷高硫料的方法，其特征在于：在流态化炉的入炉气体中混进氧气，控制氧量达到入炉总气量的22wt%～45wt%，与物料一起在600℃～1000℃的温度条件下进行富氧流态化焙烧。
2.如权利要求1所述的流态化富氧焙烧含锡高砷高硫料的方法，其特征在于：启动加料系统投料时，加氧方式采取递减入炉空气量，递增氧气量，达到入炉总气量不变而氧气浓度符合所述工艺参数。
3.如权利要求2所述的流态化富氧焙烧含锡高砷高硫料的方法，其特征在于：根据入炉料软化点和含锡物料的脱杂取样效果在650℃～1000℃选定流态化床温度，流态化压力控制在13 kPa ～19kPa，炉烟气出口压力0 Pa ～20Pa。
4.如权利要求3所述的流态化富氧焙烧含锡高砷高硫料的方法，其特征在于：流态化炉的投料炉温应达到600℃以上，所处理的焙烧炉料为含有硫、砷化学元素的锡精矿、锡富中矿、锡冶炼厂在生产过程中产出的中间合金渣和锡冶炼烟尘，以及来自其它锡化工、锡材生产、电子焊接和电镀厂家等锡产品深加工企业或用户回收的含锡废料。
5.如权利要求4所述的流态化富氧焙烧含锡高砷高硫料的方法，其特征在于：在流态化富氧焙烧过程中采用分步式集散控制系统来控制富氧操作参数和焙烧技术，且当流态化焙烧炉的汇气管温度超过200℃，或罗茨风机停车或鼓风量低，或入炉氧气浓度超60%时，通过该分步式集散控制系统切断气动阀来停止氧气供给。
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