技术 | 侧吹浸没燃烧熔池熔炼工艺应用

3.1 工业化设计改进

工业化设计的重点在于如何解决侧吹浸没燃烧熔池熔炼工艺工业化生产装置的连续稳定运行，以保证生产指标的实现。针对该工艺复杂性和特殊性，对如下装置进行了工业化的研究和设计。

(1)侧吹浸没燃烧熔池熔炼炉选择合适的喷枪间距、富氧和燃气喷吹压力和流量，以及喷枪套砖结构形式材质

(2)工业化生产的侧吹喷枪在结构上充分考虑了冷却措施，保护气体氮气的运用和枪芯可更换性。

3.2 应用实践

中国恩菲侧吹浸没燃烧熔池熔炼工艺主要领域：液态铅渣直接还原、铅膏等二次铅杂料的连续熔化还原、锌浸渣等二次锌杂料的处理、锑精矿及锑烟尘的熔炼还原以及其它氧化物料的处理。

(1)液态铅渣直接还原

液态铅渣还原技术是中国恩菲主导开发，金利参与试验开发，该技术获得有色金属协会科技一等奖，并已成功应用于湖南华信冶炼厂和驰宏锌锗会泽冶炼厂。

其中会泽侧吹还原炉在华信投产基础上进一步优化，于2013年12月投产，已持续生产达20个月。该技术荣获2014年度中国有色金属行业部级—优秀工程设计一等奖。

(2)硫酸铅渣或再生铅膏处理

采用连续熔化还原炉处理铅膏，该工艺为中国恩菲的zhuanli技术。国内第一条用于处理未脱硫铅膏的连续熔化还原炉生产线于2012年在湖北金洋投产。 工艺流程如图4。

经过3年以来不断摸索与改进，已形成“铅膏连续熔化还原—烟气脱硫(制酸)—铅屑短窑低温熔化”低成本、节能环保的再生铅生产新工艺。目前处理未脱硫铅膏的冶炼工艺日臻完善，各项技术参数指标均达到了行业领先水平，具体指标如下。

(3) 锌浸出渣的处理

锌浸渣处理工艺采用“侧吹浸没燃烧熔池熔炼炉熔化+烟化”工艺。

侧吹浸没燃烧熔池熔炼炉主要用途是熔化锌浸渣，由于铅锌渣中已经没有发热元素，熔化主要靠喷枪喷吹燃料补热。煤粉从侧吹喷枪直接喷入熔池，同时喷枪鼓入足够的氧气，保证喷入粉煤以及加入熔池的块煤完全燃烧，加速了熔池内传热传质过程，可达到快速熔化炉料的效果。侧吹喷枪采用富氧空气助燃，喷入炉内的富氧空气浓度可达40～65%。

侧吹炉熔化+烟化炉渣烟化渣处理工艺由1台侧吹炉和1台烟化炉组成，中间通过溜槽连接，熔化炉的炉渣经溜槽送至烟化炉。主要技术指标如表3，由于烟化炉处理热量已有丰富的生产实践经验，所以试验厂未设烟化炉，下表中熔渣为熔化渣。

(4)锑精矿的处理

目前锑精矿主要冶炼方法为传统鼓风炉挥发熔炼，存在低浓度二氧化硫低空污染，以及烟气余热无法回收等问题。

为解决鼓风炉存在的种种问题，中国恩菲提出一种处理锑精矿的新思路、新工艺供业主选择。采用侧吹浸没燃烧熔池熔炼工艺进行锑精矿的氧化挥发熔池熔炼。

由锑精矿的特殊性质可知：进行熔炼时锑精矿中硫化锑大部分挥发进入烟气收尘后段火柜进行氧化燃烧形成锑氧烟尘进行回收;落入熔池中的物料一部分造渣，一部分锑、铁与硫形成锑冰铜相。实际熔池中形成两相：上层为渣层，下层为锑冰铜层。由于锑冰铜熔点较高，如熔池内部补热不足则容易在炉缸底部形成炉结，影响正常操作。同时由于锑精矿中硫化锑大部分挥发进入气相，熔池氧料比控制至关重要。

通过侧吹喷枪直接向熔体内部补热，可以快速有效调节炉内熔池中锑冰铜的温度，避免风口区和炉缸区炉结的生成，由于恩菲侧吹浸没燃烧熔池炉墙镶嵌长寿命耐火砖层避免了锑冰铜对铜水套侵蚀的风险;而且可通过燃料和氧气相对量的调节，有效控制熔池内部氧化和还原氛围，严格控制四氧化三铁的生成，杜绝泡沫渣、喷炉等不利炉况的发生。

因此基于以上锑精矿挥发熔池熔炼的特殊性质，采用中国恩菲zhuanli技术侧吹浸没燃烧熔池熔炼工艺处理锑精矿可实现锑、硫的高回收率，同时工程投资也较低，工业化成熟度较高，该技术具有非常广阔的发展前景。

(5)锡精矿、锡中矿的处理

目前国内的大中型的锡冶炼厂都采用的是电炉和顶吹炉进行粗锡的冶炼。

电炉高电耗和对锡原料含铁要求严格，以及单台电炉生产能力有限，限制了其推广应用。

顶吹炼锡工艺，目前国内有云锡、华锡等企业采用顶吹炉进行粗锡冶炼。从工艺角度讲，顶吹炉熔炼具有熔炼效率高、对物料适应性强、自动化水平高等优点。但顶吹炉富氧浓度28～30%，顶吹炉还原熔炼的煤耗在40-50%以上。而且由于顶吹喷枪的寿命小于3天，造成频繁换枪，作业率较低。另外引进该技术费用过高，建设投资大。

结合中国恩菲在侧吹浸没燃烧熔池熔炼方面的技术优势，以及相关工业生产实践，推荐粗锡冶炼采用 “高硫锡精矿的流态化焙烧+侧吹炉还原熔炼+烟化炉烟化”工艺流程，该技术是一项具有自有知识产权的粗锡冶炼工艺，简称侧吹炉炼锡工艺。该工艺具有锡、铅、铜、铋等有价金属回收率高，能耗低，系统密闭，低噪音，无粉尘、烟气等泄漏，生产环境好，自动化程度高等特点。

以生产规模为1万～2万t/a锡的顶吹工艺和侧吹工艺对比，顶吹炉设备总投资(含zhuanli费、设计费等)约～4000万元，而采用中国恩菲自主zhuanli侧吹炉的设备投资为顶吹炉的一半左右，具有较大的技术和成本优势。

(6)其它应用方向

目前中国恩菲已将侧吹浸没熔池熔炼炉应用范围逐步扩展，应用于阳极泥、铜浮渣、低品位共生铅锌氧化矿以及尾气脱硫石膏渣无害化处理等方面。