铅精矿干燥及除尘工艺设计与应用

朱莉薇

(长沙有色冶金设计研究院有限公司，湖南长沙 410011)

基夫赛特法是一种以闪速熔炼为主的直接炼铅法。它可处理各种不同品位的铅精矿、铅银精矿、铅锌精矿和鼓风炉难以处理的硫酸盐残渣。湿法炼锌厂产出的铅银渣、锌浸出渣、废铅蓄电池糊、各类含铅烟尘等都可以作为原料入炉冶炼。由于基夫赛特炼铅对原料有广泛的适应性，能以较低的费用回收原料中的有价金属，并可以满足日益严格的环境保护要求，所以该冶炼法具有良好的发展前景。

1 物料要求和烟气处理

1.1 原料组成

基夫赛特法所处理的炉料由铅精矿、各种含铅物料和熔剂(石英石和石灰石)组成。燃料和还原剂分别采用碎煤和焦炭。铅精矿和含铅物料成分见表1。

表1 铅精矿和含铅物料的成分［1］ %

1.2 物料要求

来自铅原辅料仓及焦炭经配料后的物料含水通常在10%左右，而基夫赛特法要求经配料和干燥后的入炉料应达到:粒度＜0.2 mm，含水率＜1%，发热值1 530～2 450 kJ/kg。炉料粒度的控制是由物料在炉内反应的传热要求决定的:铅精矿的氧化脱硫过程是一种闪速熔炼，在喷枪出口即与氧气混合，在基夫赛特炉反应塔上部迅速反应，粒度减小，反应速度成几何倍数加快。而炉料水分的控制也是很重要的指标，含水率若大于1%，则水分蒸发在炉料周围形成“气膜”，会阻碍炉料与氧气的有效接触。因此，需对炉料进行干燥。

1.3 干燥机烟气处理

在炉料干燥过程中会产生烟气。这种烟气的特点是温度低、含尘浓度高，且水蒸气含量亦较高。为确保生产正常运行，烟气达标排放，确定干燥机烟气采用如图1所示的流程处理。

图1 干燥机烟气处理工艺流程

2 主要设备选择

2.1 蒸汽干燥机

常规回转式干燥机都是通过燃料在燃烧室内燃烧产生热源来干燥物料，是水分蒸发。这种设备的不足之处在于需要消耗燃料来产生热源，且由于燃料产生的热源温度高，对于以硫化物为主的精矿易发生氧化脱硫，使烟气含低浓度二氧化硫，既不利于环境保护，又对烟气处理系统设备产生腐蚀［2，3］。

基夫赛特熔炼法与其它熔炼法的不同之处在于:一是具有闪速熔炼的特点，瞬间完成气固反应不仅要求物料为粉状，还要求物料深度干燥;二是余热的利用，在反应塔和电热区分别设有余热锅炉，余热产生的大量蒸汽为干燥机提供了热源，故设计选用了蒸汽干燥机。

库迈拉干燥机为回转式蒸汽干燥机，与常规回转式干燥机的区别在于其筒体内安装了蒸汽加热管，属间接加热。分片式加热管分层固定在机内支架上，与筒体同步旋转，由一台大功率马达驱动干燥机壳体和蒸汽盘管同时转动。壳体有一定斜度，斜度往往取决于被干燥物料的流动性。干燥机进料口设在筒体的高端，混合料通过振动给料机将料加入干燥机内，筒体低端设蒸汽进、出口连接器，蒸汽从转子端进入，分配给盘管所有的环路，混合料被热盘管间接加热脱除所含的水分。脱除水分后的混合料从筒体下部出料口排至埋刮板输送机，由埋刮板输送机将混合料送至球磨。含尘气体则从筒体上部进入袋式除尘器除尘净化。国内某厂蒸汽干燥机设计参数见表2。

表2 国内某厂蒸汽干燥机设计参数

2.2 袋式除尘器

常规炉料干燥因烟气含低浓度二氧化硫，收尘一般都选用干湿混合流程，干法收尘主要是捕集烟尘，而湿法收尘则是脱除烟气中的二氧化硫。干湿混合流程复杂，且存在二次污染。

针对某厂蒸汽干燥机烟气从上部排出、不含二氧化硫、露点温度约76℃等特点，选用干法收尘流程。考虑干燥系统总体配置受场地限制，所选低压脉冲袋式除尘器面积为1 018 m2，4个室，每个室一个单独的进气口，进气总管呈水平布置，滤袋清灰采用分室停风压缩空气喷吹清灰。为确保系统正常运行，设备外部采用蒸汽伴热管加保温材料保温，蒸汽供给采用自动化控制，当烟气出口温度＞105℃时自动停止供汽，当烟气出口温度＜100℃自动开始供汽。袋式除尘器灰斗设置料位计，与其下灰卸灰阀和埋刮板输送机联锁自控。袋式除尘器处理烟气设计参数见表3。

表3 袋式除尘器处理烟气设计参数

3 生产实践及改进措施

生产运行期间，由于各方面原因，设备处于间断生产状态，导致粉尘积留在设备内。粉尘的主要成分为粒度极细的PbS粉尘和粉煤，这两种粉尘均为可燃物，加上其水分含量低，故易产生自燃，燃烧滤袋，设备灰斗积灰。针对出现的问题，对设备和管道进行了改进:

1.将除尘器的进口由水平管改成了灰斗形式，以大角度形式进粉尘烟气，避免粉尘的积留。

2.蒸汽管由原来的箱体和灰斗共一个进口改成箱体和灰斗分设进口，且在管道上增设了疏水阀，确保蒸汽保温效果。

3.原蒸汽管采用丝扣联接，联接处漏水渗入保温层，起不到保温作用，后改成焊接联接，将保温材料全部更换。

4.将灰斗的入孔门由原来的侧面改到正面，空间空旷，便于清理，且在每个灰斗上增加了温度计，以便测量灰斗内的料温。

目前该系统已投入生产，运转正常，生产技术指标均达到了设计值(见表4)。

表4 干燥系统生产技术指标

4 结语

1.采用蒸汽干燥机，利用基夫赛特熔炼工艺产生的余热对物料进行干燥，无需燃烧燃料，且蒸汽加热温度相对较低，物料中的硫化物和单质硫在氧化过程中不会进入烟气，无需脱硫净化，干燥后的物料完全满足生产要求，由此可见，在环保和节能方面的优势是显著的。

2.烟气采用袋式除尘器，选用抗酸碱腐蚀、抗化学性能强、水解稳定性好的覆膜滤料，在恶劣环境中具有良好的过滤性能，收尘效率高，流程简单，对周边环境的粉尘排放也明显降低。

3.通过优化设计，解决了积灰问题，确保了生产能正常运行，环境效益和社会效益都十分显著。

［1］ 张乐如.铅锌冶炼新技术［M］.长沙:湖南科学技术出版社，2006.

［2］ 徐光泽.蒸汽管回转干燥机在硫精砂干燥中的应用［J］.硫酸工业，2007，(3):50－52.

［3］ 赵福生.铜合成炉蒸汽干燥工艺优化与生产实践［J］.有色金属(冶炼部分)，2011，(2):42－45.