铜冶炼烟尘工艺及其性质分析控制
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【摘 要】为了提高铜冶炼烟尘的回收率，针对烟尘的特性和颗粒度等进行了分类，针对烟尘分类分别采用正压和负压两种气流输送的方式将各处烟尘送至炉顶ABC烟尘仓后返回到闪速炉内。烟尘性质的好坏，直接决定了烟尘系统运行的稳定性，从而影响烟尘的回收率和闪速炉作业率，因此，在生产过程中，对闪速炉烟尘性质的分析及控制，显得尤其重要。
【Abstract】In order to improve the recovery rate of copper smelting soot， the characteristics and particle size of soot were classified. According to the classification of soot， positive pressure and negative pressure were used to transport the soot to the top of ABC dust bunker and returned to the flash furnace. The quality of soot directly determines the stability of soot system， thus affecting the recovery rate of soot and the operation rate of flash furnace. Therefore， in the production process， the analysis and control of soot properties of flash furnace is particularly important.
【关键词】铜冶炼;闪速炉烟尘;烟尘性质
【Keywords】copper smelting; flash furnace soot; soot properties
【中图分类号】X708;X758 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2019）10-0137-02
1 铜冶炼熔炼厂烟尘分类
熔炼厂烟尘主要分为闪速炉熔炼炉烟尘、转炉吹炼炉烟尘，其烟尘均在冶炼过程中产生，其中转炉吹炼产出的白烟尘进行外售处理，其余烟尘均在闪速炉熔炼中回炉利用。其中闪速炉余热锅炉和转炉余热锅炉产出的块状烟尘送烟尘破碎处理系统进行破碎筛分后由C烟尘流送系统送烟尘仓返回闪速炉进行熔炼。
闪速炉烟尘从设备上分类主要分为闪速炉余热锅炉烟尘、闪速炉沉降室烟尘、闪速炉电收尘烟尘，其中按照输送工艺分类分为A烟尘、B烟尘、C烟尘。转炉烟尘主要分为转炉锅炉烟尘和白烟尘。
2 熔炼厂烟尘占比走向
熔炼厂烟尘除外售白烟尘外，其余烟尘全部返回闪速炉进行熔炼。其中A烟尘占比总烟尘回收量的50%，B烟尘占比总烟尘回收量的15%，C烟尘由闪速炉锅炉、转炉锅炉共同产出，占总烟尘回收量的35%，其中闪速炉C烟尘占24%、转炉C烟尘占11%。
3 烟尘处理系统流程
烟尘处理系统包括烟尘破碎筛分、A烟尘输送、B烟尘输送和C烟尘输送。电收尘及沉降室、对流部收下的烟尘为A烟尘，其输送系统运行好坏直接影响FF投料量，当该系统发生故障时，收尘器内烟尘就不能及时排出，可能会影响闪速炉投料量。而B、C烟尘有两个流向，其一是经过各自的输送系统进入烟尘仓，这是正常流向。其二是烟尘开路送原料工序。后者是在B、C流送系统故障下被迫采取的措施，其后果是烟尘被配入精矿中返回闪速炉，导致工艺失控，熔炼困难、炉况恶化，以致影响生产能力和下道工序操作。因此，必须要保证A、B、C烟尘流送系统正常运行。
4 闪速炉烟尘性质判断分析
闪速炉烟尘性质好坏决定了排烟系统能否正常地运行，同时从烟尘性质中也可看出闪速炉反应情况的好坏，所以闪速炉烟尘性质的判断及调整对闪速炉生产来说，是非常重要的指标之一。
4.1 闪速炉烟尘化验数据分析
在生产中会对各种烟尘进行取样分析，各种烟尘的成分都有相对稳定值，所以从日常化验数据的变化可以知道烟尘性质是否发生了变化。当烟尘中硫和铜等元素含量变化偏离较大时，可知烟尘盐化是否较好，烟尘是否比较松散清脆等。
4.2 闪速炉锅炉运行情况分析
闪速炉余热锅炉烟尘性质较差时容易引起锅炉开口部和挡渣屏结块，而且结块较硬，粘结性强，不容易清理。当烟尘性质正常时，锅炉烟尘松散，容易清理，一般水冷壁上的结灰可以靠清灰装置自动清理。当烟尘后移时，一般锅炉出口温度高于380度、中部温度高于730度。当烟尘后移至对流部时，对流部水冷壁管束會结灰严重，单靠弹簧振打无法清理干净，灰斗侧壁易堆灰，且导致负压异常，烟尘颜色发黑，烧结并伴随冒烟阴燃现象。
4.3 闪速炉烟尘的颜色、颗粒度感官分析
日常巡检时可以从锅炉各灰斗，沉尘室、电收尘刮板等地方查看烟尘颜色和颗粒度来判断闪速炉烟尘的性质是否正常。一般锅炉第一灰斗和第二灰斗的烟尘均为灰黑色，第二灰斗烟尘颜色稍微偏灰些，而且颗粒度比较细，第一灰斗烟尘高熔点烟尘多，烟尘温度较高，所以烟尘掉落灰罐后还会出现重新结块情况，因此，第一灰斗的烟尘要及时进行破碎处理。沉尘室及电收尘的烟尘正常情况下为灰黄色且颗粒度比较细，电收尘烟尘比沉尘室会更黄一些。 4.4 闪速炉检尺上分析
从沉淀池顶检尺烟尘层上可以看出闪速炉反应时烟尘性质好坏。当反应良好时，烟尘在熔池烟气层分布均匀，检尺烟尘層会出现卷皮或者颗粒针状，颜色呈银白色，颜色均匀，烟尘性质良好。当反应状况较差时，烟尘层颜色呈浅黑色，烟尘层较厚，块状分部厚度不一，时常伴有冒泡情况发生，此时烟灰性质较差。
5 烟尘性质的控制措施
5.1 闪速炉铜精矿的配比措施
在配料过程中要考虑闪速熔炼系统As、Sb、Bi、Pb的走向分布[1]。在配料过程中，除了控制S/Cu和铜品位等元素含量外，Zn+Pb含量要控制好，Zn、Pb含量较高时提高铜精矿的着火点，冰铜和炉渣难以澄清分离，提高炉渣熔点，增加炉渣的粘度，提高烟尘发生率，烟尘粘附性增加，所以在配料过程中Zn+Pb含量一般不超过2%。当超过2%时要加强闪速炉烟尘性质的跟踪，增加锅炉挡渣屏及开口部等位置的烟尘结块确认的频次，确保闪速炉的可持续生产。
5.2 烟尘发生率的控制
在实际生产过程中，降低闪速炉烟尘发生率[2]，是减少烟尘性质异常的重要措施。降低烟尘发生率可从以下几个方面着手：①闪速炉反应塔的氧利用率直接决定了烟尘发生率的高低，通过闪速炉分配风、风速、中央氧的组合优化控制，让铜精矿在反应塔中反应更完全，提高氧利用率，促使未反应的颗粒随着烟气带入排烟系统的量越少，从而降低烟尘发生率;②S/Cu的参数控制也直接影响烟尘发生率的高低，S/Cu高时总风量越高，随着大风量带入排烟系统的烟尘也越多，从而提高烟尘发生率，所以控制一定量的S/Cu能够降低烟尘发生率;③闪速炉系统负压应控制在-30Pa左右，当负压过大或过小时均会影响闪速炉的烟尘发生率。
5.3 盐化氧和盐化风的控制
投产至今闪速炉盐化装置经过多次改造，在沉淀池顶通入5根盐化氧气，在锅炉辐射部入口上部通入3根盐化风管。正常生产中，盐化氧和盐化风进行搭配使用，一般盐化氧用量在300～700Nm3/h，盐化风用量在1500～2000Nm3/h。当闪速炉锅炉烟尘颜色偏黑时，适当提高盐化氧和盐化风量，直到锅炉第二灰斗烟尘颜色呈浅灰色即可。当然，在控制盐化氧和盐化风时要注意锅炉出口氧浓含量，一般控制在1.5%左右。
5.4 给料系统设备的运行控制
闪速炉熔炼的精矿喷嘴、风动溜槽、失重给料等设备需加强巡检维护，防止出现以下情况：①精矿喷嘴空气室结焦、分配器磨损、水套漏水等影响;②风动溜槽筛网破损、纵向角度过大、横向角度偏斜等影响;③失重仓给料频繁波动，给料量忽高忽低等影响。当以上因素中任何一台设备出现给料故障时均会影响闪速炉反应情况，从而影响闪速炉的烟尘性质，控制好给料系统设备是确保烟尘性质良好的前提。
6 结论
在铜冶炼烟尘工艺的生产管理中，通过对化验数据、锅炉运行参数、物理粒度规格和颜色、检尺等进行分析判断，可以知道闪速炉烟尘的性质是否正常，当烟尘性质出现异常时，可以从配料单调整、降低烟尘发生率控制、盐化氧和盐化风的调整、给料系统设备的控制等措施来调整闪速炉烟尘性质，使闪速炉烟尘性质恢复正常，从而促使闪速炉烟尘系统的正常运行。
【参考文献】
【1】郑春到，林东和.闪速熔炼系统As、Sb、Bi、Pb的走向分布[J].中国有色冶金，2015，44（03）：15-18.
【2】骆时雨.降低闪速炉烟尘发生率[J].铜业工程，2018（04）：41-44.
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