氧气底吹技术在有色冶金的研发与应用
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氧气底吹技术在有色冶金的研发与应用
时间:1970-01-01 08:00来源:未知 作者:admin 点击:
 恩菲印迹
  ·世界首个氧气底吹炼铅项目
  豫光金铅铅冶炼厂
  ·世界最大氧气底吹铅熔炼炉
  济源金利铅冶炼厂
  ·世界首个氧气底吹还原炼铅项目
  安阳岷山铅冶炼厂
  ·世界首个氧气底吹炼铜项目
  越南生权大龙冶炼厂
  ·世界第一条氧气底吹造锍捕金项目
  山东恒邦复杂金精矿综合回收生产线
  ·世界最大氧气底吹造锍捕金项目
  中原黄金冶炼厂整理搬迁升级改造项目
  氧气底吹技术最初应用于炼钢领域。上世纪30年代起,相关研发工作相继开展,最终在60—70年代实现了工业应用。氧气底吹技术具有高效、节能、环保等显著优点,随制氧技术的进步,在世界钢铁领域得到广泛应用,大幅提升了钢铁冶炼的整体技术水平。
  此后,将氧气底吹技术应用于有色冶炼领域的想法也随之产生。但是,氧气底吹技术在钢铁冶炼领域的应用与在有色金属冶炼领域的应用有很大差异:
  氧气底吹技术炼钢,目的在于脱除铁水中的硫、磷、硅等杂质,控制碳含量,可以同时加入废钢,熔化调质生产各种牌号的碳钢,亦可在钢水中加入其他金属或合金,生产各种牌号的合金钢。冶炼过程是间断作业,炉内气氛在氧化和还原之间周期性变化,熔炼渣率和烟尘率很低,产出物中,成品率超过95%。
  氧气底吹冶炼有色金属,过程多为连续作业。炉内气氛或为氧化或为还原,对稳定有较高要求。熔炼产物主要是炉渣,主金属产品难以超过50%,烟尘率视不同原料有所波动。此外,有色金属原料常为多金属共生矿,难以彻底分选,熔炼工艺需考虑多金属综合回收利用,所以相对于钢铁冶炼,有色冶炼的反应机理较为复杂。
  也正因为此,氧气底吹炼钢的成熟技术并不能简单移植到有色金属领域,需要针对不同金属品种的不同特点进行一一开发。
  1973年,2位美国教授提出将氧气底吹技术应用于铜冶炼领域的设想,称之为“SL炼铜法”,进行小试后,申请了专利,但中试未获成功。
  1974年,德国鲁奇公司在SL炼铜法的启发下,申请了QSL氧气底吹一步炼铅专利,并于1984年进行了产业化示范试验。
  在我国,上世纪80年代,为淘汰环境污染严重的烧结—鼓风炉传统炼铅工艺,行业对清洁工艺的需求十分迫切。当时,各国都在开展新的炼铅工艺研究,但其中多为一步或一炉炼铅,引进到国内会带来一些工程问题,且成本相对较高。
  以提高我国有色冶炼技术自主创新性和技术适用性为使命,中国恩菲工程技术有限公司(以下简称“中国恩菲”)前身——北京有色冶金设计研究总院提出了研发“氧气底吹熔炼—电热还原炼铅”新工艺的设想。 
  但是,恩菲人的攻关仍在继续。
  在对水口山氧气底吹试验及白银公司引进QSL氧气底吹一步炼铅的失败进行分析时,中国恩菲的专家团队发现,问题的重点在于还原阶段。
  烧结—鼓风炉炼铅工艺的污染点主要在于,烧结过程中,二氧化硫的逸散与烧结块返粉破碎造成粉尘飞扬。而如果采用氧气底吹熔炼技术替代铅精矿烧结,将熔炼渣铸锭送鼓风炉还原,不但能有效解决炼铅环保问题、液态高铅渣还原两道技术难题,还能在改造项目中,保留铅厂原有鼓风炉还原设施并继续加以利用,从而大幅降低改造费用。这无疑为研发提供了新的思路。
  1997年,中国恩菲提出了氧气底吹熔炼-鼓风炉还原炼铅新工艺。由中国恩菲牵头,组织河南豫光金铅冶炼厂、安徽池州冶炼厂、浙江温州冶炼厂等3家单位共同出资,利用水口山原有氧气底吹试验装置与1.5平方米小型鼓风炉,进行氧气底吹熔炼-鼓风炉还原炼铅新工艺半工业试验,重点在于解决鼓风炉还原高铅渣铸块存在鼓风炉渣含铅高的问题,并一举成功。
  在此基础上,中国恩菲于2002年分别在安徽池州冶炼厂和河南豫光金铅冶炼厂建成年产3万吨和5万吨粗铅的示范生产线。而后,2条生产线操作稳定,产能很快就提升到年产5万吨和8万吨粗铅的水平。粗铅生产单位能耗比传统烧结—鼓风炉工艺降低50%,硫回收率提高到96%以上,硫捕集率超过99%,革除了返粉破碎,有效解决了传统工艺造成的二氧化硫低空污染及含铅粉尘飞扬问题。
  氧气底吹熔炼—鼓风炉还原炼铅新工艺有效改善了铅冶炼的生产环境,提高了银的回收率,降低了投资成本,受到生产企业的高度好评。该工艺于2003年获中国有色金属工业科技进步一等奖,2004年获国家科技进步二等奖。在推广应用的过程中,被国家九部委发文指定为我国首选炼铅工艺。
 1983年,经国家科委批准,该课题被列入国家“六五”科技攻关计划,由中国恩菲和水口山矿务局(现湖南水口山有色金属集团有限公司前身,以下简称“水口山”)牵头、北京矿冶研究总院、北京钢铁研究总院、中南工业大学、中科院化冶所、西北矿冶研究院等行业企业院所参与,组成公关小组共同开展研究,并于1985年底在水口山建成年产3000吨粗铅的底吹熔炼—电热还原炼铅成套半工业试验装置。至1987年底,先后进行17批次试验,共熔炼近900吨铅精矿,产出340多吨粗铅。试验表明,氧气底吹熔炼炉除了存在氧枪寿命短这一突出问题,其余指标均较为理想;电热还原系统受资金限制,所建设施简陋,还原剂粉煤供给为临时措施,难以满足试验要求,无法产出合格弃渣。1987年11月,试验告一段落。
  随后,为尽快解决铅冶炼的严重污染问题,我国引进了德国鲁奇公司QSL一步炼铅工艺,并在甘肃白银有色公司(现白银有色集团前身)建设了世界首个氧气底吹炼有色金属项目,并于1994年建成试产。但是,因部分技术不成熟,加上经济原因,项目投产后不久即关闭至今。
  事实表明,截至上世纪末,无论是自主研发还是引进消化,氧气底吹技术在我国有色冶炼领域的应用均未取得成功,这无疑进一步证明,该技术在有色领域的产业化应用具有相当难度。
 
本文来源:深圳市永辉铜铝金属有限公司 - www.yhtljs.com
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