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礦產冶金

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富氧底吹鉛熔煉生產建設項目可行性研究報告

作者:鶴壁中博企業策劃有限公司 發布于:2013/5/14 22:27:27 點擊量:

    氧氣底吹熔煉—鼓風爐還原煉鉛工藝
    一、工藝簡介。
    氧氣底吹爐是水平臥式轉爐,其兩端分別有出鉛口、出渣口和煙氣出口,內襯鉻鎂質的國產和進口耐火材料。鉛精礦經過配料和圓盤制粒機制粒后直接加到爐內發生沉鉛和造渣反應,產出一次粗鉛和低硫高鉛渣,鉛氧化渣經鑄渣機鑄塊后,送鼓風爐進行還原熔煉,產生二次粗鉛。一、二次粗鉛送電解精煉生產電鉛,底吹爐熔煉產生的SO2經余熱鍋爐降溫和電收塵器后送硫酸車間進行制酸(工藝流程見圖1)。
    二、工藝原理及技術特點。
    鉛的直接熔煉是硫化精礦不經焙燒或燒結焙燒直接生產出金屬的熔煉方法。根據熱力學原理和鉛的直接熔煉反應機理可知,在鉛的熔煉中不可能一次直接產出合格粗鉛和棄渣,而是精礦在高氧勢下經過氧化,得到含鉛高的爐渣和含硫低的粗鉛。爐渣需流經一個低氧勢過程貧化成棄渣。氧氣底吹熔煉—鼓風爐還原煉鉛工藝是利用底吹爐和鼓風爐分別完成了這樣的兩個工藝過程。
    1、底吹爐段。
    鉛精礦的氧化熔煉是在密閉水平回轉式熔煉爐中進行的,爐料由爐子上方的加料口加入爐內,工業氧氣從爐底部經氧槍噴入熔池,利用交互反應機理,產出一次粗鉛、氧化鉛渣和SO2煙氣。粗鉛由虹吸道直接放出,送電解精煉;鉛氧化渣經鑄渣機鑄塊后,送鼓風爐進行還原熔煉,產生二次粗鉛;SO2煙氣經余熱鍋爐降溫和電收塵器后送硫酸車間制酸(爐體簡圖見圖2)。 其主要技術指標溫度、煙塵率、一次沉鉛率、高鉛渣品位、粗鉛品位等,與原料品位、熔煉制度有關,主要通過對混合礦的品位、渣型的選擇以及氧料比的使用等條件控制來實現。其突出的特點是沉鉛率(相當于熔煉一次直收率)可以根據生產特點調整控制,如不考慮鼓風爐熔煉,一次沉鉛率可進一步提高。
    另一方面,底吹爐屬于熔池熔煉,反應速度很快,這就要求控 制精細化和加強前饋調節,以便保證本工藝段以及隨后工藝段的穩定。當還原段也實現熔池熔煉后,其工藝的穩定性也最終決定了終渣的控制水平。
    2、鼓風爐段。
    鉛氧化渣和燒結塊相比,鉛氧化渣比較致密,孔隙率比燒結塊低,同時鉛氧化渣是熟料,含硫低,并且要進行二次配料以適應鼓風爐熔煉,故而增加了鼓風爐還原熔煉的難度。該過程的關鍵是要控制適當的熔化速度,并加強還原效率,通過床能力的調整、風焦比的調節以及操作制度的改進,可以獲得比較理想的產能和指標。實踐證明,鼓風爐冶煉鉛氧化渣,可以控制棄渣含Pb≤4%,雖然較傳統工藝渣含鉛高,但由于新工藝中鼓風爐渣量比傳統工藝渣量少得多,所以總的回收率可以保證。    
    新工藝的特點
    1.投資性價比好。
    采用富氧熔池熔煉工藝,生產效率高。投資1.5億元(包括配套鐵路專用線、11萬千伏變電站等項目),設計5萬噸規模,實際產能達到10萬噸,有進一步挖潛的空間。
    2.環保效益好。
    新工藝采用富氧熔煉,煙氣量大大減少,不僅節約硫酸系統投資,且產生的SO2濃度可以達到8%~12%,可用目前成熟的兩轉兩吸制酸工藝進行制酸,SO2的轉化率≥99%,尾氣排放達到國家標準。相比于傳統燒結煙氣產出的黑色酸,該成品酸清澈透明、質量高、產量大,是該工藝環保增效的突出特點。
    3.現場作業環境好。
    該工藝結構緊湊,無組織排放源大大減少。采用埋刮板、真空密閉輸灰系統和適當的收塵系統,解決了傳統工藝車間粉塵污染的難題,實現了綠色冶煉。經環保部門現場實測,生產崗位含塵量為7mg/m3,其中鉛塵含量為0.037mg/m3,遠低于國家排放標準。
    4.能耗低。
    氧氣底吹實現了自熱熔煉并回收了高溫煙氣中的余熱,同時底吹爐一次沉鉛率可達60%,相對鼓風爐系統生產負荷小,產渣量小,相應節省焦炭消耗30%~40%。同時產量大,綜合能耗較傳統工藝大大降低。
    5.對原料適應性強。
    氧氣底吹熔煉爐既可直接處理各種品位的鉛精礦,又可同時處理再生鉛泥等各種二次鉛原料,原料適應性強,同時也解決了目前再生鉛生產集約化程度低、環境污染嚴重、回收率差的問題。
    6.自動化水平高。
    采用DCS控制系統,實現了配料、制粒、供氧、熔煉、余熱鍋爐、鍋爐循環水、電收塵、高溫風機等全流程、全部設備的集中控制,檢測系統完善。
    7.生產效率高,成本低。
    8.特別適用傳統工藝改造。
    實踐證明,高鉛渣混用燒結塊能進一步降低渣鉛指標并提升床能力。新工藝配套氧氣可以用于實現燒結機、鼓風爐的富氧熔煉,同時富裕氮氣可取代部分空壓氣體用于輸灰等方面。相比于傳統煉鉛工藝,只是采用底吹爐系統及配套氧氣站取代原有燒結和返料系統,投資省,特別適合我國傳統煉鉛工藝的改造和升級換代。

目錄
第一章 總論 5
1.1 項目背景 5
1.2 研究工作依據與范圍 5
1.3 研究原則 5
1.4 推薦方案 6
1.5 項目主要技術經濟指標 9
第二章 項目背景和發展概況 13
2.1 項目提出的背景 13
2.2 項目發展概況 14
2.3 投資的必要性 14
第三章 市場分析與建設規模 16
3.1 鉛的應用 16
3.2 鉛市場分析 18
3.3 鉛價格分析 20
3.4 產品方案和建設規模 20
第四章 建設條件與廠址選擇 22
4.1 資源 22
4.2 廠址選擇 22
第五章 主要生產技術 23
5.1 項目組成 23
5.2 生產技術方案 23
5.3 冶金計算 33
5.4 主要工藝設備選擇 39
5.5 主要原輔材料、燃料消耗 44
第六章 余熱鍋爐 48
6.1 余熱鍋爐房 48
6.2 水處理站 50
第七章 收塵 52
7.1 氧氣底吹爐收塵系統 52
7.2 鼓風爐收塵系統 54
7.3 煙化爐收塵系統 58
7.4 浮渣反射爐收塵系統 61
7.5 金銀冶煉收塵系統 61
第八章 制酸 62
8.1 概述 62
8.2 設計依據 62
8.3 工藝流程的選擇 63
8.4 工藝流程簡述 63
8.5 物料衡算和熱量衡算 65
8.6 主要設備計算和選擇 66
8.7 主要工藝技術指標 71
第九章 主要冶金爐 73
9.1 氧氣底吹爐 73
9.2 鼓風爐 74
9.3 煙化爐 75
第十章 生產工藝 77
10.1 工藝要求 77
10.2 裝置規模確定 77
10.3 制氧流程簡介 78
10.4 氧氣站布置 78
第十一章 區域概況 80
11.1 地理位置 80
11.2 氣象 80
11.3 總平面布置 80
11.4 廠內外運輸 81
11.5 土建 81
第十二章 給排水 88
12.1 設計范圍 88
12.2 設計范圍 88
12.3 給排水概況 88
12.4 給水 89
12.5 排水 94
第十三章 電力及儀表 95
13.1 設計依據 95
13.2 供電系統 100
13.3 繼電保護自動化與電氣測量 101
13.4 電控設備 102
13.5 照明 102
13.6 線路敷設 103
13.7 防雷與接地 103
13.8 存在問題 103
13.9 自動化儀表 104
第十四章 采暖通風 111
14.1 設計依據及基礎資料 111
14.2 采暖 112
14.3 通風除法 112
第十五章 土建工程 115
15.1 廠區自然條件 115
15.2 建筑物及構筑物設計方案 116
15.3 建筑防腐蝕設計 118
15.4 主要廠房結構的設計 119
15.5 三級及建構筑物表(見附表)。 122
第十六章 環境保護與節能 123
16.1 環境保護 123
16.2 節能 134
第十七章 勞動安全衛生和消防 135
17.1 生產過程職業危害因素分析及防范措施 135
17.2 安全防范措施 136
17.3 其它勞動安全衛生措施 137
17.4 安全機構設置及投資設想 138
第十八章 組織機構和勞動定員 139
18.1 組織機構 139
18.2 工作制度 139
18.3 勞動定員 139
18.4 職工培訓 147
18.5 勞動生產率 147
第十九章 項目實施進度安排 148
19.1 項目管理 148
19.2 實施進度計劃 148
第二十章 總投資及資金籌措 150
20.1 總投資 150
20.2 資金籌措 151
第二十一章 財務效益、經濟和社會效益評價 152
21.1 生產成本表 152
21.4 收益 159
21.5 財務盈利能力分析 161
21.6 清償能力分析 161
21.7 不確定性分析 165
21.8 綜合評價 167
第二十二章 結論與建議 168
22.1 結論 168
22.2 建議 168 
   


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