富氧燃烧技术在锌冶炼炉上的应用分析

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1、富氧燃烧技术在锌冶炼上的应用分析本世纪五十年代以来随着富氧燃烧技术在陶瓷、玻璃、锅炉等行业上的成功应用以来，氧气在有色金属冶炼过程的应用得到了人们的普遍重视富氧技术在有色金属冶炼过程的应用得到了人们的普遍重视。采用富氧或氧气熔炼有色金属，可以强化过程的反应速度，提高生产效率和热能利用率，降低燃料消耗，减少烟气量的排放，提高资源综合利用率等。在国外，如加拿大、美国、日本等国的铜、镍、铅的冶炼过程，氧气的应用已付诸生产实践。一、富氧燃烧的优点1.1增产降耗和成熟的钢铁用氧技术相比，有色金属富氧冶炼还属于起步的阶段，制氧工艺、鼓风冶炼、尾气处理都有其特殊性。有色金属冶

2、炼处理的多系硫化矿，特点是硫、铁含量高，主金属含量低，因而冶炼工艺需要连续供应大量的氧气，冶炼1t有色金属需大约300~2000Nm3氧气。如采用富氧燃烧工艺，单位燃料燃烧所需的空气量减少，氮气量和燃料也随之减少，因此提高了炉温，达到了节能和强化冶炼过程的目的，对相同的炉体，可大幅增加产量。采用富氧燃烧工艺后，冶炼能力提高情况参看表1：1.2提高烟气中SO2浓度，增加硫酸产量随着投料量的增加，烟气中SO2浓度升高，表2为江铜贵溪冶炼厂1990年富氧前后空塔入口烟气条件和硫酸产量比较，随着以后投料量的增加，硫酸产量从1986年投产时的22万吨增加至1994年的42

3、万吨。二、我国锌冶炼现状2.1原料介绍锌冶炼所需原料锌矿，有闪锌矿ZnS、菱锌矿ZnCO3、红锌矿ZnO、硅锌矿Zn2SiO4、锰硅锌矿（ZnMn）2SiO4、异极矿Zn4Si2O7（OH）2·H2O等。其中闪锌矿是分布最广的锌矿物，化学成分为ZnS，晶体属等轴晶系的硫化物矿物。我国的锌矿一般与铅共生，故称为铅锌矿，产地遍布全国，我国铅锌矿产地以云南金顶、广东凡口、青海锡铁山等最著名，世界上著名产地有澳大利亚的布罗肯希尔、美国密西西比河谷地区等。单质锌的熔点(420°C)和沸点(900°C)相对较低。2.2氧化锌回转窑冶炼生产的工艺方法将锌炉料和无烟煤（或焦煤）

4、粉碎成为小于40目颗粒料，将锌炉料与无烟煤按1∶0.40～0.50（或焦煤按1∶0.30～0.35）的比例进行混合拌匀得到混合料，再将混合料制成有效直径为8-15毫米颗粒混合料，最后将颗粒混合料投入回转窑中进行冶炼。它在含锌量为15％～25％的氧化锌矿石或含锌工业渣进行冶炼生产氧化锌时，具有大幅度节约焦碳或燃煤；冶炼获得的产品质量好、提高生产率结瘤量小的优点。表3为氧化锌回转窑技术参数：规格型号（m）窑体尺寸产量(t/h)转速(min/r)电机功率(kw)重量直径（m）长度（m）斜度φ2.4×362.4369~101.5752.3我国锌冶炼企业产品能源消耗限额（

5、GB21249-2007）名词注释：综合能源单耗：即单位产品综合能源消耗，是指工艺能源单耗与工艺产品辅助能耗及损耗分摊量之和。工艺能源单耗：工艺生产过程中生产单位合格产品消耗的能源量。辅助能耗：生产单位合格产品辅助生产系统所消耗的能源。kgce是能源消耗量,用标准煤表示,kgce/t的意思就是:千克标准煤/吨现有锌冶炼企业单位产品能耗限额限定值应符合表4的要求：工艺名称综合能耗限额限定值（kgce/t）火法炼锌工艺≤2200湿法炼锌有浸出渣处理炼锌工艺≤1850湿法炼锌无浸出渣处理炼锌工艺氧化矿炼锌工艺≤1250新建锌冶炼企业单位产品能耗限额准入值应符合表5的要

6、求：工艺名称综合能耗限额限定值（kgce/t）火法炼锌工艺≤2100湿法炼锌有浸出渣处理炼锌工艺≤1700湿法炼锌无浸出渣处理炼锌工艺氧化矿炼锌工艺≤1050锌冶炼企业单位产品能耗限额先进值应达到表6的要求：工艺名称综合能耗限额限定值（kgce/t）火法炼锌工艺≤1900湿法炼锌有浸出渣处理炼锌工艺≤1200湿法炼锌无浸出渣处理炼锌工艺氧化矿炼锌工艺≤1000三、富氧燃烧经济性分析3.1富氧冶炼制约因素（1）制氧电耗：制氧电耗是限制富氧使用的一大因素，根据国内生产实践，制氧电耗一般为0.4~0.9KWh/Nm3。生产低纯度氧气可大幅降低电耗，就富氧吹炼而言，完全

7、没必要使用纯氧。（2）富氧浓度：从烟气带走热量角度考虑，富氧浓度越大越好，但氧浓度达到一定值后，温度上升缓慢，所以没必要采用纯氧，根据经验数据，富氧助燃的最佳浓度为：26～30％。具体适宜的氧浓度跟产能、单位时间的燃料消耗量、窑炉的热效率、烟气温度及成分等因素有关，需要试验得出比较理想的氧浓度数据。（3）矿石品位：吹炼过程所需空气量是由矿石品位决定的，品位越高，空气消耗量越小，因此对于低品位的矿石，富氧吹炼更有意义。3.2富氧冶炼能耗分析从能源角度考虑，对于1kg标煤直接在冶炼炉内燃烧利用，和将1kg标煤发电制氧，然后用氧气冶炼的两种方法的能源利用效果比较：标煤

8、的发热值：Qh=7000