閃速熔煉與富氧側吹熔煉工藝對比研究

賀毅林

（長沙有色冶金設計研究院有限公司，湖南 長沙 410007）

1 概述

閃速熔煉工藝和富氧側吹熔煉工藝在銅冶煉中各有特點。閃速熔煉技術先進、成熟可靠，單爐處理能力大、爐壽長，環境保護及勞動條件好，但銅精礦要深度干燥、爐體需大量銅水套，單套建設投資高[1,2]。富氧側吹技術爐壽長，原料適應性廣，含水小于10%的原料可以直接入爐，能處理含較多Pb、Zn、As、Bi、Sb等的復雜銅精礦；可以處理粉料，也可以處理塊料，熔劑和煤均無需制備和干燥；煙塵率低，鍋爐工作條件好；對燃料的種類、質量無嚴格要求，可采用價格便宜、容易獲得的煤做燃料[3-5]。

本文以兩個年產四十萬噸電銅，一個采用閃速熔煉工藝、一個采用富氧側吹熔煉工藝的項目資料為基礎，結合一些生產實際情況，對這兩種冶煉工藝在銅精礦熔煉的設備、技術、經濟、能耗等指標作一個比較分析。

2 主要設備區別

表1 主要設備表

兩種冶煉工藝在設備方面的主要區別：在備料工序，閃速熔煉多蒸汽干燥、氣力輸送工序。在熔煉和余熱利用及收塵，閃速熔煉為一套裝置，富氧側吹為兩套并列裝置。

3 主要技術經濟指標對比分析

表2 主要技術指標對比表

表3 閃速熔煉消耗指標表

表4 富氧側吹熔煉消耗指標表

閃速熔煉煙塵率高；熔煉渣含砷、鉛等雜質高。蒸汽干燥工序消耗大量的飽和蒸汽、壓縮空氣和壓縮氮氣。干燥精礦熔煉煙氣量少，只需要燃燒少量的天然氣來補充熱量，氧氣消耗少。

富氧側吹煙塵率低，冷料少；熔池攪動大，砷、鉛、鉍等易揮發金屬到開路煙塵，綜合回收鉛、鉍等金屬效果好；由于精礦含水高，水分蒸發和升溫吸收大量的熱，需要燃燒煤來補充熱量；氧氣消耗多，煙氣量大，余熱利用后產出更多的中壓飽和蒸汽。

4 能耗及經濟指標對比分析

為了作出詳細的比較，把兩種工藝主要能耗折為標煤量；同時，結合生產情況，把蒸汽折為發電量，同時把壓縮空氣的裝機功率、制氧氣的電耗、煤、天然氣燃燒發電的量等統一為耗電量或發電量來比較；另外，把電、天然氣和煤統一折算為貨幣來比較，經濟效益更直觀。其中電價取0.4元/度，煤價取1000元/t。

氮氣是制氧的過程中的副產品，基本不另外消耗電量，在閃速熔煉的電耗指標中，不再計氮氣的功率消耗，在金額的單耗中，氮氣的單價取零。計算的結果如下。

4.1 閃速熔煉消耗指標

（1）折標煤消耗

閃速熔煉消耗的氧氣占總能耗的99.53%，產出蒸汽占-57.48%，消耗蒸汽占38.53%。消耗的氮氣占10.92%，壓縮空氣和壓縮氮氣的消耗占5.63%，天然氣的消耗占1.51%，其他裝機功率消耗約占1.3%。

（2）電消耗

閃速熔煉消耗的氧氣占總耗電量的93.82%，產出蒸汽發電占-31.43%，消耗蒸汽發電量占13.72%，消耗的氮氣不計電量，壓縮空氣和壓縮氮氣的消耗占7.96%，天然氣的消耗占3.6%，其他裝機功率消耗占9.51%。

（3）折金額

閃速熔煉消耗的氧氣占總金額的88.73%，產出蒸汽發電效益占-29.72%，消耗蒸汽發電效益占12.98%。消耗的氮氣不另計。壓縮空氣和壓縮氮氣的消耗占10.32%，天然氣的消耗占8.83%，其他裝機功率消耗占8.98%。

4.2 富氧側吹熔煉消耗指標

（1）折標煤消耗分析

富氧側吹熔煉消耗的氧氣占總能耗的180.44%，產出蒸汽占-112.36%，煤的消耗占28.66%，其他裝機功率消耗占2.44%。

（2）折電消耗分析

富氧側吹熔煉消耗的氧氣占總耗電量的85.44%，產出蒸汽發電量占-30.09%，煤的消耗占33.50%，其他裝機功率消耗占11.15%。

（3）折金額比分析

富氧側吹熔煉消耗的氧氣占總金額的78.59%，產出蒸汽發電效益占-27.68%，煤的消耗占38.83%，其他裝機功率消耗占10.26%。

4.3 兩種冶煉工藝單耗指標對比分析

表5 閃速熔煉與富氧側吹單耗指標比較表

在折標煤消耗中，富氧側吹熔煉單耗低于閃速熔煉單耗。因閃速熔煉工藝蒸汽干燥消耗了蒸汽和氮氣，折算為標煤的量大，故閃速熔煉的標煤單耗和總耗比富氧側吹熔煉要大得多。

這一指標比較說明富氧側吹熔煉工藝在需要蒸汽加熱或蒸汽外售的情況下優勢是很明顯的。

在折電消耗中，閃速熔煉單耗低于富氧側吹熔煉單耗。盡管閃速熔煉蒸汽干燥的折電消耗高,但富氧側吹氧氣消耗大，還要燒煤補充熱量。

在折金額單耗中，閃速熔煉單耗低于富氧側吹熔煉單耗。但煤的價格的變化會對經濟指標有很大的影響。當煤的價格降為500元/t時，其經濟指標35.33元/t,接近于閃速熔煉的經濟指標。

5 結論

閃速熔煉適用于規模大，產出蒸汽用于發電，銅精礦含雜質成分低的場合。富氧側吹熔煉適用于規模相對較小，蒸汽用于加熱或外售、煤價相對便宜或銅精礦含雜質成分較高的場合。