淺析有色多金屬冶煉廠總平面布置

李 丹

（長沙有色冶金設計研究院有限公司，湖南 長沙 410011）

有色金屬資源一般是多金屬共生資源，早期的有色金屬冶煉廠大多為單一的鉛、鋅等單一或少數產品的冶煉廠，隨著資源綜合利用及循環經濟的發展已及對含重金屬危廢渣排放的管控加強，目前國內大多數有色金屬冶煉廠已經逐步向多金屬綜合生產轉型[1]。

以湖南某冶煉廠為例，該廠處理含鉛、鋅、鎵、鍺、銦、銅、錫、鍗等多種重金屬物料，冶煉工序、物料內部運輸線路復雜，其主要的生產系統有。

鉛系統：主要由原料庫及配料車間、鉛熔煉車間、初步火法精煉及銅浮渣處理車間、鉛電解車間、電鉛產品庫等主要生產設施及粉煤制備車間、煙化爐風機房、循環水系統、制酸及尾氣脫硫系統、硫酸污水處理站、10kv配電室等輔助生產設施組成，本系統內部運輸量為：85800t/a。

鋅系統：主要由回轉窯脫砷脫氟氯、浸出、凈化、鋅電積、鋅熔鑄、電鋅產品庫等主要生產設施及鋅粉制造、鋅陰極片制造、鋅系統循環水泵房等輔助生產設施組成，本系統的內部運輸量為56800t/a。

綜合回收系統：由貴金屬回收；錫、銻回收；銅回收；銅回收；渣鼓風爐揮發窯處理部分組成，本系統的內部運輸量為19800t/a。

各部分組成如下。

貴金屬回收：主要由鉛陽極泥庫及配料、貴金屬熔煉、貴金屬精煉車間、真空精煉及金銀電解、鍗回收、銻回收、富銦鍺渣富養浸出、萃取、銦鎵鍺精煉、貴金屬冶煉循環水泵房、貴金屬熔煉脫硫車間、高銦煙塵浸出等組成。

錫、銻回收：主要由銻冶煉、銻鑄錠及銻成品庫、系熔煉車間、錫精煉車間及循環水泵房的組成。

銅回收：銅陽極泥預處理、銅電積、冰銅處理組成。

渣鼓風爐揮發窯處理：主要由主廠房及氧氣站組成。

主要工藝流程如下。

鉛系統原料包含鉛、硫、氰化物廢料以及自產返粉、鉛泥等，主要采用富氧側吹氧化及富氧側吹還原冶煉工藝，主要產品鉛鉍合金、冰銅，鉛鉍合金經脫銅、鍗后送往鉛電解車間產生電解鉛，冰銅送往銅回收系統經電解后產生電解銅，鍗渣送往綜合回收系統的鍗回收車間，電解銅、電解鉛產生的陽極泥送往貴金屬回收部分，冶煉產生的煙氣經收塵后送往制酸車間生產硫酸。煙塵送往綜合回收系統砷回收部分。

鋅系統原料主要是含鋅物料經回轉窯焙燒產生次氧化鋅，再經回轉窯脫氟、氯后采用濕法冶煉工藝產生電解鋅，產生的錫鉛泥進入綜合回收系統貴金屬回收部分回收銦鎵、鍺及錫、銻系統回收錫、銻，產生的粗鉛需送往鉛系統的電鉛車間，銅渣送往銅回收部分。

含砷物料、鉛系統煙塵經砷回收部分產生金屬砷，產生的銅渣送往綜合回收系統的銅回收部分，鉛渣送往鉛系統。

經過梳理工藝路線我們對全廠的物流走向及運輸量進行分析后得出圖1。

圖1 主要工藝流程圖

一般來說工業企業總平面設計的主要工作是在保證生產、滿足工藝和運輸要求的前提下，結合場地的自然條件，合理地確定擬建的建筑物、構筑物、交通運輸線路、工程管線、綠化美化等設施的平面位置，使各設施成為統一的有機整體，使企業的人流、物流和設備在空間上妥切組合，在時間上恰當連接，在費用上節省經濟[1]。從生產的規模看、從物料的運輸量看，類似的冶煉廠，鉛、鋅冶煉系統是主要生產系統，在總圖布置中居于首要地位，在總平面設計中以鉛、鋅冶煉系統這條主線進行布置，其它均為其服務。

但是本工程，從對于工藝流程的簡述及物料走向的分析可以看出，該廠不僅能夠簡單的認為由鉛系統、鋅系統、綜合回收系統三大部分組成，而是三大系統之間存在著錯綜復雜的物料流向，物流量與其運距、運輸方法同樣決定了總平面布置的原則，在諸多需求中怎樣才能抓住工藝流程的主線，做出合理的總平面布置是工作的重點，其它需要退而次之。

通過對工藝的分析，大多數的物料運輸流向均指向綜合回收系統，同時該系統子項多、工藝復雜，因此按常規的鉛、鋅冶煉廠進行總平面布置是不合適的，在總平面設計中應該將綜合回系統作為總平面布置的中心工作，將鉛系統、鋅系統均圍繞其布置，這樣將各系統之間復雜的物流走向均得到簡化，具體工作如下。

圖2 金屬冶煉廠的總體布置及總平面布置

本工程建設場地呈矩形，西南-東北方向長約1209.40m，西北-東南方向寬約427.38m，用地面積49.02hm2（735.3畝），在設計中我們梳理了全廠主要的物料流向，在總體布置上，設計將綜合回收系統作為主要組成部分進行分析，布置在全廠的中心地帶，根據原料的來向及數量、當地的主導風向等氣象條件，將鉛系統布置在其西側，鋅系統布置在其東側，這樣布置的優點是在鉛；鋅；綜合回收三大系統的總體布置做到了全廠各功能分區明確，運輸路線短捷、交叉干擾較小，生產運營管理方便。

在總平面布置上，將綜合回收系統的鉛陽極泥庫及配料車間靠近鉛系統布置，以方便原料的輸送，按工藝流程貴金屬熔煉、金銀電解、碲回收等均靠近其布置。銦鎵鍺回收部分、銅陽極泥處理部分由西往東布置，以方便鋅系統的錫鉛泥及銅浮渣的運入。將銻回收、錫回收部分布置在綜合回收場地西北側，以方便銦鎵鍺回收后的物料進入該部分進行錫回收，貴金屬熔煉脫硫車間靠近銻冶煉收塵與貴金屬熔煉收塵布置，以方便煙氣的輸送。各系統的輔助生產設施均靠近其服務對象布置，全廠氧氣站布置在全年主導風向最小風頻下風向。為滿足工藝布置要求、合理利用場地高差，將渣鼓風爐揮發窯處理主廠房布置在綜合回收場地南側。

在物料的運輸方式上、鉛系統產生的鉛陽極泥、鋅系統產生的錫鉛泥采用管道泵送，全廠火法生產部分產生的煙塵采用氣力輸送，濕發生產部分物料主要采用管道泵送。

總結在有色冶金多金屬冶煉廠的總體布置及總平面布置中首先要著重分析各生產系統之間的物料走向而不能單純考慮大系統，以全廠的物料走向為總線做好全總體布置及各系統的總平面布置，才能保證以最優的物流線路確定了合理的總圖布置。