優化粗鎘還原爐的研究與應用

王素霞，楊 浩，周玉林

（河南豫光鋅業有限公司，河南 濟源 454650）

在鎘生產系統中，粗鎘還原爐常用爐形是長方形，實際生產過程中，爐底容易出現爐底四角積料，受熱不均，物料難以熔化的情況。同時，還原爐在加熱過程中爐底因受熱不均，極易出現變形現象，還原爐使用壽命縮短，設備損壞較快。另外，往還原爐內加鎘團時，仍為人工加料，不僅勞動強度大，而且加料時堿液飛濺極易對人員造成傷害。且現用的還原劑為松木條，價格較貴，導致生產成本較高。因此，延長還原爐使用壽命，改善精鎘車間工作環境，降低職工勞動強度及生產成本，提高精鎘生產效益迫在眉睫。

1 生產現狀

1.1 粗鎘還原爐生產現狀

從圖可以看出，由于粗鎘還原爐爐底為長方形斜底，在使用過程中，爐底容易出現受熱不均，造成爐底四角積料物料難以熔化的現象。同時在粗鎘還原熔煉過程中，需要將溫度從350℃逐漸加熱至550℃。此過程容易導致加熱管變形及滲漏現象，還原爐使用壽命僅為4個月～6個月，使用壽命短，設備損耗較高，嚴重影響鎘系統的正常生產。

粗鎘還原爐在生產過程中，使用松木條作為還原劑在爐體內發生還原反應。但松木條價格偏貴，使用數量較多，平均每噸精鎘消耗130米松木條，極大增加了精鎘的生產成本。

1.2 加料現狀

目前鎘團在加入還原爐時，仍采用人工加入的方法。將鎘團放置在還原爐加料平臺上，然后將鎘團推入到還原爐內進行還原反應，勞動強度較大。由于鎘團未經破碎，體積較大，加入時還原爐內堿液易噴濺燒傷。且鎘團在爐體內由于體積較大，還原較慢，反應時間較長，造成能耗較高。

圖1 精鎘車間還原爐內部優化示意圖

2 具體優化方法和創新點

2.1 優化粗鎘還原爐

如圖所示，將目前長方體斜角爐底優化為圓底，同時將硅碳棒加熱由通過穿在爐體內的加熱管加熱優化為在爐體周邊加熱。經過改造以后爐體受熱均勻，可解決物料積存爐體四周不易熔化的現狀，同時還原除雜效果將得到提高。同時徹底解決了加熱套管腐蝕變形、漏液的情況再次發生，可大幅延長還原爐使用壽命，提高火法鎘直收率。

為降低還原劑的使用成本，使用粉煤灰及鋸末替代松木條。粉煤灰、鋸末的價格便宜，且含碳量與松木條基本相同，完全可替代松木條與鎘液發生還原反應，且反應效果較好。

圖2 粗鎘還原爐加熱后示意圖

2.2 優化加料系統

為解決鎘團加料導致的人工勞動強度大及還原慢的問題。在還原爐上料方式采用在操作平臺上面設置皮帶上料，讓操作工人遠離還原爐，讓堿液遠離操作工人，還原過程自動控制，無需人的介入，大大降低了職工的勞動強度及燒傷風險。

同時，在皮帶下方安裝破碎機，將鎘團破碎后直接通過皮帶送至還原爐內。破碎后的鎘團更易發生還原反應，極大減少了反應時間，降低還原爐的能耗。

3 結語

還原爐的優化改造，將還原爐使用壽命由4個月～6個月延長至10個月～12個月，極大降低了還原爐的維修率。同時降低了人員的勞動強度及作業風險，改善了操作環境。同時，對還原劑的優化替代，極大的降低了精鎘的生產成本。粗鎘還原爐的優化改造，對促進公司安全環保事業的發展，有較好的經濟效益和環保效益。