貴冶精礦預(yù)干燥系統(tǒng)工藝優(yōu)化與應(yīng)用

郭泰山，張 衛(wèi)，黃永康

（江西銅業(yè)集團(tuán)有限公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

1 引言

貴溪冶煉廠（以下簡稱“貴冶”）精礦預(yù)干燥系統(tǒng)是1#閃速爐的配套設(shè)施，主要負(fù)責(zé)銅精礦的預(yù)干燥處理，使得向熔煉輸送的混合礦水分≤9%。該系統(tǒng)現(xiàn)有2套生產(chǎn)系列，采用傳統(tǒng)的順流式回轉(zhuǎn)窯、天然氣熱風(fēng)爐生產(chǎn)工藝。相配套的煙氣處理工藝，采用旋風(fēng)除塵［1］、低溫電除塵及動力波煙氣脫硫，實(shí)現(xiàn)了尾氣煙塵排放濃度＜80mg/Nm3，SO2排放濃度＜400mg/Nm3。

受入庫銅精礦不均勻、設(shè)備突發(fā)故障等不利因素影響。一是預(yù)干燥系列的頻繁切換造成熱風(fēng)爐經(jīng)常性的升降溫作業(yè)難以避免，對熱風(fēng)爐壽命、能耗的負(fù)面影響加劇；二是低溫靜電除塵器因使用年限較長，部分設(shè)備設(shè)施老化較嚴(yán)重，收塵效率降低，且運(yùn)維成本升高，給預(yù)干燥煙氣處理系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來較大影響，亟待升級改造。與此同時，由于部分陽極板表面粘接銅精礦粉塵和死角堆積，受電場內(nèi)放電影響，造成銅精礦粉塵著火析出SO2現(xiàn)象反復(fù)發(fā)生。因此，要實(shí)現(xiàn)保持單套預(yù)干燥系列的長周期生產(chǎn)及煙氣排放指標(biāo)的穩(wěn)定，對精礦預(yù)干燥系統(tǒng)工藝進(jìn)行優(yōu)化改造勢在必行。

2 預(yù)干燥煙氣處理工藝優(yōu)化

2.1 布袋除塵器替代電除塵器

采用工藝流程簡潔高效、除塵效率更高的2臺1600m2布袋除塵器［2］代替現(xiàn)有2臺靜電除塵器，通過在入口端管道設(shè)置混風(fēng)降溫裝置，在灰斗下端增設(shè)快拆式觀察孔、球閥式檢查口以及在除塵器出口管道上安裝防布袋破損煙氣粉塵濃度檢測［3］裝置等設(shè)備設(shè)施，實(shí)現(xiàn)了布袋除塵工藝在精礦預(yù)干燥系統(tǒng)中的安全成功應(yīng)用。有效解決了電除塵器內(nèi)部精礦粉塵著火產(chǎn)生的SO2問題，從而確保了煙氣指標(biāo)穩(wěn)定。

優(yōu)化前煙氣處理工藝流程見圖1。優(yōu)化后煙氣處理工藝流程見圖2。

圖1 優(yōu)化前煙氣處理工藝流程圖

圖2 優(yōu)化后煙氣處理工藝流程圖

2.2 煙氣除塵設(shè)計(jì)

2臺干燥窯排出的含塵煙氣，先經(jīng)過旋風(fēng)除塵器粗收塵后再進(jìn)入布袋除塵器進(jìn)一步凈化，凈化后的煙氣含塵濃度控制在50mg/Nm3以內(nèi)，并由引風(fēng)機(jī)抽吸后經(jīng)現(xiàn)有煙囪排放于大氣中，布袋除塵器捕集下來的精礦粉塵通過灰斗底部星型閥、鏈條刮板機(jī)，經(jīng)下灰管自然下落到皮帶輸送機(jī)，進(jìn)入配料倉。

3 預(yù)干燥物料輸送系統(tǒng)工藝優(yōu)化

預(yù)干燥物料輸送系統(tǒng)工藝優(yōu)化主要包含窯前物料互通和窯后物料互通兩項(xiàng)工藝優(yōu)化。在精礦預(yù)干燥一、二系列間增設(shè)可逆BC、新建東西向轉(zhuǎn)運(yùn)BC、改進(jìn)9#BC頭部下料設(shè)計(jì)，以及延長11#BC至對向系列，實(shí)現(xiàn)了雙系列物料互通輸送，預(yù)干燥單套系列長周期生產(chǎn)。

3.1 窯前物料互通

新建BC走廊、可逆BC，將原一、二系列9#BC平臺連通，在9#BC平臺增設(shè)犁式卸料器［4］、下料斗，1#、2#庫物料經(jīng)窯前輸送BC、9#BC及可逆BC直接或通過犁式卸料器分流輸送至一、二系列9#BC頭部下料斗，并最終進(jìn)入1#或2#干燥窯內(nèi)進(jìn)行預(yù)干燥，實(shí)現(xiàn)窯前物料交叉輸送生產(chǎn)。

原窯前物料輸送工藝流程見圖3。窯前物料互通工藝流程見圖4。

圖3 優(yōu)化前窯前物料輸送工藝流程圖

圖4 優(yōu)化后窯前物料互通工藝流程圖

3.2 窯后物料互通

新建BC走廊，在一、二系列6#BC頭部，新增東西向新1#BC各1條。新建一、二系列11#BC,將11#BC延長至對向系列的12#BC正上方，增設(shè)下料斗及犁式卸料器。1#、2#庫中不需經(jīng)預(yù)干燥的物料，分別經(jīng)一、二系列3#BC、6#BC、新1#BC及11#BC，直接或通過犁式卸料器分流輸送至一、二系列12#BC，再分別經(jīng)一、二系列窯后BC，最終進(jìn)入配料倉［5］，實(shí)現(xiàn)窯后物料交叉輸送生產(chǎn)。

原窯后物料輸送工藝流程見圖5。窯后物料互通工藝流程見圖6。

圖5 優(yōu)化前窯后物料輸送工藝流程圖

圖6 優(yōu)化后窯后物料互通工藝流程圖

4 實(shí)施效果

4.1 降低斷料風(fēng)險(xiǎn)，利于生產(chǎn)組織

不受單個礦種物料貯備局限，1#、2#庫內(nèi)銅精礦可以任意選擇進(jìn)入1#、2#窯內(nèi)進(jìn)行預(yù)干燥生產(chǎn)，有效降低預(yù)干燥單系列突發(fā)設(shè)備故障［6］時，因兩個精礦庫原料分布不均，而造成的生產(chǎn)斷料風(fēng)險(xiǎn)。同時實(shí)現(xiàn)了單套預(yù)干燥系列長時間連續(xù)作業(yè)，減少了預(yù)干燥系列的切換頻次，有效降低了熱風(fēng)爐升溫、除塵器預(yù)熱、設(shè)備開停車等工序作業(yè)的準(zhǔn)備時間，提高了設(shè)備滿負(fù)荷作業(yè)時間，達(dá)到了提高生產(chǎn)效率的目的。

4.2 改善爐體劣化趨勢，提高核心設(shè)備使用壽命

單套預(yù)干燥系列實(shí)現(xiàn)了長周期運(yùn)行，有效減少熱風(fēng)爐升、降溫頻度。隨著爐體溫差變化波動小，降低熱風(fēng)爐升、降溫次數(shù)至原有水平的一半以上，對改善爐磚劣化具有良好的推動作用，延長了熱風(fēng)爐［7］使用壽命。同時對有效改善窯體精礦粘結(jié)、窯后精礦水分控制等，有著良好的連鎖效應(yīng)。為備用設(shè)備預(yù)留了充足的時間進(jìn)行深度維護(hù)與管理。

4.3 產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益

精礦預(yù)干燥系統(tǒng)工藝優(yōu)化項(xiàng)目總投資約1147萬元。經(jīng)測算，該項(xiàng)目年可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益約260萬元。長期來看，可為工廠創(chuàng)造較好的經(jīng)濟(jì)效益。