余齊漢，涂建華

（1.江西銅業(yè)集團(tuán)貴溪項(xiàng)目部，江西貴溪 335424；2.中國瑞林工程技術(shù)有限公司，江西南昌330031）

銅精礦干燥及輸送系統(tǒng)的改造和生產(chǎn)實(shí)踐

余齊漢1，涂建華2

（1.江西銅業(yè)集團(tuán)貴溪項(xiàng)目部，江西貴溪 335424；2.中國瑞林工程技術(shù)有限公司，江西南昌330031）

簡述了貴溪冶煉廠閃速熔煉銅精礦干燥及輸送系統(tǒng)改造前原有工藝設(shè)施的基本情況，分析了改造前原有兩套銅精礦干燥系統(tǒng)存在的問題和改造目的，詳細(xì)論述了改造后的銅精礦干燥和輸送工藝流程，介紹了生產(chǎn)情況及關(guān)鍵運(yùn)行數(shù)據(jù)，并對(duì)本次改造的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)。

銅精礦;蒸汽干燥;精礦輸送;氣力提升;風(fēng)動(dòng)溜槽

江銅貴溪冶煉廠一系統(tǒng)閃速爐熔煉有兩套銅精礦干燥系統(tǒng)，一套是一期工程從日本引進(jìn)的三段式氣流干燥系統(tǒng)，干燥能力為140 t/h，另一套是1999年從挪威引進(jìn)的固定式蒸汽干燥系統(tǒng)，設(shè)計(jì)干燥能力為70 t/h,可滿足年產(chǎn)300 kt礦銅的需求。但是隨著技術(shù)進(jìn)步和江銅創(chuàng)建資源節(jié)約、環(huán)境友好型企業(yè)的需要，原有的兩套干燥系統(tǒng)的技術(shù)已趨落后，存在煙氣排放超標(biāo)、能耗高、維護(hù)成本高的缺點(diǎn)，且不符合國家環(huán)保和能源政策。為滿足國家環(huán)保排放要求，優(yōu)化工藝流程，達(dá)到節(jié)能、減排、降耗的目標(biāo)，需要對(duì)原有兩套銅精礦干燥系統(tǒng)進(jìn)行改造。

1 存在的問題

原有兩套銅精礦干燥系統(tǒng)存在的問題主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1)原有氣流干燥系統(tǒng)以燃燒重油為熱能,且未設(shè)置脫硫設(shè)施,不可避免地造成干燥煙囪中SO2的排放超標(biāo)；同時(shí)采用電收塵器除塵也造成大量的銅精礦流失;無法達(dá)到2010年10月1日開始實(shí)施的 《銅、鎳、鈷工業(yè)污染物料排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB25467-2010)的污染物排放要求。2)原有固定式蒸汽干燥機(jī)存在無法避免的盤管與物料之間擠磨,造成盤管嚴(yán)重磨損，故障頻發(fā)、系統(tǒng)長期在低負(fù)荷狀態(tài)下作業(yè),干燥能力只有40 t/h,達(dá)不到70 t/h的設(shè)計(jì)能力,維護(hù)成本居高不下[1-2]。3)一系統(tǒng)透平發(fā)電機(jī)原為過熱蒸汽發(fā)電機(jī)，余熱鍋爐產(chǎn)出的飽和蒸汽需要經(jīng)過過熱爐燃燒重油，加熱成過熱蒸汽后才可以透平發(fā)電,造成能耗上升,且導(dǎo)致了大量SO2的排放,產(chǎn)生了環(huán)境污染。4)原透平發(fā)電機(jī)已運(yùn)行二十余年,設(shè)備性能明顯下降,所需零部位采購困難,維護(hù)成本較高。

2 改造方案

隨著技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展,蒸汽干燥技術(shù)和飽和蒸汽發(fā)電技術(shù)已日趨成熟，本次改造方案力求先進(jìn)、穩(wěn)妥和可靠。因此,銅精礦的干燥方案選用了蒸汽干燥技術(shù),該方案的主要改造內(nèi)容為：新建1臺(tái)220 t/h的回轉(zhuǎn)式蒸汽干燥機(jī)系統(tǒng),取代原有氣流干燥和蒸汽干燥系統(tǒng),同時(shí)將原有的過熱蒸汽發(fā)電機(jī)組改為飽和蒸汽發(fā)電機(jī)組。工藝流程見圖1。

圖1 銅精礦干燥及輸送工藝流程

具體簡述如下：1)銅精礦、石英砂、渣精礦按閃速爐入爐混合精礦成分的要求自動(dòng)配比后，通過膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸至新建的蒸汽干燥系統(tǒng)。為進(jìn)一步除去精礦中的雜物，配料工序配置了1臺(tái)電磁鐵和振動(dòng)篩；并采用計(jì)算機(jī)在線控制的自動(dòng)配料系統(tǒng)以保證配料的精度。2)新建的蒸汽干燥機(jī)處理能力為220 t/h,熱源來自于新建的飽和蒸汽發(fā)電機(jī)組,即閃速爐和轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐產(chǎn)出的飽和蒸汽先直接進(jìn)入透平發(fā)電機(jī)組,從透平發(fā)電機(jī)組抽出1.3 MPa背壓蒸汽作為蒸汽干燥機(jī)的熱源,將含水約8.0%～10%的混合銅精礦一步干燥到水分低于0.3%。干燥過程產(chǎn)生的煙氣經(jīng)布袋收塵,使其含塵濃度＜10 mg/Nm3后,通過排風(fēng)機(jī)送至排氣筒中排放。3)銅精礦的輸送采用氣力提升系統(tǒng)與風(fēng)動(dòng)溜槽系統(tǒng)相組合的技術(shù),該技術(shù)為中國瑞林工程技術(shù)有限公司的專利技術(shù)[3]。輸送過程如下所述：(1)干燥后的混合銅精礦（簡稱干礦，下同）自流至干燥機(jī)尾部出料倉,由回轉(zhuǎn)閥將干礦連續(xù)均勻地加入到新建的干礦回旋篩 （篩分能力為200 t/h）內(nèi)，回旋篩進(jìn)一步篩除干礦中的粗料(如鵝卵石、塊狀精礦)和稻草等。(2)經(jīng)回旋篩篩分后的粉礦通過溜管流入到新建的氣力提升系統(tǒng)(輸送能力為200 t/h),被垂直輸送到＞50 m高的樓面,樓面的收塵系統(tǒng)包括擴(kuò)散沉塵室、旋風(fēng)收塵器和布袋收塵器,含塵煙氣經(jīng)布袋收塵后,由排風(fēng)機(jī)排空。(3)收塵系統(tǒng)收集下來的干精礦由溜管流入到新建的風(fēng)動(dòng)溜槽系統(tǒng)(輸送能力為200 t/h,輸送距離約為50 m),最終干礦被輸送到閃速爐頂部的干礦倉內(nèi)。

3 生產(chǎn)實(shí)踐和運(yùn)行效果

2013年5月24日,新建蒸汽干燥系統(tǒng)開始帶料試生產(chǎn),順利打通了整個(gè)工藝流程。5月27日,閃速爐年修結(jié)束后恢復(fù)投料試生產(chǎn)。9月12日開始,工廠對(duì)改造設(shè)備進(jìn)行了為期12 d的性能測試,所有改造設(shè)備的主要性能與技術(shù)參數(shù)都基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,取得了較為滿意的效果。蒸汽干燥機(jī)主要運(yùn)行參數(shù)見表1,蒸汽干燥作業(yè)情況見表2,閃速爐的作業(yè)狀況(改造前后)見表3。

表1 蒸汽干燥機(jī)主要運(yùn)行參數(shù)

表2 蒸汽干燥作業(yè)情況

表3 閃速爐的作業(yè)狀況(改造前后)

從表1、表2和表3可以看出,新建蒸汽干燥機(jī)系統(tǒng)投入運(yùn)行后,系統(tǒng)生產(chǎn)順行、運(yùn)行穩(wěn)定，蒸汽干燥作業(yè)率、閃速爐作業(yè)率和精礦處理量技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)保持正常,完全能滿足閃速爐的正常生產(chǎn)要求。性能測試也表明：蒸汽干燥機(jī)系統(tǒng)正常的干燥量維持約210 t/ h,最大干燥量達(dá)到了236.7 t/h(原料含水7.74%),達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。相關(guān)性能測試結(jié)果見表4和表5。

表4 閃速熔煉重油消耗量情況(改造前后)

從表4看出：改造后,燃燒重油的熱風(fēng)爐、過熱器和再熱器已拆除,閃速熔煉工序的每月重油消耗由1 801 t直接下降到107 t,單耗由44.04 kg/t冰銅下降至2.49 kg/t冰銅,每年可節(jié)省重油約19 126 t。

表5 粉塵排放情況(改造前后)

從表5看出：改造后拆除了氣流干燥系統(tǒng)的電收塵器,銅精礦干燥系統(tǒng)粉塵排放量每年可減少90多噸；原氣流干燥系統(tǒng)排出的廢氣中SO2濃度約為750 mg/m3,該系統(tǒng)拆除后，每年可減少干燥煙囪中SO2排放量約700 t。在試生產(chǎn)過程中,蒸汽干燥機(jī)、氣力提升和風(fēng)動(dòng)溜槽等系統(tǒng)運(yùn)行正常,主要性能與技術(shù)參數(shù)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,只有干礦回旋篩運(yùn)行不太正常,主要表現(xiàn)在篩孔易堵塞，粗料返料溜槽內(nèi)夾帶著大量的粉礦,粉礦易泄漏,污染環(huán)境,這主要是由于回旋篩處理能力未達(dá)到設(shè)計(jì)值,回旋篩篩孔偏小導(dǎo)致,在把篩網(wǎng)孔徑略微加大之后,回旋篩的運(yùn)行就比較正常了。

4 技術(shù)特點(diǎn)

本改造方案主要著眼于優(yōu)化工藝、節(jié)能減排,前期做了大量的調(diào)研和對(duì)比工作,包括廠房的選址與布局,干燥能力的選擇、物料輸送方式的選擇,最終形成了獨(dú)一無二的銅精礦干燥與輸送工藝。該方案技術(shù)成熟、可靠、先進(jìn),融入了許多技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)：1)回轉(zhuǎn)式蒸汽干燥機(jī)處理能力為220 t/h,為目前國際上正在運(yùn)行的最大的蒸汽干燥機(jī)。2)用飽和蒸汽發(fā)電機(jī)取代現(xiàn)有的過熱蒸汽發(fā)電機(jī),將余熱鍋爐產(chǎn)生的高壓飽和蒸汽(4.2 MPa)直接用于透平發(fā)電，然后將背壓排出的1.3 MPa飽和蒸汽用于銅精礦干燥,多余的蒸汽減壓后并入低壓管網(wǎng)。這樣余熱鍋爐產(chǎn)生的高壓飽和蒸汽就不需要過熱,余熱鍋爐產(chǎn)生的高壓飽和蒸汽優(yōu)先用于透平發(fā)電,后用于蒸汽干燥機(jī),實(shí)現(xiàn)能源利用的最大化,真正達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo)。3)把氣力提升與風(fēng)動(dòng)溜槽系統(tǒng)組合起來,用于輸送干礦,在銅冶煉行業(yè)為首創(chuàng)。當(dāng)前干礦輸送普遍采用正壓倉泵輸送，其輸送壓力達(dá)到了0.5～1.2 MPa左右,因銅精礦中混有熔劑石英砂，對(duì)管道和設(shè)備磨損非常嚴(yán)重,經(jīng)常導(dǎo)致精礦泄漏現(xiàn)象的發(fā)生,帶來環(huán)境污染和銅精礦的損失。氣力提升系統(tǒng)的輸送壓力＜100 kPa,用于垂直輸送干礦,輸送高度超過50 m;風(fēng)動(dòng)溜槽內(nèi)的風(fēng)壓為8.5 kPa左右,用于水平輸送干礦水平輸送距離超過50 m,這樣的組合輸送物料方式相比于正壓倉泵輸送方式,雖然設(shè)備投資費(fèi)用翻番,但由于輸送壓力特別小,磨損程度低,設(shè)備使用壽命非常長,日常維護(hù)和檢修成本極低,且不容易出現(xiàn)銅精礦泄漏現(xiàn)象。4)把回旋篩引入銅閃速熔煉干礦的篩分中,為銅冶煉行業(yè)首創(chuàng)。通過回旋篩的篩分,清除干礦中的雜物(如蛇皮袋、稻草和塊狀物料等),有效地抑制了反應(yīng)塔內(nèi)精礦的偏流,改善了閃速爐的爐況。

5 結(jié)束語

銅精礦干燥與輸送技術(shù)在不斷地發(fā)展與完善,適應(yīng)了閃速煉銅工藝對(duì)節(jié)能、減排和環(huán)境保護(hù)的要求,特別是蒸汽干燥工藝,與傳統(tǒng)的干燥工藝相比,在節(jié)能與環(huán)保方面有著明顯的優(yōu)越性,具有積極的推廣價(jià)值。而氣力提升和風(fēng)動(dòng)溜槽組合的輸送技術(shù),與高壓倉泵的輸送技術(shù)相比,具有使用壽命長、便于維護(hù)、穩(wěn)定性強(qiáng)、輸送效率高等明顯的優(yōu)勢(shì),能滿足大輸送量的輸送要求,適合在新建項(xiàng)目和改造工程中推廣使用。

[1] 葉逢春.銅精礦深度干燥技術(shù)的述評(píng)[J].有色冶金設(shè)計(jì)與研究,2001(3):4-8.

[2] 余齊漢,洪育民.閃速熔煉的銅精礦干燥技術(shù)[J].濕法冶金, 2007(1):39-43.

[3] 涂建華,葉薇,章頌泰,等.物料輸送設(shè)備:中國,ZL2013 20763684.1[P].2014-5-21.

Renovation and Production Practice on Copper Concentrate Drying and Conveying System

YU Qihan1,TU Jianhua2
(1.Guixi Project Department of Jiangxi Copper Corporation,Guixi,Jiangxi 335424,China; 2 China Nerin Engineering Co.,Ltd.,Nanchang,Jiangxi 330031,China)

The paper puts forward basic condition of original process facilities before renovation of FF copper concentrate drying and conveying system in Guixi Smelter,analyzes problems existed in two original copper concentrate drying systems before renovation and renovation objective,discusses copper concentrate drying and conveying process flow after renovation,introduces production condition and the key operating data,and summarizes technical innovation points of this renovation.

copper concentrate;steam drying;concentrate conveying;pneumatic lifting;pneumatic chute

TF086

B

1004-4345(2015)01-0018-03

2014-05-29

余齊漢(1970—),男,高級(jí)工程師,主要從事有色冶金和環(huán)境治理的生產(chǎn)與項(xiàng)目管理工作。