馬榜樣

（中銅東南銅業(yè)有限公司，福建 寧德 352100）

1 粒化系統(tǒng)介紹

某銅冶煉企業(yè)有三套?；到y(tǒng)[1]，熔煉段有兩套冰銅?；到y(tǒng)，吹煉段有一套渣?；到y(tǒng)，分別作用于熔煉段的液態(tài)冰銅和吹煉段的液態(tài)吹煉渣。粒化是采用高壓氮氣將冰銅（渣）打散為小顆粒，并用高壓霧化水將冰銅（渣）小顆粒冷卻，冷卻后的冰銅（渣）顆粒通過刮板運輸機(jī)進(jìn)行收集，進(jìn)入指定的位置。在熔煉段的冰銅粒化系統(tǒng)中，風(fēng)淬產(chǎn)生的煙氣通過旋流板洗滌塔沉降煙氣中的固體顆粒，洗滌后的煙氣送脫硫系統(tǒng)。在吹煉段的渣?；到y(tǒng)中，風(fēng)淬系統(tǒng)產(chǎn)生的煙氣通過較長的管道進(jìn)行沉降固體顆粒，沉降后的煙氣進(jìn)入環(huán)集凈化系統(tǒng)。

旋流板洗滌除塵裝置：采用生產(chǎn)水洗滌含塵的煙氣。煙氣在風(fēng)機(jī)的作用下沿著塔壁的切向進(jìn)入旋流板洗滌塔內(nèi)，從下方旋轉(zhuǎn)移動至上方。在離心力的作用下，煙氣通過多層塔板，充分與上部向下噴淋循環(huán)水接觸，達(dá)到除塵目的。

管道沉降：煙氣通過豎直和水平管道，在風(fēng)速發(fā)生變化的情況下，煙氣中固體顆粒按照比重的大小依次沉降。

冰銅風(fēng)淬：利用高壓氮氣和高壓水將熔融的冰銅打散為小顆粒并冷卻下來，控制合理的氮氣量、水量以及氮氣的壓力，可以控制冰銅的力度，也可以避免冰銅風(fēng)淬過程中的“放炮”現(xiàn)象。

冰銅風(fēng)淬核心設(shè)備為風(fēng)淬噴頭，風(fēng)淬介質(zhì)采用壓縮空氣或氮氣，加壓水主要對風(fēng)淬后的熱態(tài)冰銅進(jìn)行冷卻。壓縮空氣或氮氣的壓力為0.6Mpa～0.8Mpa，風(fēng)淬系統(tǒng)包含有一個儲氣罐，主要是用來保證風(fēng)淬氣的壓力穩(wěn)定。風(fēng)淬時打開儲氣罐進(jìn)口閥門，確保氣源壓力在0.6Mpa～0.8Mpa以上，氣量通過調(diào)節(jié)閥控制，在DCS畫面上有流量顯示。

風(fēng)淬水為采用循環(huán)水，補充水為硫酸回用水或新水來自廠區(qū)工業(yè)新水管網(wǎng)的新水，經(jīng)風(fēng)淬泵加壓到0.6Mpa～0.8Mpa以上，風(fēng)淬泵共兩臺，平時一用一備，冰銅流量特別大時可以同時開啟兩臺，泵前后均有手動閥，出口有逆止閥。風(fēng)淬水量通過調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)，在DCS畫面上有流量顯示。

在風(fēng)淬室下方安裝有一臺埋刮板運輸機(jī)，埋刮板運輸機(jī)將風(fēng)淬后的冰銅收集并帶出風(fēng)淬室，然后由下游的皮帶運輸機(jī)運輸?shù)奖~存放處。

風(fēng)淬室頂部裝有排煙管道，把風(fēng)淬產(chǎn)生的氣體引出風(fēng)淬室，并由后續(xù)的風(fēng)機(jī)送入煙氣處理系統(tǒng)。風(fēng)淬室煙氣出口處裝有測量煙氣溫度的熱電阻，在風(fēng)淬過程中，煙氣的溫度是調(diào)節(jié)風(fēng)淬水量的重要依據(jù)。風(fēng)淬室煙氣出口處還各裝了一個電動蝶閥，當(dāng)冰銅排放時，應(yīng)保證相應(yīng)的電動蝶閥處于打開狀態(tài)，且另一電動蝶閥處于關(guān)閉狀態(tài)，以保證風(fēng)淬室的負(fù)壓。工藝流程圖如下。

圖1 冰銅?；到y(tǒng)工藝流程圖

圖2 渣?；到y(tǒng)工藝流程圖

2 ?；到y(tǒng)存在問題

某銅冶煉企業(yè)粒化系統(tǒng)是采用祥光銅業(yè)有限公司的專利技術(shù)，其核心是系統(tǒng)的?；?，祥光銅業(yè)的?；^程為“無水粒化”，排出的煙氣為潔凈氣體。它區(qū)別于INBA的?；琁NBA?；倪^程是“水淬過程”[2],吹散的顆粒進(jìn)入水池進(jìn)行冷卻，進(jìn)入冷卻沉淀和分離。在某銅冶煉企業(yè)熔煉廠的生產(chǎn)實踐中，?；到y(tǒng)的專利優(yōu)勢沒有得到充分的發(fā)揮，在生產(chǎn)中主要表現(xiàn)為：?；覀?cè)壁的粘結(jié)，?；到y(tǒng)的失衡，?；療煔庀到y(tǒng)的失衡等問題，導(dǎo)致系統(tǒng)和下游設(shè)備的異常損壞。下面將具有代表性的問題進(jìn)行分析。

2.1 ?；覀?cè)壁的粘結(jié)問題

在粒化的過程中，?；囊后w通過高壓氮氣進(jìn)行吹散，通過霧化水進(jìn)行冷卻，形成了粒化的顆粒。在實際的生產(chǎn)過程中高壓氮氣對溶液的冰銅（渣）吹散的顆粒度并不理想，導(dǎo)致部分沒有吹散的液體銅（渣）堆積在?；业膫?cè)壁，再經(jīng)過大流量的霧化水70m3/h～8m3/h的高壓水進(jìn)行冷卻，熔融的銅（渣）水很快形成了堅硬的固體，粘結(jié)在粒化室的側(cè)壁上。

2.2 ?；到y(tǒng)失衡問題

在整個粒化系統(tǒng)中，水平衡是個很關(guān)鍵問題。由于高壓氮氣和水的作用導(dǎo)致冰銅（渣）泥[3]的產(chǎn)生，冰銅（渣）泥進(jìn)入水系統(tǒng)中，很容易導(dǎo)致地坑水轉(zhuǎn)運池的有效容積減少，增加了攪拌裝置的負(fù)荷，在壓濾機(jī)壓濾的過程中，導(dǎo)致濾布的堵塞，壓濾效果降低且壓濾出的濾液也很渾濁，壓濾出的水進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)的清水池，會導(dǎo)致清水池的有效容積減少，直接影響?；玫倪\行，從而再次影響?；瘒婎^的?；Ч?。整個水系統(tǒng)的失衡也直接導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)備的損壞，水泵的不定期損壞，刮板機(jī)鏈條的張緊調(diào)整，運輸皮帶的劃傷，運輸皮帶地基基礎(chǔ)及框架腐蝕，整個物料轉(zhuǎn)運的潑灑等問題。

2.3 煙氣系統(tǒng)的失衡問題

在整個?；到y(tǒng)中，煙氣是環(huán)保控制的重點，通過?；蟮乃魵猓ǔ仕嵝裕┌殡S著二氧化硫氣體，細(xì)小的泥冰銅等，進(jìn)入旋流板洗滌塔，通過排煙風(fēng)機(jī)進(jìn)入管道，最終送往硫酸環(huán)集系統(tǒng)。在生產(chǎn)實踐中，旋流板洗滌塔使用壽命比原始設(shè)計小，現(xiàn)場的不銹鋼316L管道和閥門也因煙氣及冰銅泥的顆粒導(dǎo)致腐蝕破損。使用的排煙風(fēng)機(jī)也因環(huán)境的不適用導(dǎo)致提前的裂化，環(huán)境的玻璃鋼管道也出現(xiàn)裂紋等。整個生產(chǎn)系統(tǒng)煙氣有時會出現(xiàn)外溢的現(xiàn)象。

3 原因分析及處理

3.1 側(cè)壁粘結(jié)問題分析及處理

根據(jù)風(fēng)淬原理和生產(chǎn)實踐，風(fēng)的平面度和局部風(fēng)壓的大小決定液體粒化的徹底性，在某企業(yè)的生產(chǎn)實踐中，風(fēng)噴頭噴出的氣體沒有形成一個平面，部分的液體通過風(fēng)噴頭的間隙逃出，如果逃出的液體進(jìn)入水中，就形成大的顆粒物，如果逃出的液體堆積在某個部位，就形成大塊。

冰銅或渣的末節(jié)溜槽出口方向也是形成大塊和側(cè)壁粘結(jié)的另一個重要原因，例如現(xiàn)有的?；瘒娮爝m應(yīng)經(jīng)常性的流動曲線，如果液體的曲線出現(xiàn)變化（溜槽內(nèi)的形成的堵塞物），呈現(xiàn)出一側(cè)偏流的情況，也會導(dǎo)致大顆粒和粘結(jié)大塊的產(chǎn)生。末節(jié)溜槽的底部的流經(jīng)面也是導(dǎo)致產(chǎn)生偏流的一個關(guān)鍵的原因。如果冰銅（渣）化學(xué)成分發(fā)生了變化，也會導(dǎo)致大顆粒和箱體的粘結(jié)。

針對上述問題，在生產(chǎn)實踐中，對原有的風(fēng)水?；瘒婎^進(jìn)行了改進(jìn)，主要改進(jìn)了?；瘒婎^出口的直徑，增加了粒化噴頭的個數(shù)，有效的改變了?；隹诘钠矫娑日w性（如圖3），增加了風(fēng)的平面度和風(fēng)壓控制措施；加強了排放人員對溜槽的管理，改進(jìn)了末節(jié)溜槽流經(jīng)面，主要采取了人員定期對溜槽中冷銅清理，關(guān)鍵是轉(zhuǎn)彎處結(jié)焦的清理，有效恢復(fù)了溜槽原有的曲線，同時設(shè)想在原來的溜槽的基礎(chǔ)上，稍微改變溜槽的原有的直線度，形成現(xiàn)有流體的正確曲線，在實際的生產(chǎn)中也采取了泥巴圍堰形式，改變流體的曲線，這上面的措施也減少了粘結(jié)的概率。同時也加強了入爐物料及爐況的管理，減少放銅帶渣和高鎂礦的入爐。在改進(jìn)后的半年多生產(chǎn)實踐中，基本解決了?；医Y(jié)塊的問題。

圖3 改進(jìn)后的噴頭

3.2 水系統(tǒng)問題分析及處理

針對上述的水系統(tǒng)問題，東南首先從用水量上進(jìn)行控制，在原始設(shè)計中，?；脑O(shè)計流量為50m3/h，而在實際生產(chǎn)控制中為70m3/h～80m3/h，氮氣的壓力控制在6kg/cm2～9kg/cm2。但經(jīng)過長時間的摸索，現(xiàn)控制水量比原生產(chǎn)減少了10%，氮氣的壓力也減少了10%，基本控制了冰銅泥產(chǎn)生，但是細(xì)冰銅（渣）的產(chǎn)生是避免不了的。

三年多的生產(chǎn)中，逐步對壓濾機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，由原來的暗流形式改進(jìn)程明流形式，有利于對壓濾機(jī)的維護(hù)，增設(shè)第三臺壓濾機(jī)，減少原有壓濾機(jī)使用負(fù)荷，增加壓濾系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)時間。對現(xiàn)有的?；夜伟逡策M(jìn)行初步改進(jìn)，提升了刮板機(jī)的角度，增加了大塊篩除裝置，有利于減少冰銅（渣）的含水，同時也減少大顆粒冰銅塊狀物對下一道工序皮帶運輸機(jī)表面的劃傷。

由于水系統(tǒng)失衡影響的范圍較廣，對設(shè)備的破壞性較強。企業(yè)對所有粒化水影響的設(shè)備做改進(jìn)性的維護(hù)保養(yǎng)，從?；眠M(jìn)行結(jié)構(gòu)形式的改進(jìn)，到冰銅皮帶進(jìn)行延伸、水泥基礎(chǔ)的提高，現(xiàn)有材質(zhì)的改變等等。探索出一條適合東南銅業(yè)生產(chǎn)的粒化系統(tǒng)設(shè)備，提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

企業(yè)為了解決冰銅水分酸性過高對設(shè)備的腐蝕性問題，在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上增設(shè)了石灰噴灑裝置，根據(jù)粒化水PH值的大小進(jìn)行定計量加入生石灰，有效的改變了粒化水的酸性問題。同時企業(yè)對現(xiàn)有的?；眠M(jìn)行改進(jìn)，由原來的管道泵改進(jìn)成離心式水泵，利用現(xiàn)有的粒化室地坑做二次澄清池，進(jìn)行潔凈水的分離使用，目前此種改進(jìn)的項目正在實施階段。

從長遠(yuǎn)的角度考慮了冰銅泥處理的問題，也進(jìn)行探索性的改進(jìn)了?；瘒婎^和生產(chǎn)操作，同時也新建了一套冰銅泥處理設(shè)施，增設(shè)了圓錐沉降槽進(jìn)行固液分離，預(yù)計在明年可以投入使用，這些都提升了無水?；倪\行能力。

3.3 煙氣系統(tǒng)問題分析及處理

煙氣系統(tǒng)問題分析，主要原因是系統(tǒng)設(shè)計風(fēng)量偏小，在硫酸環(huán)集系統(tǒng)入口前與熔煉環(huán)集煙氣進(jìn)行交匯，出現(xiàn)干涉封堵現(xiàn)象，在平時不生產(chǎn)排放的過程中，?；到y(tǒng)的環(huán)境較好，但在排放過程中，特別是熔煉爐和吹煉爐同時排放時，冰銅?；到y(tǒng)的煙氣會出現(xiàn)外溢，?；乙踩菀壮霈F(xiàn)“放炮”[3]現(xiàn)象。

針對此種生產(chǎn)情況，由于原始設(shè)計的問題，在正常生產(chǎn)中無法解決，只有通過充分挖掘生產(chǎn)潛能，對熔煉和吹煉及其?；療煔膺M(jìn)行組織優(yōu)化，解決或降低整個生產(chǎn)系統(tǒng)中的煙氣外溢問題。與此同時也對現(xiàn)有?；业拈y門進(jìn)行改進(jìn)，減少兩臺?；彝瑫r抽煙氣的問題，有目的降低煙氣系統(tǒng)的負(fù)荷。在祥光生產(chǎn)過程中對粒化系統(tǒng)煙氣專門設(shè)置了一套煙氣處理系統(tǒng)，給企業(yè)的生產(chǎn)提供了理論和實踐的支持，從長遠(yuǎn)考慮看，還是需要單獨建立一套煙氣處理系統(tǒng)或增加硫酸處理煙氣的能力。

4 結(jié)論

祥光銅業(yè)的?；到y(tǒng)在該企業(yè)的應(yīng)用沒有很好發(fā)揮出祥光專利的優(yōu)越性，原因有很多種，這也給使用的企業(yè)員工在無水?；乃缴咸岣吡艘粋€臺階。分析無水?；南到y(tǒng)和原有成熟的水淬系統(tǒng)，無水?；奶嵘臻g還是很高。