降低回转炉氧化锌含铁的生产实践

朱志刚， 杨长江， 焦现兵， 李建成， 王六宝

(河南豫光锌业有限公司， 河南 济源 454650)

降低回转炉氧化锌含铁的生产实践

朱志刚， 杨长江， 焦现兵， 李建成， 王六宝

(河南豫光锌业有限公司， 河南 济源 454650)

在锌浸出渣回转炉处理过程中，通过优化技术条件和改进操作方法，有效地降低了氧化锌含铁量，提高了产品质量。

锌浸出渣； 回转炉； 氧化锌； 含铁； 措施

0 前言

回转炉是威尔兹法处理锌冶炼系统浸出渣，回收Zn、Pb、In、Ge等有价金属的主体设备，广泛应用于湿法炼锌厂。目前，国内回转炉处理浸出渣处于技术稳定期，同类型回转炉在能耗和产品指标上比较接近，存在的主要问题是氧化锌含铁偏高，影响后续的铅渣质量以及铟富集渣的品位。

2012年1～4月某公司氧化锌含Zn均值55.6%、含Fe6.3%，造成后续工序产出的铅渣含Pb32%、含Zn9%，铟富集渣含In0.3%。为提高铅渣质量和铟富集渣品位，根据收尘系统各部位氧化锌含铁情况，公司制定了分流含铁高的氧化锌烟尘的方案。方案于2012年5月实施，分流数量和分流后的产品指标见表1。

表1 2012年5～10月锅炉灰分流量及ZnO产品质量 %

2012年5～10月，分流含铁高氧化锌烟灰共计3 511.2 t，由于其含铁在15%以上、含锌在30%左右，该部分烟灰直接返回转炉处理。分流方案实施后，产品质量有了明显的改善，但回转炉运行成本却大幅度上升。

为了不增加生产成本，停止了高含铁氧化锌的分流，为了提高产品质量，在回转炉的操作上做了尝试和探索。

1 回转炉处理浸出渣的原理及氧化锌中铁的来源

回转炉处理浸出渣的原理为：在1 200 ℃以上的高温下，浸出渣中的锌、铅、镉等有价金属被一氧化碳还原为金属挥发进入烟气，又在烟气中被氧化成氧化锌等随烟气离开回转炉，最终在收尘器内收集，从而实现浸出渣中的两种重要金属锌、铁的分离。

铁的熔点为1 535 ℃，沸点为2 750 ℃，回转炉反应带的温度在1 200～1 400 ℃之间，从铁的熔点看，铁不是以单质形式挥发进入烟气中的，氧化锌中的铁来自炉内浸出渣的扬尘。

因此，可通过操作调整减少回转炉烟气中的浸出渣扬尘，提高产品的质量。

2 主要的技术措施

2.1 降低压缩风压力

通过降低压缩风压力，控制风管摆位，降低产品杂质含量，提高ZnO品质。原使用的风管直径为85 mm，风压0.16～0.18 MPa。将风管直径更换为90～95 mm，风压降至0.11～0.13 MPa，风管也由水平摆放改为前低后高的摆放。由于炉内烟气流速下降，进入收尘系统的扬尘减少，氧化锌品质得到较大改善，见表2。

表2 改造前后风管管径、风压、窑尾温度变化

措施实施后，氧化锌含锌56.3%、含铁5.5%。原因是配入焦粉中的原煤粉末灰分被抽入收尘系统，并且个别批次氧化锌颜色呈灰色甚至灰黑色。

因此，需要解决煤粉灰分进入收尘系统的问题，进一步降低氧化锌含铁。

2.2 煤粉配入浸出渣

将煤粉配入浸出渣，减少收尘系统中的煤粉灰分，进一步降低氧化锌含铁。2013年1月起，原煤由配入焦粉改为配入浸出渣，原煤占煤焦混合料比例仍保持15%～20%。浸出渣粘结、包裹煤粉，有效地减少了进入收尘系统的煤粉灰分，解决了ZnO发黑的问题。措施实施后，氧化锌颜色为灰白色，含铁进一步降低，见表3。

表3 原煤配入方式改进前后氧化锌的质量 %

上述措施实施后，氧化锌含铁月均值降至5%以下，但单批波动较大，在3.0%～8.0%。进一步分析，原因为锅炉爆破清灰期间，锅炉灰集中进入收尘系统引起产品质量波动。

因此，需要进一步采取措施，提高氧化锌含铁的稳定性。

2.3 加强锅炉爆破清灰

通过加强锅炉爆破清灰和电收尘3#、4#电场放灰的配合，解决ZnO含铁波动大的问题。锅炉岗位根据电收尘入口温度，间断进行锅炉爆破清灰操作。电收尘后部的3#、4#电场因烟尘量较小，为螺旋间断排灰，两岗位操作独立进行，相互之间缺乏配合，造成了混合ZnO成分波动。

锅炉辐射沉降区和凝渣管屏区的灰含铁高，达到15%～17%，而中部和后部分别为10%和8%左右，电收尘氧化锌含铁约1.5%，据此制定解决方案：锅炉在爆破清理辐射沉降区和凝渣管屏区的锅炉灰期间，开启电收尘3#、4#电场放灰，将这两部分氧化锌均匀混合，降低含铁波动。

该措施实施后，氧化锌含铁波动幅度由3.0%～8.0%降低至4.0%～6.5%。

虽然氧化锌含铁得到了较好控制，但是在回转炉结圈期间，铁含量再次回升，且难以控制。2013年3月上旬，由于结圈影响，ZnO含铁升高至5.4%。因此需要采取措施，解决或缓解回转炉结圈对产品质量造成的不利影响，进一步稳定产品质量。

2.4 控制结圈生成

通过控制结圈生成和周期性处理结圈，持续稳定产品质量。回转炉生产过程中不可避免有结圈生成，造成回转炉窑尾负压增大，氧化锌烟气不能及时进入收尘系统；结圈部位烟气流速快，ZnO产品中杂质含量升高；返料增大，进入收尘系统的扬尘增加，ZnO含铁大幅度升高，同时也严重制约回转炉处理量。

对此，制定了从开炉到正常生产一系列预防、控制和处理结圈的措施，稳定生产、提高产品质量。

(1)开炉初期，通过操作调整，控制结圈生成的位置：稳定炉前操作，使窑头圈结实，通过风管摆位以及稳定窑尾温度在650～750 ℃，将炉内结圈生成位置控制在距离窑头30 m的位置。结圈过于靠后，处理难度较大，过于靠前，造成反应带缩短，影响直收率和产品质量。

(2)开炉一周左右，在浸出渣里配入石灰石，改变炉渣性质，抑制结圈生长，具体方案如下：

开炉后5～7 d，在浸出渣中按5%配入(5～15)mm的石灰石，连续配入一周，改善渣型，使炉内结圈部位的渣疏松容易脱落。

正常生产期间，视具体情况间断配入石灰石。间断配入不仅可抑制结圈生长，还可将配入石灰石对回转炉处理量造成的不利影响降到最低。

上述两项措施实施后，结圈局部自行脱落以结块的形式排出炉外。

为进一步降低结圈对生产、产品质量的不利影响，还要采取措施消除结圈，提高产品的稳定性。

(3)回转炉结圈严重，处理时间长、难度大且效果不好。根据结圈的生长特点制定预防性处理结圈方案：

每月15日前后，以处理结圈前的现有焦比为准，焦比提高10%～20%，实施高焦比洗圈，每6～8 h焦比降5%，24 h后逐步恢复正常，期间保持窑尾温度750～800 ℃。

高焦比洗圈后，实施3 d高低温炸圈作业，消除结圈：通过拉负压、减料量和加焦比的手段，将窑尾温度提升至750～850 ℃，并保持4 h以上；再加大投料量，将炉尾温度降至600～650 ℃，通过热胀冷缩挤压窑内结圈，使其脱落。

处理结圈的措施实施后，炉况和产品质量恢复正常，2013年3月下旬生产的ZnO含铁降低至4.1%。

3 结语

综上所述，各项降低回转炉氧化锌含铁措施的实施，有效提高了ZnO质量，解决了58 m×4.15 m大型回转炉通过分流含铁高的氧化锌而造成的成本升高问题，其经验可供同行参考。

[1]张驾等.重有色金属冶炼设计手册——铅锌铋卷[M].北京：冶金工业出版社，1995.

Productionpracticeofdecreasingironcontentofzincoxideinzincleachingresiduetreatmentwithrotaryfurnace

ZHU Zhi-gang, YANG Chang-jiang, JIAO Xian-bing, LI Jian-cheng, WANG Liu-bao

In the process of zinc leaching residue treatment with rotary furnace, by means of optimizing the technological conditions and improving the operation methods, the content of iron in zinc oxide was effectively decreased and the product quality was improved.

zinc leaching residue; rotary furnace; zinc oxide; iron content; measures

朱志刚(1978—)，男，河南济源人，大专学历，主要从事冶金技术管理工作。

TF813

B