研究與實踐表明,影響鼓風爐爐渣含鋅的因素很多,密閉鼓風爐煉鋅過程中主要從以下方面控制渣含鋅。
鼓風爐是冶金設備中的豎爐。鼓風爐是將含金屬組分的爐料(礦石、燒結塊或團礦)在鼓入空氣或富氧空氣的情況下進行熔煉,以獲得锍或粗金屬的豎式爐。
由爐頂、爐身和爐缸或本床組成。爐頂設有加料口和排煙口。爐身下部兩側各有向爐內鼓風的風口若干個,爐缸設有熔體排出口和放空口,本床只設一個排出口。煉鐵鼓風爐通稱高爐;鼓風爐則一般指有色金屬的熔煉豎爐。
先舉個案例,某冶煉廠鉛鼓風爐1T粗鉛耗用鐵屑量高達330-340kg,若按每年生產8000T粗鉛計,需鐵屑量不少于2720T,以100元/T計,僅此一項,每年至少要花費27萬多元。不但增加了粗鉛成本,就是鐵屑的穩定供應,也是一突出的問題。
鼓風爐煉鉛時在爐頂加入鐵屑的目的是使之與PbS反應生成FeS,將鉛置換出來,提高鉛的赳率。某廠鉛鼓風爐低料柱作業,鉛在爐渣中損失形態,除了機械損失外,還有一定比例的化學損失。低料柱作業,爐料在爐內停留時間短,還原氣氛較弱,熱交換和化學反應進行得不夠充分。
鐵屑在鼓風爐中除與PbS反應外,尚與熔融渣中呈化學溶解的鉛(PbO?SiO2)反應,還原出金屬鉛。因此,加入的鐵屑又是減少鉛在爐渣中化學溶解的目的之一。
鼓風爐煉銅是一種古老的煉銅方法。銅爐料與熔劑、焦炭在鼓風爐內熔煉產出銅锍(或粗銅)和爐渣的銅熔煉方法。銅爐料可以是混捏銅精礦、銅精礦燒結塊或其他含銅塊料。根據爐內不同的氣相成分,鼓風爐煉銅可分為氧化煉銅和還原煉銅。氧化煉銅用于處理硫化礦,還原煉銅用于處理氧化礦或再生銅料。這種熔煉工藝簡單,床能力大,熱效率高,渣含銅低,投資省,建設快;在20世紀30年代以前一直是世界上主要的煉銅方法。在中國,20世紀50年代以前,這種方法幾乎是礦銅生產的唯一方法。60年代,蘇聯成功地采取了處理團礦或塊礦的料鐘式密閉鼓風爐富氧自熱熔煉工藝。同期,波蘭有2座料鐘式密閉富氧熔煉鼓風爐投產。60年代中期,中國成功地進行了料封式密閉鼓風爐工業試驗后,相繼用以改造敞開式鼓風爐。1986年中國銅陵有色金屬公司在料封式密閉鼓風爐基礎上采用團塊富氧熔煉。1993年設計建成了富春江冶煉廠料封式富氧熔煉密閉鼓風爐。
鼓風爐的床能率指一晝夜每平方米爐床即風口區水平面面積熔煉的爐料量,單位是t/(㎡·d)。爐料的性質、鼓風量和操作條件等都直接影響床能率。
爐料中的造渣組分,能組成較低熔點的爐渣;爐料中含硫和鐵高,不含或少含高熔點物料如ZnS、MgO等,爐料熔化速度快,則床能率高。爐料中粉狀物料與塊狀物料比例適當,以保證空氣能順利進入焦點區;爐內氣流分布均勻,熔煉區溫度能達到熔煉要求,則床能率提高。
密閉式鼓風爐與原敞開式鼓風爐從爐型結構、砌筑方式、冷卻方式、爐料的分布、爐氣的分布、溫度分布、供風制度等方面有不同。
喀拉通克銅鎳礦冶煉車間于1989 年建成投產, 其熔煉設備選型為敞開式鼓風爐,特征為半自熱氧化熔煉, 只能處理塊狀物料。原礦破碎后產生30%~40%的粉礦,用土法燒結成塊后返回熔煉工序處理, 燒結中浪費大,污染環境。隨著礦山資源的減少, 直接處理粉礦及回收煙塵, 以提高資源的利用率就越顯得重要。2000年底,冶煉敞開式鼓風爐改造為密閉式鼓風爐的工程啟動, 2001年3月密閉式鼓風爐投料開爐?,F就改建后密閉式鼓風爐與原敞開式鼓風爐從以下幾個方面予以比較。
鼓風爐煉鉛加料系統包括提升設備、貯料倉、給料稱量設備和進料設備等。
大中型鉛鼓風爐一般用電動礦車加料,小型爐常用手推礦車加料;中型爐也有用料車提升機(又稱箕斗提升機)和膠帶輸送機加料的。