富氧技术在威尔兹窑的研究及应用
2018-04-21刘志民
世界有色金属 2018年2期
刘志民,王 林
(云南云铜锌业股份有限公司,云南 昆明 650000)
据不完全统计,国内湿法锌冶炼标准法工艺的锌产量约150万t/a,约占全国锌产量25%。标准法通常为两段硫酸浸出--火法处理浸出渣工艺。典型的火法设备有威尔兹窑和烟化炉两种,其中威尔兹窑工艺发展历史较为悠久,在国内诸多的锌冶炼企业广泛应用。威尔兹窑处理锌浸出渣工艺,通常使用价格较高的焦丁,并且由于烟气量大、筒体散热大、不完全燃烧残碳较多等问题,导致该工艺能耗较大、生产成本较高。
1 富氧燃烧理论基础
燃烧是由于燃料中可燃分子与氧分子之间发生高能碰撞而引起的,所以氧的供给情况决定了燃烧过程完成得是否充分。用比通常空气(含氧21%) 含氧浓度高的富氧空气进行燃烧,称为富氧燃烧,简称OEC。
2 威尔兹窑的工艺原理
常规锌浸出渣的主要成分是ZnO·Fe2O3,锌的主要存在形态为:ZnO·Fe2O3、ZnO·SiO2、ZnSO4、ZnO、ZnS。挥发窑处理锌浸出渣一般是用用焦粉(或煤粉)作为燃料兼还原剂,锌的化合物在窑内下部分解生成ZnO,ZnO被C或者CO还原生成蒸气,Zn蒸气在要上空有被O2氧化,最终ZnO进入烟气系统,冷却后利用收尘器捕集回收,得到ZnO粉烟尘。其主要反应如下:

锌浸出渣中的锌主要以铁酸锌、硫酸锌、硫化锌、氧化锌及硅酸锌等形式存在,而铁酸锌中的锌约占浸出渣含锌总量的50%~60%,其反应如下:

3 试验
3.1 试验
44m威尔兹窑富氧试验第一阶段实验试验时间为412.8小时。实验期间共处理浸出渣干重3022.11吨,消耗焦丁干重1073.51吨,消耗氧气(气态)117948m3。结合44m窑实际生产情况,逐步提高混氧后富氧浓度,将富氧空气浓度由23%逐步提高至25%左右。……
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