改善团块质量降低运行成本的生产实践

2020-11-28刘忠平

世界有色金属 2020年17期

刘忠平

（白银有色集团红鹭资源科技公司，甘肃白银 730900）

冶炼生产过程中，企业为了实现效益最大化，稳定产品质量和提高收益，减少杂质元素或低品位物料对主体生产工艺的影响，会将生产过程中产生的大量烟尘、污泥等粉状废弃物料，只是部分少量的返回主系统，其余部分采用外销或单独的生产工艺进行处理，随着资源综合利用和环保意识的增强，将以往冶金生产中产生的粉状废弃物料及时的加以利用回收，不仅减轻环保压力，也可给企业带来较好收益。

近几年来，白银有色集团红鹭资源科技公司通过对粉状物料进行压团造块处理后，利用4.5M2侧吹炉及配套的8M2电热前床，对此类物料进行有价金属的冶炼回收。烟尘、污泥等粉状废弃物料不仅化学成分比较复杂，其含水量、粒度、亲水性等差别较大，给压团造块工作得来了一定困难，由于压制的团块质量不高，影响了炉况的稳定运行，不仅劳动强度大，生产运行成本也偏高。本文重点通过压团过程关键环节控制的改进，提高团块质量，使生产运行效果得以提升，提出改进措施。

1 存在的问题及主要原因分析

由于压制的团块从孔隙率、强度、化学成分等波动比较大，不能达到和满足入炉冶炼的基本生产要求，造成生产过程中炉料透气性差、炉结生长速度较快、烟尘量大，生产操作困难等问题长时间的持续，阻碍了生产能力的提高，生产运行效果欠佳。

（1）物料的搅拌混均效果比较差，生产中使用的物料种类较多，物料的基本情况见表1。

现场的混料和加水比较粗放，人工对物料适当的进行洒水后，采用铲运机进行物料的混合，混合后进行装仓压制，压团机在团块压制时，为布料均匀，虽配有一搅拌装置对物料进行搅拌，但一次搅拌量小（搅拌量150Kg左右），补水也局部，达不到物料整体混均和润湿的效果。

通过表1可看出，烟尘、铅银渣、污泥等粉状物料从粒度、亲水性、自有含水量等方面，相差比较悬殊，生产前应予以充分的搅拌和混合，同时为了提升和改善团块质量，根据生产实际，须加入一定量的粘结剂，粘结剂的使用本着廉价低成本的原则，用量越少越好，一般控制在20%以下，为使粘结剂发挥其应有作用，必须尽可能的使其和其他物料得到充分的粘结，必须加强物料的搅拌作用，提高物料的混均效果。

（2）混合后物料的含水量不均匀，物料的润湿程度不够，忽视了水分对团块热强度的影响。水的加入和控制对团块一次成块率、干燥时间、干燥后的热强度等作用非常明显。水是最基础的粘结剂，水的加入促进了可溶物质的溶解，并产生一定的胶凝性，水的存在增加了小颗粒在大颗粒间的流动性，促进了填充和附着作用。在压团过程中，压力促进了小颗粒在大颗粒之间的填充，使得粒子距离更近，孔隙率逐渐减少，使颗粒靠拢而紧密形成团块。

表1 冶金样品元素分析

现场采用铲运机拌料，物料得不到充分的润湿，加水不均，水量的控制过高或过低现象比较普遍。由于物料水分配入不稳定，物料时干时湿，为提高一次成块率，经常通过提高或降低压制压力来解决压团时的成块率问题。虽通过调整压团机的压力解决了湿团块的一次成块率问题，但对团块入炉后的热强度问题认识不够。

2019年3月份，为加快湿团块的干燥速度，将物料的含水量控制在8%以下，因物料含水量偏低，一次成块率不高，为稳定和提高湿团块的一次成块率，将压团机的压制压力由原来的15Mpa提高到20Mpa进行压制生产，压制的团块经过十多天的晾晒干燥后，对此批团块入炉进行生产，生产过程中发现，炉料透气性差，渣体发粘难操作，且水渣有价金属有所升高，且增幅较大。将当月的水渣情况进行了统计，水渣具体成分表2所示。

表2 冶金过程水渣具体成分分析

事后分析认为，冶炼烟尘原料的颗粒比较细，亲水性差，水的润湿度不足，为提高成块率，通过提高压团压力进行压制生产，湿团块愈致密，团块表面形成干壳，内部水分挥发慢，干燥不彻底。物料入炉后受热，内部蒸汽扩散阻力加大，就会爆裂形成碎块，下落过程中被熔体包裹，还原性不足造成。

（3）未充分考虑到粘结剂与不同物料结合后的制团强度效果，先对物料进行混合，再加入粘结剂，降低弱化了粘结剂的作用。由于各类粉状性物料不仅在物理性质方面相差较大，同时化学成分也较为复杂，为提高团块强度，须加入一定的粘结剂以增强其效果。粘结剂种类较多，可分为无机粘结剂和有机粘结剂，冶金生产中常用无机粘结剂，有机粘结剂在团块成型中能提供较好的冷强度，团块热强度差，使用无机粘结剂压团所得团块热强度较好，但冷强度差，生产中使用无机粘结剂的比率较重。

缺乏检斤和计量，粘结剂的加入量比较随意，除造成一定程度上的浪费和损失外，同时给因粘结剂造成团块质量下降等问题的跟踪调整造成一定困难。为满足入炉物料对化学成分的要求，先对原料按照配比要求进行了混合，然后再加入粘结剂，没有充分考虑粘结剂的选择性，粘结剂不仅用量增加，作用效果发挥不强。现场实践证明，同是烟尘类物料，冶炼铜烟尘采用石灰作粘结剂的效果要明显好于黏土。

2 改进措施

（1）购置安装一台JZC350搅拌机，在物料用铲运机进行混和后，再用搅拌机进行一次混料和补水，加强物料的搅拌混均效果，并保证水量的充足配入。

（2）为保证搅拌后待压物料的充分润湿，并防止水分的损失和雨淋，及时加盖篷布，使物料含水量保持在12%左右，且必须堆放闷料3天以上，方可运至料仓使用。

（3）加强检斤，严格控制粘结剂的使用量，选用物料适合的的粘结剂，改变以往粘结剂的加入方式，提高粘结剂的使用效果。具体做法是：先将一定量的原料与之适合的粘结剂分别进行润湿搅拌，然后各自按照保湿和闷料时间的要求堆存备用。生产时再根据配料要求，将以上物料按配料比例再搅拌和调水后，转运至料仓，以待压制。

（4）添加一定比例的焦粉，增强团块在炉内运行过程中的透气性和还原性，提高金属回收能力。

3 运行效果评价

在原有物料混合的基础上，增加一台搅拌机，使各类物料和粘结剂得以充分混均，增强了混合效果，同时加水也更为均匀，水量也易于控制。为确保亲水性差的物料得以充分润湿，进行堆式闷料3天以上的强化工作，使物料在得到充分润湿的情况下确保了稳定的含水量。

以上措施的改进，不仅提升了团块一次成块率问题，同时提高了团块热强度和还原性，由于入炉团块质量提高，强化和优化了侧吹炉的生产运行效果，4.5M2侧吹炉的送风时率由3月份之前的83%左右提升至92%，处理量比以往有大幅度的提高。由于侧吹炉炉料偏析，棚料，焦点不集中等不良状况得到一定程度的解决，化料速度冶炼强度得到加强，熔体温度高，渣型比较稳定，减少了前床结块、结壳等问题的发生，在减轻操作强度的同时，降低了前床电能消耗。在增强团块强度的基础上，配入一定量的焦粉，因改善了团块的还原性，减少了金属的损失，经对前床水渣进行较长时间的跟踪分析，具体化学成分如表3所示，与以往相比，水渣成分比较稳定，有价金属铜和铅的含量无大的波动，长时间保持在Cu<0.35%Pb<2.5%的要求范围之内。

表3 水渣成分结果统计

效益简单测算：由于团块质量的提高，炉况得以稳定和改善，使得各类物料的处理量均有明显增加，单就烟尘配入量而言，以往烟尘月配入量350吨左右，现增加至520吨左右，增幅在100吨以上，以加工处理每吨烟尘500元成本计算，月可节约成本费用5～7.5万元。

4 问题及建议

湿团块的干燥是影响团块强度的主要因素之一，干燥周期对团块强度影响比较大，生产实践证明，团块强度随干燥时间的延长强度明显加强。建议在以后生产中，要充分认识到干燥对团块强度影响工作的重要性，提前一个生产周期进行团块的生产储备，延长自然晾晒周期，减少季节等因素对团块干燥工作的影响，确保团块充足需要量和强度。由于受现场和一些条件限制，湿团块仍采用自然晾晒的方式进行干燥，晾晒时间上也未有大的变化和调整，因此，本文就此问题未进行说明讨论。