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電熱前床黃渣綜合回收生產實踐

文檔作者：陳紹剛李光文檔來源：韶關冶煉廠		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年05月18日
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第３９ 卷第２ 期
２０１７ 年４ 月
甘　肅　冶　金
ＧＡＮＳＵ?。停牛裕粒蹋蹋眨遥牵?
Ｖｏｌ．３９ Ｎｏ．２
Ａｐｒ．，２０１７
文章編號：１６７２?４４６１（２０１７）０２?００８５?０３
電熱前床黃渣綜合回收生產實踐
陳紹剛， 李　光
（韶關冶煉廠，廣東　韶關?。担保玻埃玻矗?
摘　要：通過對電熱前床爐窯結構進行改造，摸索黃渣綜合回收操作辦法，提高了電熱前床渣鉛分離效果，回收了
黃渣中機械夾帶的粗鉛；解決了黃渣進入電熱前床放鉛虹吸道，造成放鉛困難的生產故障。
關鍵詞：電熱前床；　結構改造； 黃渣； 綜合回收
中圖分類號：ＴＦ８１ 文獻標識碼：Ｂ
Ｔｈｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ Ａｂｏｕｔ ｔｈｅ Ｙｅｌｌｏｗ
Ｓｌａｇ Ｆｒｏｍ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｈｅａｔｉｎｇ Ｂｅｆｏｒｅ Ｂｅｄ
ＣＨＥＮ Ｓｈａｏ?ｇａｎｇ，ＬＩ Ｇｕａｎｇ
（Ｓｈａｏｇｕａｎ Ｓｍｅｌｔｉｎｇ Ｐｌａｎｔ，Ｓｈａｏｇｕａｎ ５１２０２４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｒｏｕｇｈ ｒｅｆｏｒｍｉｎｇ ｆｕｒｎａｃｅｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｈｅａｔｉｎｇ ｂｅｆｏｒｅ ｂｅｄ ａｎｄ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍ?
ｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ａｂｏｕｔ ｙｅｌｌｏｗ ｓｌａｇ． Ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｌａｇ ａｎｄ ｌｅａｄ ｉｎ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｈｅａｔｉｎｇ ｂｅｆｏｒｅ
ｂｅｄ． Ｒｅｃｙｃｌｅｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｅｎｔｒａｉｎｍｅｎｔ ｏｆ ｃｒｕｄｅ ｌｅａｄ ｉｎ ｔｈｅ ｙｅｌｌｏｗ ｓｌａｇ． ｓｏｌｖｅｄ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｆａｉｌｕｒｅ ａｂｏｕｔ ｙｅｌｌｏｗ ｓｌａｇ ｉｎ?
ｔｏ ｔｈｅ ｌｅａｄ ｓｉｐｈｏｎ ｃａｎａｌ ｉｎ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｈｅａｔｉｎｇ ｂｅｆｏｒｅ ｂｅｄ ａｎｄ ｌｅａｄ ｔｏ ａ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｌｅａｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ．
Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ： ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｈｅａｔｉｎｇ ｂｅｆｏｒｅ ｂｅｄ； ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ； ｙｅｌｌｏｗ ｓｌａｇ； ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｒｅｃｏｖｅｒｙ
１　引言
密閉鼓風爐煉鉛鋅工藝（ＩＳＰ）產出的粗鉛和爐
渣在電熱前床內保溫、沉降分離，電熱前床內由下至
上依次分布著粗鉛層、黃渣層和渣層，主要作用是：
⑴作為鉛鋅密閉鼓風爐熔融產物的分離器，使渣、鉛
分離良好，降低爐渣含鉛量；⑵爐渣溫度得以提高，
使送往煙化爐的爐渣有足夠的過熱溫度和良好的流
動性；⑶可作煙化爐所需熔融爐渣的儲存器，解決煙
化爐周期性作業(yè)與鉛鋅密閉鼓風爐間斷放渣之間的
矛盾。
在生產過程中當鼓風爐渣型不好會引起電熱前
床放渣、鉛困難，嚴重時會導致黃渣沉底的工藝故
障，影響鼓風爐生產作業(yè)率。隨著生產的進行，黃渣
層在電熱前床爐膛內越積越厚，大大降低渣鉛分離
效果，因此必須對電熱前床要定期開展黃渣排放工
作，電熱前床黃渣排放生產實踐的應用對穩(wěn)定生產
工藝及綜合回收有價金屬具有重要意義。
２　改造前，排放黃渣方法及存在的弊
端
２．１　電熱前床主要生產工藝條件
⑴爐膛液面總高度不大于１ ３００ ｍｍ，底鉛高度
３００～４００ ｍｍ，黃渣層厚度小于１５０ ｍｍ；⑵爐膛溫度
１ １５０～１ ３８０ ℃；⑶電熱前床爐膛面積２５．１ ｍ２；⑷渣
口高度７００ ｍｍ。
２．２　黃渣對電熱前床生產工藝的影響
黃渣是由砷化物、銻化物等組合而成，砷一般來
源于燒結塊，熔煉時，一部分砷化物（Ｆｅ２Ａｓ，Ｆｅ３ Ａｓ２，
ＮｉＡｓ，ＣＯＡｓ，ＳｂＡｓ，Ｃａ３Ａｓ２）溶解于粗鉛和爐渣中，當
爐料含砷高時，則生成砷冰銅，它是鐵、鎳、鈷和其他
金屬的砷化合物的合金，一般稱黃渣。黃渣溶解鉛、
銀、金、銅。因此它的生成對把金、銀富集于粗鉛是
不利的，黃渣比重為：６～７，熔點比較高，因此黃渣的
生成，往往使電熱前床中鉛與渣分離困難，甚至生成
中間隔層，使電熱前床操作惡化。因物料的成分性
質不同，黃渣的成分變化范圍很大。一般黃渣主要
萬方數(shù)據(jù)
元素是鐵、砷、銻、鉛、鋅等，并含有少量的金銀。黃
渣的熔點隨著含鐵的增多而變高。因密閉鼓風爐常
產出高鐵渣，故黃渣的熔點也較高，使電熱前床的操
作惡化。產出的黃渣部分隨爐渣排出，部分積在電
熱前床中，出現(xiàn)中間隔層時，就會因渣鉛分離不好造
成渣含鉛增高，甚至會出現(xiàn)虹吸口堵塞的情況。因
此，必須有計劃地排放黃渣，黃渣成分見表１。
表１　黃渣成分（ｗ／ ％）
成分Ｐｂ Ｚｎ Ｆｅ Ａｓ Ｓｂ Ｃｕ Ｓｉ
含量０．１５～６．５ ０．６５～６．５ ４３～７４ ６．９～２６ ２．５～４．３ ０．３～１．３ １．２～２．８
２．３　改造前，黃渣排放方法
⑴正常情況排放：發(fā)現(xiàn)黃渣層厚度超１５０ ｍｍ，
則計劃安排排放黃渣，適當提高鉛液面至５００ ｍｍ
左右及提高爐渣溫度由渣口排出黃渣。一般每月需
要排放３ 次。
⑵特殊情況排放：電熱前床黃渣形成結殼時提
高溫度熔化或加黃鐵礦處理。嚴重危害電熱前床正
常運行的是黃渣在床內形成結殼。當床內黃渣積累
較多時，前床溫度稍有降低，黃渣會凝結成半熔融狀
態(tài)或堅硬的隔層，嚴重影響爐內渣鉛分離，使渣鉛過
高或減小爐膛的容積，若黃渣進入放鉛虹吸道，則結
死虹吸道，造成電熱前床生產故障。
生產中通常采用加大電熱前床工作電流，通過
采取升高熔渣溫度來熔化黃渣結殼或者加入黃鐵礦
以降低黃渣的熔點，其主要的反應原理為：黃鐵礦
ＦｅＳ２加熱到６００ ℃ 時，產生分解反應：
２ＦｅＳ２
加熱→２ＦｅＳ＋ Ｓ２
分解得到的元素硫與黃渣中的金屬鐵發(fā)生作
用，有如下反應：
Ｓ（ 氣） ＋２Ｆｅ（渣） ＝ ２ＦｅＳ（渣）
分解和化合生成的ＦｅＳ 進入黃渣中，使其金屬
鐵的含量降低，改變了黃渣的成分，降低了黃渣的熔
點。為了使黃鐵礦與黃渣接觸，在加黃鐵礦前應減
少渣層厚度，同時增大工作電流，進行攪拌和提高爐
溫。黃鐵礦的加入量以黃渣中金屬鐵含量多少而
定。當黃渣熔融后由渣口排除。
２．４　改造前，黃渣排放存在的弊端
⑴排放時，黃渣流動性差、熔點高，比較空易結
干渣溜槽，崗位人員清理勞動強度大。
⑵電熱前床水淬時比較易結水淬溜槽頭部，常
發(fā)生沖炮，炸壞收塵箱及水淬溜槽，增加電霧收塵壓
力和環(huán)保風險，存在安全環(huán)保隱患。
⑶加黃鐵礦會對電熱前床底部和側墻砌體造成
嚴重損傷，另一方面渣面過高，會將黃渣壓入前床虹
吸井內，堵塞虹吸井，造成生產故障。工廠曾發(fā)生過
多次，每次造成停爐２～３ ｄ，損失較大。
⑷黃渣直排含鉛高，還富含鐵、銅、銀等有價金
屬，造成渣含鉛過高，有價金屬流失，不利綜合回收。
見表２ 所示。
表２　黃渣直排時渣樣（ｗ／ ％）
日期試樣名稱Ｐｂ Ｚｎ Ａｇ
２０１４?５?１０ 排黃渣時渣樣２．９０ ５．８８ ０．００５６
２０１４?５?３０ 排黃渣時渣樣２．４１ ６．８５ ０．００３
３　改造后， 排放黃渣的生產實踐和
優(yōu)勢
３．１　電熱前床結構改造
２０１５ 年工廠對電熱前床進行改造，在正常放渣
口夾角４５ °的位置增設了事故放渣口，高度距離電
熱前床拱底８５０ ｍｍ，并用溜槽與主溜槽連接；正常
放渣口距離電熱前床拱底７２０ ｍｍ；在正常放渣口正
對場地安裝黃渣排放圓盤鑄錠機（Φ４ ０００ ｍｍ）；正
常生產時由正常渣口放渣作業(yè)；排放黃渣或事故狀
態(tài)時用高位渣口放渣作業(yè)（圖１）。
３．２　改造后，黃渣排放生產實踐及優(yōu)勢
摸索黃渣排放回收方法，規(guī)范相應操作。當測
量發(fā)現(xiàn)黃渣層厚度超２００ ｍｍ 則計劃安排排放黃
渣，一般每月需要排放４ 次。將黃渣排放工作細分
為準備過程、排放過程、渣鉛分離回收過程以及恢復
生產過程四個階段，用２４ ｈ 分別完成準備、排放和
渣鉛分離回收的工作，班組嚴格按照每個階段的操
作標準執(zhí)行，保證黃渣綜合回收效果。
３．２．１　排放黃渣工作各階段原理與方法
⑴準備階段原理與方法。對電熱前床進行儲
鉛，使爐膛內鉛面由３５０ ｍｍ 提高至５５０ ｍｍ 左右，
期間由事故渣口放渣，不進行放鉛作業(yè)；目的是通過
提高鉛面來使上部黃渣層高度更接近低位放渣口，
有利于從低位渣口直接排除黃渣。同時合理控制電
熱前床電流，保證溫度，確保黃渣層有好的流動性。
準備過程要砌筑好三通流槽的排放黃渣通道；擺放
好活動流槽并清理干凈，確保黃渣排放順暢；將鉛模
在黃渣排放圓盤上擺放好。
８６ 　 　 　 　 　 　 　 　 　 甘　 肅　 冶　 金　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 第３９ 卷
萬方數(shù)據(jù)
圖１　電熱前床改造前后結構對比圖
　?、婆欧劈S渣階段原理與方法。爐膛內鉛面５５０
ｍｍ 左右，在確保渣面９５０ ｍｍ 以下，燒開低渣口開
始排放黃渣。由于鉛流動性比黃渣好，鉛在上部渣
與黃渣層的壓力作用下與黃渣同時流出，通過活動
溜槽進入圓盤上的鉛模進行分離。黃渣比重較鉛
小，浮在鉛液上，裝滿后吊至堆場進行渣鉛分離。在
放黃渣過程中，如果高渣口流量過小可堵上；但渣面
必須控制在９５０ ｍｍ 以下；隨著黃渣的逐漸排出，渣
口就會流出正常渣爐渣與黃渣，當全出正常爐渣時
說明熔融可排黃渣已經排放完畢，便可將渣口堵上，
結束排黃渣作業(yè)。
⑶分離回收渣鉛原理與方法。鉛模中裝滿黃渣
和粗鉛，由于比重不同粗鉛在下部，黃渣浮在鉛液
上，黃渣熔點高先冷結為固體，鉛仍為液體時進行吊
脫分離，分離吊出黃渣結塊放入指定渣包內，鉛留在
模內，待正常放鉛作業(yè)時繼續(xù)填充鑄錠后送電解工
序；回收的黃渣含銅高可送電解反射爐處理。
⑷排放后恢復正常生產方法。黃渣排放完畢
后，立即準備正常放鉛、放渣作業(yè)；電熱前床鉛面在
３５０ ｍｍ 左右時恢復低渣口放渣作業(yè)，堵上高位渣口
進入正常生產模式。
３．３　改造后黃渣排放回收優(yōu)勢
對比前床渣含鉛鋅，改進后的電熱前床對鼓風
爐爐渣進行渣鉛分離更好，有效降低爐渣含鉛，對比
２０１４ 年與２０１６ 年系統(tǒng)排黃渣時爐渣成分，可以看
出，改進方式后的前床所產爐渣含鉛比沒有經過改
進的前床爐渣含鉛降低了１．５％（表３）。
表３　黃渣分離回收改進前后渣樣對比（ｗ／ ％）
時間試樣名稱Ｐｂ Ｚｎ Ａｇ
２０１４?５?１０ 改進前渣樣２．９０ ５．８８ ０．００５６
２０１４?５?３０ 改進前渣樣２．４１ ６．８５ ０．００３０
２０１６?８?９ 改進后渣樣１．０４ ６．７５ ０．００５５
２０１６?８?２０ 改進后渣樣１．２７ ６．２５ ０．００８９
改進后對比有以下優(yōu)點。
⑴接通過短溜槽進入大鉛模進行渣鉛分離，解
決原由于流動距離長易結干渣溜槽，清理勞動強度
大的難題。
⑵解決水淬時黃渣易結水淬溜槽頭部，易發(fā)生
爆炸問題，排除安全環(huán)保隱患。
⑶由于定期高鉛面排黃渣，有效控制黃渣在電
熱前床的積累；同時高渣口的設置，使事故狀態(tài)可進
行正常放渣，不會造成高渣面迫使黃渣進入虹吸道
堵塞虹吸井，造成放鉛困難故障；實踐近一年未使用
黃鐵礦來排黃渣，避免以前使用黃鐵礦對電熱前床
底部和側墻砌體造成嚴重腐蝕。
　?、入姛崆按颤S渣綜合回收，改善電熱前床內渣
（下轉第９１ 頁）
第２ 期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 陳紹剛，等：電熱前床黃渣綜合回收生產實踐　 　 　 ８７
萬方數(shù)據(jù)
現(xiàn)結垢嚴重立即外委高壓水射流設備進廠清理。
⑼煤氣洗滌系統(tǒng)除氟。
①制定洗滌機崗位除氟操作注意事項，規(guī)范崗
位操作，增強除氟力度，確保煤氣洗滌系統(tǒng)水中氟離
子濃度達到既定目標。
②技術科定期對濁循環(huán)和廠西水進行取樣檢
測，掌握氟離子濃度變化，及時調整除氟劑投加量，
提高藥劑使用效率。
４　改進后效果
全面實施石灰除氟的措施后，煤氣洗滌系統(tǒng)水
中氟離子濃度基本都能達到３００ ｍｇ／ Ｌ 以下的既定
目標，動力車間再也沒有因氟離子濃度高而堵塞
濾膜。
ＩＳＰ 濁循環(huán)系統(tǒng)經過完善和改進后，各設備運
行平穩(wěn)、故障率低、操作簡單，完全滿足了車間生產
對水處理系統(tǒng)的各種要求。且完善和改進后的各設
備，其維護和維修成本相較以前大幅度降低，產生了
可觀的經濟及社會效益。
５　經濟效益
節(jié)支總額達１６２．４４ 萬元／ 年，分述如下。
５．１　年節(jié)省電量、藥劑費用
⑴以前７５ ｋＷ 電機２４ ｈ 不間斷運行，現(xiàn)在３０
ｋＷ 電機每天運行８ ｈ，以年生產時間３００ ｄ 計算。
年節(jié)省電量＝ ７５×２４×３００?３０×８×３００ ＝ ４６８ ０００
ｋＷ／ ｈ
按廣東省平均工業(yè)電價０．８ 元／ 度計算，年節(jié)省
電費＝４６８ ０００×０．８＝３７．４４ 萬元
⑵改為石灰除氟后替代原液堿（不除氟，用以
調ｐＨ 值），降低費用３０ 萬／ 年。
５．２　延長設備使用壽命９０ 萬元
⑴過濾膜價值約１５０ 萬元，正常使用壽命２ 年，
氟離子濃度高造成濾膜常常堵塞，濾膜使用壽命縮
短至不足１ 年，氟離子降低后挽回經濟損失約７５
萬元。
⑵減少氟離子對降膜蒸發(fā)器的腐蝕，延長一倍
壽命，降膜蒸發(fā)器價值約３０ 萬元，挽回經濟損失１５
萬元。
５．３　備品備件費用
⑴新購濃密機加安裝費用共計２５ 萬元。
⑵各項設備改進后年節(jié)省備品備件費用共計
３０ 萬元。
第一年即產生直接經濟效益＝ ３７．４４＋３０?２５ ＝
４２．４４ 萬元。
５．４　經濟效益
　　⑴從２０１５ 年起則每年產生直接經濟效益＝ ６７．
４４ 萬元。
　?、崎g接經濟效益：確保了車間水處理系統(tǒng)的正
常運行，從而保證了車間工藝生產的有序進行。
６　結語
采用投加石灰的方式除氟，效果好、成本低、不
增加其它離子污染、易操作，可以在相近行業(yè)推廣；
采用藥劑水處理方法減少結垢和高壓水射流清理結
垢法適合在ＩＳＰ 煤氣洗滌系統(tǒng)使用；同時系統(tǒng)的設
備選型及改進可供重金屬行業(yè)含重金屬的蘭粉濃漿
及其他污水的輸送參考。
收稿日期：２０１７?０３?１０
作者簡介：李　光，男，工程師，２００７ 年畢業(yè)于江西理工大學。現(xiàn)從
事工藝技術管理相關工作。
（上接第８７ 頁）
鉛分離效果，有效降低水淬渣含鉛，防止有價金屬流
失，有利綜合回收有價金屬，按月平均回收金屬鉛
１１ ｔ，一年可回收：鉛＝ １１ ｔ×１２ 月＝ １３２ ｔ；回收黃渣
月平均２２ ｔ，一年可回收：黃渣＝２４ ｔ×１２ 月＝２６４ ｔ。
４　結語
電熱前床黃渣綜合回收生產實踐，通過對改造
爐窯結構、進一步探索黃渣與粗鉛分離排放方式，最
終摸索出一套行之有效的黃渣綜合回收操作辦法。
不但有效分離回收黃渣中機械夾帶的粗鉛，改善渣
鉛分離效果，有效預防了黃渣進入放鉛虹吸道結死，
造成電熱前床放鉛困難生產故障的發(fā)生。同時達到
回收鉛和富含有價金屬黃渣的目的，實現(xiàn)年回收鉛
１３０ ｔ 以上，富含有價金屬黃渣２６０ ｔ 以上，獲得較好
的經濟效益，可在同行業(yè)中推廣應用。
參考文獻：
［１］　鉛鋅冶金學編委會．鉛鋅冶金學［Ｍ］．北京：科學出版
社，２００３：１６０
收稿日期：２０１７?０３?１０
作者簡介：陳紹剛，男， ２０００ 年畢業(yè)于中南大學，工程師?，F(xiàn)從事生
產、工藝技術管理等相關工作。
第２ 期

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