东能卓环优势技术-富氧侧吹熔池熔炼技术的应用

一、富氧侧吹熔池熔炼技术介绍 

 1、技术起源

      富氧侧吹熔池熔炼技术源自前苏联上世纪七十年代开发的瓦纽科夫法，国内在瓦纽科夫法的基础上对炉型结构、过程控制、风嘴结构等进行了深入研究及多项工业化试验，已推广至铜、镍、铅、锌渣、锑、铋以及有色金属综合回收领域的应用，取得了良好的应用效果。

2、炉型结构 

3、风嘴结构

       风嘴包括常规富氧风嘴和多介质喷枪，常规富氧风嘴仅喷入富氧空气，多介质喷枪可以向炉内喷入富氧空气的同时喷入天然气、粉煤、硫化剂等介质。

4、技术原理

       富氧强化熔炼技术显著特点在于通过炉身两侧的一次风嘴向炉内熔体一定高度鼓入富氧空气，熔体在富氧空气作用下强烈搅动，强烈搅动使熔体实现了很好的传热和传质过程：一方面是熔体与加入的物料之间，另一方面是熔体与鼓入的富氧空气之间。向炉内加入的物料在强烈搅动的熔体作用下快速分散、熔化并完成反应。风嘴以上区域为熔炼反应区域，风口以下为澄清分离区域。

5、技术特点 

二、富氧侧吹技术的应用 

1、铜镍冶炼

          瓦纽科夫在俄罗斯用于铜冶炼、铜镍冶炼已经有几十年的历史了，工艺相对成熟可靠。喀拉通克铜镍矿位于新疆富蕴县，是新疆境内第一家集采、选、冶于一体的综合性企业。

       为提高装备技术水平、增强竞争力，采用富氧侧吹工艺对鼓风炉系统进行技术改造升级，并将产能扩建为水淬高冰镍镍金属量10000t/a，项目于10年底建成投产，富氧侧吹炉面积为20平方，目前已经稳定运行十多年了。

2、熔炼锌浸出渣

       锌浸出渣属于危险废物，含有部分有价金属，必须进无害化资源化话处理。锌浸出渣、熔剂、煤按一定比例配料通过计量皮带加入富氧侧吹熔化炉内进行熔化，熔化渣经过溜槽间断放至烟化炉进行烟化挥发，易挥发的金属锌、铅、铟等进入烟气，通过余热锅炉、收尘回收。

3、用于铜冶炼

       基于富氧侧吹熔池熔炼工艺本身的特点和优势，该工艺不断被行业认可，越来越多铜冶炼企业选择富氧侧吹工艺。国内有多家大型铜冶炼企业采用富氧侧吹工艺，熔炼炉直接产出白冰铜，熔炼渣选矿。

       赤峰云铜年产40万吨阴极铜项目采用富氧侧吹工艺，年处理铜精矿约180万吨，熔炼与吹炼按两套系统设计和建设。

4、用于铅冶炼

       富氧侧吹氧化+富氧侧吹还原+烟化，原料经配料制粒后直接送入富氧侧吹氧化炉进行氧化熔炼，氧化渣经溜槽连续进入富氧侧吹还原炉，还原炉渣通过溜槽流入烟化炉进行烟化挥发，产出次氧化锌烟尘和弃渣。

      氧化炉可以同时搭配处理锌浸出渣，实现协同冶炼，企业效益最大化。对于再生铅冶炼，可采用单台富氧侧吹还原熔炼

三、富氧侧吹熔炼红土镍矿

1、高炉工艺

1）原料适应性差，难以生产中镍和高镍产品，镍品位低、硫磷等杂质含量高；

2）渣量大、炉缸铁水温度低与铁水流动性差，渣铁分离困难；

3）焦炭消耗量大、能耗高；

4）红土矿中Cr2O3由于熔点高，造成炉渣黏度过大，不利于对流传热与传导传热，从而导致炉缸铁水的温度更低，进一步影响铁水流动性；

2、回转窑-电炉熔炼法

RKEF目前已是世界范围内冶炼生产镍铁的主流工艺。

主要优点是：

1）工艺成熟，可实现大规模生产；

2）镍铁产品质量优良，可用于中高档不锈钢生产；

3）原料适应性强，各种类型红土镍矿均可处理；

RKEF工艺投资大、能耗高，仅适合于电力丰富地区。

3、回转窑粒铁法

     回转窑粒铁工艺处理红土矿生产镍铁，也称大江山。

     该工艺的最大优点是：流程短、能耗低、以煤作为燃料和还原剂、生产成本低。

      该工艺也存在工艺条缺点：操作条件苛刻，难于操作，生产过程中极易形成窑内结圈，耐火材料使用周期短。上述不足限制了该工艺的推广应用。

4、RKBF工艺简介

       RKBF工艺:红土镍矿经过干燥，干燥至含水25%左右，干燥后的物料经配料送RK预热焙烧窑，RK预热焙烧窑出口物料直接加入BF熔池熔炼炉进行还原硫化熔炼产出低冰镍，BF熔炼炉高温烟气通过烟道直接进入RK预热焙烧窑加热物料，RK预热焙烧窑不足热量由粉煤燃烧提供。

      RKBF工艺优势：流程短、原料适应性强、能耗低、自动化程度高、投资省。以煤作为燃料，适合于电力紧缺地区。

四、富氧侧吹熔炼低冰镍

1、用于高冰镍冶炼

      目前，低冰镍吹炼大多采用传统的P-S转炉，主要存在：低空污染严重，二氧化硫浓度波动较大，吹炼热态料，难以冷料单独运行，P-S转炉炉衬使用周期短，尤其是风口区耐火材料。

      低冰镍富氧侧吹炼生产高冰镍工艺：该工艺自动化程度高、现场作业环境好，烟气稳定、SO2浓度高有利于制酸，吹炼系统可以脱离熔炼系统冷料独立运行，炉体运行周期长，镍钴回收率高。该工艺还可用于镍矿直接生产高冰镍。

五、富氧侧吹处理含铜污泥

1、鼓风炉工艺

       鼓风炉熔炼工艺存在的问题：鼓风炉工艺投资相对较省、操作简单，但是该工艺存在环保效果差、能耗高、自动化程度低、劳动强度大、劳动环境恶劣、生产规模小，原料适应性差，容易死炉等一系列问题，已属于国家落后淘汰工艺。随着国家对环境保护要求的不断提高，现有生产企业难以满足环保要求。

2、富氧侧吹处理危废

      富氧侧吹处理含铜污泥：含铜污泥经过干燥，干燥后污泥与熔剂、还原剂加入富氧侧吹炉内进行还原熔炼，产出冰铜、熔炼渣，冰铜间断放出，炉渣经溜槽放入电热前床。

      富氧侧吹处理含铜污泥工艺：备料简单，干燥后污泥不用制砖；燃料可选用天然气或粉煤；自动化程度高，劳动强度低；炉体全密封好、现场环境好；熔炼高温烟气通过余热锅炉回收余热，降低系统能耗；可实现大规模生产。