1. 概述
江铜贵溪冶炼厂一系统闪速炉熔炼有两套铜精矿干燥系统，一套是一期工程从日本引进的三段式气流干燥系统，干燥能力为140t/h，另一套是1999年从挪威引进的固定式蒸汽干燥系统，设计干燥能力为70t/h，可满足年产30万吨矿铜的需求，但是随着国家环保要求的提高，以及江铜创建资源节约、环境友好型企业的需要，原有的两套干燥系统其技术已趋落后，存在烟气排放超标、能耗高、维护成本高，不符合国家环保和能源政策，具体情况如下：
1)原有气流干燥系统以燃烧重油为热能，不可避免地造成干燥烟囱中SO的排放超标，同时也会造成大量的铜精矿流失，无法达到2010年9月国家颁布了新的《铜、镍、钴工业污染物料排放标准》(GB25467-2010的)排放要求。
2)原有固定式蒸汽干燥机自投入运行以来，故障频发、盘管磨损严重，长期在低负荷状态下作业，目前干燥能力只有40t/h，达不到70t/h设计能力，维护成本居高不下。
3)一系统透平发电机原为过热蒸汽发电机，已运行20余年，设备性能明显下降，所需零部位采购困难，维护成本较高，加上余热锅炉产出的饱和蒸汽需要经过过热炉燃烧重油，加热成过热蒸汽后才可以透平发电，造成能耗上升，以及大量的SO的排放，产生环境污染。
为满足国家环保排放要求，优化工艺流程，达到节能、减排、降耗的目标，需要对原有的两套铜精矿干燥系统进行改造。
2. 新工艺流程介绍
随着技术的进步与发展，蒸汽干燥技术和饱和蒸汽发电技术已日趋成熟，本次改造方案力求先进、稳妥和可靠，其主要内容为：新建一台220t/h的回旋式蒸汽干燥机系统，取代原有的气流干燥和蒸汽干燥系统，同时将原有的过热蒸汽发电机组改为饱和蒸汽发电机组。具体简述如下：
铜精矿、石英砂、渣精矿按闪速炉入炉混合精矿成分的要求自动配比后，通过胶带运输机运输至新建的蒸汽干燥系统。为进一步除去精矿中的杂物，配料工序配置了一台电磁铁和振动筛。为保证配料精度采用了计算机在线控制的自动配料系统。
新建的蒸汽干燥机处理能力为 220t/h，热源来自于新建的饱和蒸汽发电机组，即闪速炉和转炉余热锅炉产出的饱和蒸汽先直接进入透平发电机组，从透平发电机组抽出1.3 MPa 背压蒸汽作为蒸汽干燥机的热源，将含水约 8.0~10%的混合铜精矿一步干燥到水分低于0.3%。干燥过程产生的烟气，经布袋收尘后，含尘浓度小于50mg/Nm3的烟气由排风机引出后放空。
干燥后的混合铜精矿温度约115℃，利用重力自流至干燥机尾部出料仓，由回转阀将干矿连续均匀的带入新建的干矿回旋筛(筛分能力为200t/h)内，回旋筛进一步筛除干矿中的粗料(如鹅卵石、块状精矿)和稻草等，筛分后的粉矿通过溜槽流入到新建的空气提升机系统(输送能力为200t/h)，被垂直输送到51米高的楼面，楼面的收尘系统包括扩散沉尘室，旋风收尘器和布袋收尘器，含尘烟气经布袋收尘后，由排风机排空。收集下来的干矿由溜槽流入到新建的风动溜槽系统(输送能力为200t/h，输送距离约为50米),最终干矿流入到闪速炉顶部的干矿仓内。工艺流程见图1。
图1 铜精矿干燥及输送工艺流程
3.试生产实践
新建的蒸汽干燥系统于2013年5月投入试运行，一次性投产成功，可满足闪速熔炼年产30万吨矿铜的需求。主要运行参数见表1。
表1 蒸汽干燥机主要运行参数
在试生产过程中，蒸汽干燥机、空气提升机和风动溜槽等系统运行比较正常，主要性能与技术参数均可以达到设计要求， 只有干矿回旋筛运行不太正常，主要表现在筛孔易堵塞，粗料返料溜槽内夹带着大量的粉矿，粉矿易泄漏，污染环境，这主要是回旋筛处理能力未达到设计值(设计筛分能力为200t/h，最大250t/h)，回旋筛筛孔采用了7*7mm的板孔。改进思路主要着眼于适当加大筛孔尺寸、改进筛孔的结构和分布。
4.技术特点
本改造方案主要着眼于优化工艺、节能减排，前期做了大量的调研和对比工作，包括厂房的选址与布局，干燥能力的选择、物料输送方式的选择，最终形成了贵冶独一无二的铜精矿干燥与输送工艺。该方案技术成熟、可靠、先进，融入了许多技术创新点。
1)回旋式蒸汽干燥机处理能力为220t/h，为目前国际上正在运行的最大蒸汽干燥机;
2)蒸汽干燥系统取代气流干燥系统，采用余热锅炉的蒸汽作为热源，每年可减少原热风炉重油消耗7700多吨，有利于减轻环境污染，充分利用能源;
3)用饱和蒸汽发电机取代现有的过热蒸汽发电机，将余热锅炉产生的高压饱和蒸汽(4.2Mpa)直接用于透平发电，然后将背压排出的1.3Mpa饱和蒸气用于铜精矿干燥，多余的蒸气减压后并入低压管网，用于生产、生活。这样余热锅炉产生的高压饱和蒸汽就不需要过热，原有的过热器和再热器可以拆除，每年可减少重油消耗6400多吨，同时余热锅炉产生的高压饱和蒸汽优先用于透平发电，实现能源利用的最大化。多余的蒸汽减压后并入低压管网，可以大大减少低压锅炉的用煤量，真正达到节能减排的目标。
4)把空气提升机与风动溜槽系统组合起来，用于输送干矿，在铜冶炼行业为首创。当前干矿输送普遍采用正压仓泵输送，其输送压力达到了0.5MPa±，因铜精矿中混有熔剂石英沙，对管道和设备磨损非常严重，精矿容量出现泄漏现象，带来环境污染和铜精矿的流失。空气提升机系统的输送压力为40KPa±，用于垂直输送干矿，输送高度达51米，风动溜槽内的风压为8.5KPa±，用于水平输送干矿，输送距离约50米，这样的组合输送物料方式虽然投资大，但由于输送压力特别小，磨损程度低，设备使用寿命非常长，日常维护和检修成本极低，不容量出现铜精矿泄漏现象。
5)把回旋筛引用到干矿的筛分，此为铜冶炼行业首创。铜精矿经蒸汽干燥机干燥后，通过回旋筛筛分后，再流入到空气提升机和风动溜槽输送系统，这样可以避免大块物料，如鹅卵石、块状精矿和稻草等杂物进入下道工序。贵冶熔炼二系统空气提升机之前由于没有配置干矿回旋筛，每二天就需要打开空气提升机人孔，清理其内部格栅上的蛇皮袋与鹅卵石等，清理一次最少费时30分钟，降低了蒸汽干燥机作业率，同时清理空气提升机时，粉矿外泄，污染环境，此外仍有一些蛇皮袋丝条与细铁丝穿过空气提升机格栅，进入精矿喷嘴，易造成精矿喷嘴分散锥堵塞，反应塔内精矿偏流，影响闪速炉炉况，因而需要定期(一般为每小时一次)人工清理精矿喷嘴进料溜槽。配置干矿回旋筛后，可一并解决贵冶二系统出现的这些问题，可改善闪速炉的炉况。
5.结束语
铜精矿干燥与输送技术在不断地发展与完善，适应了闪速炼铜工艺对节能、减排和环境保护的要求，特别是蒸汽干燥工艺，与传统的干燥工艺相比，在节能与环保方面有着明显的优越性，具有积极的推广价值。
声明：
“江铜贵溪冶炼厂闪速熔炼铜精矿干燥及输送系统改造” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：江西铜业集团
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2024年07月25日 ~ 27日 
