鉬鐵冶煉新技術(shù)新設(shè)備探析,冶金工程論文

鉬鐵冶煉新技術(shù)新設(shè)備探析,冶金工程論文內(nèi)容摘要：本文從原料配方、配料方式、冶煉裝置、尾氣回收等方面介紹了鉬鐵綠色冶煉技術(shù)的最新進(jìn)展，對推動我們國家鉬鐵冶煉技術(shù)升級與應(yīng)用具有示范和引領(lǐng)作用。本文關(guān)鍵詞語：鉬鐵;焙燒鉬精礦;無氟無硝;智能配料;自動化冶煉;粉塵回收;LATESTPROCESSINGREENSMELTINGTECHNOLOGYOFFERROMOLYBDENUMTANGJun-liWUHong-xuCUIYu-qingXIShaCAOWei-chengJinduichengMolybdenumCo.,Ltd.Abstract：Inthispaper,thelatestprogressingreensmeltingtechnologyofferromolybdenumisintroducedfromtheaspectsofrawmaterialformulation,batchingmethod,smeltingequipmentandtailgasrecovery.IthasademonstrationandleadingroleinpromotingtheupgradingandapplicationofferromolybdenumsmeltingtechnologyinChina.0引言綠水青山就是金山銀山，為進(jìn)一步加強對環(huán)境的保衛(wèi)，全國人大常委會第二十五次會議通過的(中國環(huán)境保衛(wèi)稅法〕，自2021年1月1日起施行[1]，把資源消耗、環(huán)境損害、生態(tài)效益等具體表現(xiàn)出生態(tài)文明建設(shè)狀況的指標(biāo)納入經(jīng)濟(jì)社會評價體系，建立具體表現(xiàn)出生態(tài)文明要求的目的體系、考核辦法、賞罰機制。強化污染減排目的責(zé)任考核。對排放污染造成嚴(yán)重后果的，依法追查刑事責(zé)任，讓違法者付出沉痛代價[2]。企業(yè)要持續(xù)發(fā)展，必須遵守國家環(huán)保政策，防治污染。在當(dāng)下生態(tài)環(huán)境新政下，企業(yè)要對社會、人類負(fù)責(zé)，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，實行綠色生產(chǎn)，引進(jìn)低能耗、低污染的工藝設(shè)備代替高能耗、高污染的工藝設(shè)備，解決生產(chǎn)經(jīng)過中的三廢污染問題，要走低污染、無污染的道路，保衛(wèi)人民生命健康、保衛(wèi)生態(tài)環(huán)境。鉬鐵作為鉬工業(yè)第一大鉬爐料產(chǎn)品，主要用于鋼鐵工業(yè)，它的生產(chǎn)量占鉬工業(yè)經(jīng)濟(jì)70%～80%以上，具有舉足輕重的作用。鉬鐵冶煉一直沿襲上世紀(jì)七八十年代工藝設(shè)備，很多中小企業(yè)還是粗放式生產(chǎn)，存在著工藝落后造成產(chǎn)能低、自動化程度低下、勞動強度大、污染嚴(yán)重等問題，本文將從原料配方、配料方式、冶煉裝置、尾氣回收等方面介紹鉬鐵綠色冶煉的新技術(shù)、新方式方法和新設(shè)備，對推動我們國家鉬鐵冶煉最新技術(shù)升級與應(yīng)用具有示范和引領(lǐng)作用。1鉬鐵冶煉原理傳統(tǒng)的鉬鐵冶煉是以Si-Al熱復(fù)原法為主要生產(chǎn)工藝，也稱爐外法冶煉工藝。根據(jù)氧化復(fù)原反響原理，采用復(fù)原劑SiFe、Al粉把焙燒鉬精礦(MoO3、MoO2)復(fù)原成Mo、Fe金屬。復(fù)原經(jīng)過中釋放出大量反響熱，利用這部分熱量熔化爐渣，并使之與鐵錠分離，生產(chǎn)出鉬鐵。發(fā)生的主反響有:副反響有鐵氧化物的復(fù)原、造渣等:2污染物來源鉬鐵要發(fā)生復(fù)原反響，必須保證足夠的熱值，當(dāng)熱量低時，反響速度緩慢，反響時間長，出現(xiàn)熔煉冷經(jīng)過，反響不徹底，渣鐵不易分離，回收率低。鋁、硅是主要化學(xué)反響熱量的提供者，由于在配料經(jīng)過中，一些配入的焙燒鉬精礦原料中鉬檔次低，雜質(zhì)大，加之開場需要激發(fā)反響熱動能，因此為了增加并補充熱量，生產(chǎn)中經(jīng)常參加強氧化劑硝石(NaNO3)[3]，發(fā)生如下反響放出熱量:反響除NO外，還會放出NO2、NOx等大量刺鼻氮氧化物廢氣，對環(huán)境污染嚴(yán)重，是主要污染物之一。生產(chǎn)中為了降低渣粘度，還參加螢石(CaF2)以利于造渣，發(fā)生如下反響:反響會放出刺鼻氟化物白色煙霧，對環(huán)境污染嚴(yán)重，是生產(chǎn)主要污染物之一。除此之外，在冶煉經(jīng)過中，焙燒鉬精礦中氧化鉬遇高溫升華，產(chǎn)生大量粉塵，也是污染物之一。渣、鐵冷卻分離后，大量的玻璃爐渣成為主要的固體廢棄物，堆存占用作業(yè)場地并無法再次進(jìn)行利用。從以上能夠看出，鉬鐵冶煉中主要的污染物有:廢氣(氮氧化物、氟化物、粉塵等)、廢渣(玻璃渣等)，需及時處理，防止污染環(huán)境。在綠色經(jīng)濟(jì)、綠色工業(yè)背景下，開展鉬鐵綠色冶煉新技術(shù)、新方式方法、新設(shè)備的研究與推廣迫在眉睫。3鉬鐵冶煉新技術(shù)新設(shè)備3.1原料配方傳統(tǒng)鉬鐵原料有:焙燒鉬精礦、硅鐵、鋁粉、硝石、螢石以及鋼屑、鐵磷。由表1分析可知，硝石、螢石產(chǎn)生氮氧化物、氟化物廢氣，因而新工藝拋棄硝石，采用生石灰(CaO)取代螢石，徹底避免氟污染，且生石灰價格低廉，易于采購，可降低原材料成本[4,5]。新舊配方所用原輔料比照見表1。表1鉬鐵原料配方所用原輔料比照新配方分析:隨著多膛爐技術(shù)發(fā)展，生產(chǎn)出的焙燒鉬精礦檔次較高(Mo52%～55%),MoO3含量高，配料得到的熱效應(yīng)較高，不像過去反射爐、回轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的焙燒鉬精礦檔次低，MoO3含量低，配料得到的熱效應(yīng)低，因而減少甚至不再需要硝石補充熱量;生石灰為堿性氧化物，不僅能夠調(diào)節(jié)爐渣酸堿度(爐渣Al2O3SiO2主要為酸性)，而且降低爐渣粘度，使?fàn)t渣變稀，有利于渣鐵分離，提高了鉬鐵質(zhì)量和鉬鐵回收率，除此之外還能夠起到部分脫硫作用。經(jīng)太多次試驗，得到了合格鉬鐵錠，在某大型工廠得到應(yīng)用，無氮氧化物、氟化物廢氣排放，生產(chǎn)環(huán)境干凈整潔(見圖1)。圖1鉬鐵生產(chǎn)現(xiàn)場3.2智能配料系統(tǒng)鉬鐵生產(chǎn)點火前，必須對表1所述的原料進(jìn)行配料和混料，一旦點火發(fā)生，外部無法添加物料。因而要求配料準(zhǔn)確且混料均勻，假如配料不準(zhǔn)確或混料不均勻都會影響冶煉經(jīng)過中氧化復(fù)原反響和熱平衡，導(dǎo)致爐況穩(wěn)定性差，降低鉬的回收率。傳統(tǒng)鉬鐵原料配料工序依靠技術(shù)員經(jīng)歷體驗配料，將物料經(jīng)磅秤稱量后放入混料機內(nèi)混合，然后將混勻物料放入料斗吊運至爐筒，放料進(jìn)行冶煉。配料經(jīng)過中存在人工稱量不精到準(zhǔn)確，計算繁瑣、勞動強度大，混料不勻等問題。智能配料系統(tǒng)是一種基于數(shù)據(jù)庫的高效配料系統(tǒng)，能夠精到準(zhǔn)確計算冶煉不同規(guī)格鉬鐵所用的各種原料數(shù)量，使配方設(shè)計愈加全面、愈加優(yōu)化、愈加科學(xué)，杜絕人為失誤?？蓪崿F(xiàn)精到準(zhǔn)確配料和均勻混料，自動化程度高、操作簡單、運行可靠、收塵效果良好。智能配料系統(tǒng)[6]包括:加料單元(又分為兩個單元，包括加料斗、螺旋輸送機、斗式提升機、輸運機)、原料倉(生石灰倉、鐵磷倉、鋼屑倉、鋁粉倉、硅鐵倉、焙燒鉬精礦倉)、帶式輸送機、計量倉、V型混料機、冶煉爐、控制系統(tǒng)等。示意圖見圖2。圖2智能配料系統(tǒng)示意圖主輔料采取地面上料的方式，通過叉車分別將鋼屑、石灰和鐵鱗參加到布置有第一收塵罩的第一加料斗內(nèi)，經(jīng)過第一螺旋輸運機送至第一斗式提升機中，再經(jīng)第一斗式提升機提升至廠房上部，在運輸經(jīng)過中確保每次只運輸一種物料，同時通過叉車分別將焙燒鉬精礦、硅鐵粉和鋁粉參加到布置有第二收塵罩的第二加料斗內(nèi)，經(jīng)過第二螺旋輸送機送至第二斗式提升機中，再經(jīng)第二斗式提升機提升至廠房上部，同樣確保在運輸經(jīng)過中每次只運輸一種物料。華而不實，第一收塵罩和第二收塵罩與袋式除塵器相連。接著通過第一輸送機將石灰、鐵鱗和鋼屑參加到各自的原料倉內(nèi)，通過第二輸送機將鋁粉、硅鐵粉和鉬精礦參加到各自的原料倉中。各原料倉底部設(shè)有稱重模塊，控制系統(tǒng)的主控室內(nèi)動態(tài)顯示各種原輔料儲量。原料倉下部設(shè)置自動調(diào)節(jié)的高精度失重秤，根據(jù)設(shè)定的生產(chǎn)配方自動調(diào)整每爐鉬鐵各組分的參加量，失重秤自動將各組分送至封閉的膠帶輸送機，通過封閉的膠帶輸送機送入裝有稱重模塊的緩沖計量倉，緩沖計量倉底部安裝氣動閥門，當(dāng)配料量符合入爐要求后，氣動閥門自動開啟，爐料卸入V型混料機內(nèi)，根據(jù)設(shè)定時間在V型混料機內(nèi)充分混合后自動卸料，通過封閉的膠帶輸送機參加到冶煉爐筒內(nèi)，冶煉爐筒上部配有可伸縮的密封罩，防止加料經(jīng)過中粉塵外溢。配料混料采用系統(tǒng)聯(lián)鎖主控室操作，生產(chǎn)工藝參數(shù)可在線調(diào)整，全經(jīng)過實現(xiàn)自動控制、連續(xù)配料，已在某大型工廠得到應(yīng)用。3.3自動化冶煉系統(tǒng)鉬鐵冶煉裝置主要由爐筒、煙罩組成，物料在爐筒內(nèi)發(fā)生劇烈反響，放出的煙霧由煙罩收集排出。一般采用固定式沙窩或移動式平車冶煉爐冶煉。固定式沙窩冶煉是先在地面做好沙窩，然后在沙窩上放置爐筒，用吊車將混合好的原料放置爐筒內(nèi)點火冶煉，冶煉完起鐵后重新做沙窩，進(jìn)行下一爐冶煉，冶煉一爐大約需要8～10h，一個沙窩一天最多冶煉兩爐鉬鐵，生產(chǎn)效率低。移動式平車冶煉爐冶煉是人工推動平車冶煉爐，做一批沙窩，點火冶煉，等一批冶煉全部做完后，返回統(tǒng)一做下一批沙窩，進(jìn)行下一次冶煉，效率低，設(shè)備笨重，消耗人力。國外先進(jìn)的冶煉設(shè)備，爐筒或煙罩為移動式，可實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，降低勞動強度。國內(nèi)某大型工廠消化吸收改良的冶煉設(shè)備為環(huán)形軌道系統(tǒng)[7]，鉬鐵冶煉在室內(nèi)廠房操作，拋棄過去粗放式直接與大氣接觸，廠房室內(nèi)分為若干功能區(qū)，地下設(shè)有環(huán)形軌道槽，槽內(nèi)有二條環(huán)形軌道，外側(cè)邊緣依次布置沙窩區(qū)、加料區(qū)、冶煉區(qū)、排渣區(qū)、冷卻區(qū)。內(nèi)側(cè)環(huán)形軌道有遙控軌道車，遙控軌道車上放置冶煉爐、沙箱以及煙罩，遙控軌道車上依靠電動機驅(qū)動，在環(huán)形軌道溝的側(cè)壁上設(shè)有動力電源線，電動機的接線通過滑觸頭與動力電源線滑動接觸，每個冶煉爐完成上一爐冶煉后沿環(huán)形軌道均可依次單獨進(jìn)行下一爐冶煉操作，生產(chǎn)效率高，勞動強度低，可實現(xiàn)自動連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)作業(yè)場所有序、干凈、整潔。自動化冶煉系統(tǒng)示意圖見圖3。圖3自動化冶煉系統(tǒng)示意圖工作時，首先控制遙控軌道車沿環(huán)形軌道順序移至沙窩區(qū)，進(jìn)行做沙窩，做好沙窩后將軌道車遙控進(jìn)入加料區(qū)，加料系統(tǒng)參加混合好的原料，然后進(jìn)入冶煉區(qū)，在煙罩下方進(jìn)行點火冶煉，冶煉完成后軌道車進(jìn)入排渣區(qū)，鎮(zhèn)靜后沿排渣口放出爐渣，再將軌道車進(jìn)入冷卻區(qū)冷卻、起鐵，完成后又進(jìn)入沙窩區(qū)，一個循環(huán)完成。由于冶煉爐和冶煉沙箱上下布置且放置在遙控軌道車上，使冶煉沙箱和冶煉爐能夠沿加料區(qū)、冶煉區(qū)、排渣區(qū)、冷卻起鐵區(qū)和沙窩區(qū)做電動環(huán)形運行，整個冶煉經(jīng)過每個冶煉爐依次進(jìn)行，極少人工操作，自動化程度高，每個冶煉爐完成上一爐冶煉后沿環(huán)形軌道均可依次單獨進(jìn)行下一爐冶煉操作，生產(chǎn)效率提高一倍，工人勞動強度降低一半，可實現(xiàn)自動連續(xù)生產(chǎn)。3.4破碎系統(tǒng)鉬鐵破碎是構(gòu)成產(chǎn)品的最后一道工序，也是重要的工序，對成品率起關(guān)鍵作用，提高成品率、降低鉬鐵粉末占比是工廠企業(yè)追求的目的。破碎前鐵錠冷卻一般采用水淬，但由于安全性，現(xiàn)采用安全降溫新技術(shù)，提高鐵錠脆性，大大降低鉬鐵破碎碎末的占比率，有效地提高了鉬鐵生產(chǎn)合格量。破碎一般采用兩級破碎方式，初級破碎用挖機式液壓沖擊錘，二級破碎采用鄂式破碎機破碎至一定粒度，兩級破碎的方式方法，產(chǎn)生鉬鐵粉末的量較大，因此增加了鉬鐵粉末的回爐現(xiàn)象，加大了生產(chǎn)成本。某大型工廠與東北大學(xué)聯(lián)合攻關(guān)，成功設(shè)計出了新式鉬鐵破碎系統(tǒng)。新式破碎系統(tǒng)改變了原有的兩級破碎原理，改用一次性破碎，通過改良破碎機的角度和鄂板弧度的方式方法，減少鉬鐵粉末，提高鉬鐵成品率。3.5粉塵煙霧回收系統(tǒng)生產(chǎn)中造成鉬損失的主要途徑是煙氣帶走損失和爐渣損失，隨著環(huán)保要求，煙氣粉塵需回收凈化，煙氣中的鉬主要以氧化鉬粉塵的形式存在:爐渣中的鉬主要是以金屬顆粒的形式存在。一般采用大布袋除塵器回收冶煉煙氣中的含鉬粉塵，新工藝在這里基礎(chǔ)上增加了電除塵，高效回收粉塵煙霧，除此之外還安置吸收系統(tǒng)，用堿液吸收煙氣，到達(dá)環(huán)保要求排放。液爐渣中的鉬采用水選或磁選的方式方法來回收，在生產(chǎn)中要最大限度地把含鉬金屬顆粒從爐渣中沉降下來。4結(jié)束語在當(dāng)下保衛(wèi)環(huán)境作為國家基本國策的大環(huán)境下，企業(yè)要可持續(xù)發(fā)展，必須進(jìn)行合理規(guī)劃，防治污染，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，引進(jìn)低能耗、低污染的設(shè)備進(jìn)行工藝改造。鉬鐵行業(yè)通過新工藝、智能配料系統(tǒng)、冶煉自動化生產(chǎn)線和破碎系統(tǒng)的改良，簡化了生產(chǎn)工藝，降低了生產(chǎn)成本，在一定程度上提高了生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品質(zhì)量。實現(xiàn)鉬鐵冶煉的機械化、自動化，環(huán)保效果顯著，使鉬鐵冶煉技術(shù)邁上了新的臺階。以下為參考文獻(xiàn)[1]秋石．努力創(chuàng)始社會生態(tài)文明現(xiàn)代[J]．求是，2021(17):5-8.[2]烏紅緒，羅亞紅，唐軍利，等．硅鋁熱法冶煉鉬鐵爐料熱效應(yīng)的討論[J]．中國鉬業(yè)，2021,42