1. 概述

江銅貴溪冶煉廠一系統(tǒng)閃速爐熔煉有兩套銅精礦干燥系統(tǒng)，一套是一期工程從日本引進的三段式氣流干燥系統(tǒng)，干燥能力為140t/h，另一套是1999年從挪威引進的固定式蒸汽干燥系統(tǒng)，設(shè)計干燥能力為70t/h，可滿足年產(chǎn)30萬噸礦銅的需求，但是隨著國家環(huán)保要求的提高，以及江銅創(chuàng)建資源節(jié)約、環(huán)境友好型企業(yè)的需要，原有的兩套干燥系統(tǒng)其技術(shù)已趨落后，存在煙氣排放超標、能耗高、維護成本高，不符合國家環(huán)保和能源政策，具體情況如下：

1)原有氣流干燥系統(tǒng)以燃燒重油為熱能，不可避免地造成干燥煙囪中SO的排放超標，同時也會造成大量的銅精礦流失，無法達到2010年9月國家頒布了新的《銅、鎳、鈷工業(yè)污染物料排放標準》(GB25467-2010的)排放要求。

2)原有固定式蒸汽干燥機自投入運行以來，故障頻發(fā)、盤管磨損嚴重，長期在低負荷狀態(tài)下作業(yè)，目前干燥能力只有40t/h，達不到70t/h設(shè)計能力，維護成本居高不下。

3)一系統(tǒng)透平發(fā)電機原為過熱蒸汽發(fā)電機，已運行20余年，設(shè)備性能明顯下降，所需零部位采購困難，維護成本較高，加上余熱鍋爐產(chǎn)出的飽和蒸汽需要經(jīng)過過熱爐燃燒重油，加熱成過熱蒸汽后才可以透平發(fā)電，造成能耗上升，以及大量的SO的排放，產(chǎn)生環(huán)境污染。

為滿足國家環(huán)保排放要求，優(yōu)化工藝流程，達到節(jié)能、減排、降耗的目標，需要對原有的兩套銅精礦干燥系統(tǒng)進行改造。

2. 新工藝流程介紹

隨著技術(shù)的進步與發(fā)展，蒸汽干燥技術(shù)和飽和蒸汽發(fā)電技術(shù)已日趨成熟，本次改造方案力求先進、穩(wěn)妥和可靠，其主要內(nèi)容為：新建一臺220t/h的回旋式蒸汽干燥機系統(tǒng)，取代原有的氣流干燥和蒸汽干燥系統(tǒng)，同時將原有的過熱蒸汽發(fā)電機組改為飽和蒸汽發(fā)電機組。具體簡述如下：

銅精礦、石英砂、渣精礦按閃速爐入爐混合精礦成分的要求自動配比后，通過膠帶運輸機運輸至新建的蒸汽干燥系統(tǒng)。為進一步除去精礦中的雜物，配料工序配置了一臺電磁鐵和振動篩。為保證配料精度采用了計算機在線控制的自動配料系統(tǒng)。

新建的蒸汽干燥機處理能力為 220t/h，熱源來自于新建的飽和蒸汽發(fā)電機組，即閃速爐和轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐產(chǎn)出的飽和蒸汽先直接進入透平發(fā)電機組，從透平發(fā)電機組抽出1.3 MPa 背壓蒸汽作為蒸汽干燥機的熱源，將含水約 8.0~10%的混合銅精礦一步干燥到水分低于0.3%。干燥過程產(chǎn)生的煙氣，經(jīng)布袋收塵后，含塵濃度小于50mg/Nm3的煙氣由排風機引出后放空。

干燥后的混合銅精礦溫度約115℃，利用重力自流至干燥機尾部出料倉，由回轉(zhuǎn)閥將干礦連續(xù)均勻的帶入新建的干礦回旋篩(篩分能力為200t/h)內(nèi)，回旋篩進一步篩除干礦中的粗料(如鵝卵石、塊狀精礦)和稻草等，篩分后的粉礦通過溜槽流入到新建的空氣提升機系統(tǒng)(輸送能力為200t/h)，被垂直輸送到51米高的樓面，樓面的收塵系統(tǒng)包括擴散沉塵室，旋風收塵器和布袋收塵器，含塵煙氣經(jīng)布袋收塵后，由排風機排空。收集下來的干礦由溜槽流入到新建的風動溜槽系統(tǒng)(輸送能力為200t/h，輸送距離約為50米),最終干礦流入到閃速爐頂部的干礦倉內(nèi)。工藝流程見圖1。

圖1 銅精礦干燥及輸送工藝流程

3.試生產(chǎn)實踐

新建的蒸汽干燥系統(tǒng)于2013年5月投入試運行，一次性投產(chǎn)成功，可滿足閃速熔煉年產(chǎn)30萬噸礦銅的需求。主要運行參數(shù)見表1。

表1 蒸汽干燥機主要運行參數(shù)

在試生產(chǎn)過程中，蒸汽干燥機、空氣提升機和風動溜槽等系統(tǒng)運行比較正常，主要性能與技術(shù)參數(shù)均可以達到設(shè)計要求， 只有干礦回旋篩運行不太正常，主要表現(xiàn)在篩孔易堵塞，粗料返料溜槽內(nèi)夾帶著大量的粉礦，粉礦易泄漏，污染環(huán)境，這主要是回旋篩處理能力未達到設(shè)計值(設(shè)計篩分能力為200t/h，最大250t/h)，回旋篩篩孔采用了7*7mm的板孔。改進思路主要著眼于適當加大篩孔尺寸、改進篩孔的結(jié)構(gòu)和分布。

4.技術(shù)特點

本改造方案主要著眼于優(yōu)化工藝、節(jié)能減排，前期做了大量的調(diào)研和對比工作，包括廠房的選址與布局，干燥能力的選擇、物料輸送方式的選擇，最終形成了貴冶獨一無二的銅精礦干燥與輸送工藝。該方案技術(shù)成熟、可靠、先進，融入了許多技術(shù)創(chuàng)新點。

1)回旋式蒸汽干燥機處理能力為220t/h，為目前國際上正在運行的最大蒸汽干燥機;

2)蒸汽干燥系統(tǒng)取代氣流干燥系統(tǒng)，采用余熱鍋爐的蒸汽作為熱源，每年可減少原熱風爐重油消耗7700多噸，有利于減輕環(huán)境污染，充分利用能源;

3)用飽和蒸汽發(fā)電機取代現(xiàn)有的過熱蒸汽發(fā)電機，將余熱鍋爐產(chǎn)生的高壓飽和蒸汽(4.2Mpa)直接用于透平發(fā)電，然后將背壓排出的1.3Mpa飽和蒸氣用于銅精礦干燥，多余的蒸氣減壓后并入低壓管網(wǎng)，用于生產(chǎn)、生活。這樣余熱鍋爐產(chǎn)生的高壓飽和蒸汽就不需要過熱，原有的過熱器和再熱器可以拆除，每年可減少重油消耗6400多噸，同時余熱鍋爐產(chǎn)生的高壓飽和蒸汽優(yōu)先用于透平發(fā)電，實現(xiàn)能源利用的最大化。多余的蒸汽減壓后并入低壓管網(wǎng)，可以大大減少低壓鍋爐的用煤量，真正達到節(jié)能減排的目標。

4)把空氣提升機與風動溜槽系統(tǒng)組合起來，用于輸送干礦，在銅冶煉行業(yè)為首創(chuàng)。當前干礦輸送普遍采用正壓倉泵輸送，其輸送壓力達到了0.5MPa±，因銅精礦中混有熔劑石英沙，對管道和設(shè)備磨損非常嚴重，精礦容量出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象，帶來環(huán)境污染和銅精礦的流失。空氣提升機系統(tǒng)的輸送壓力為40KPa±，用于垂直輸送干礦，輸送高度達51米，風動溜槽內(nèi)的風壓為8.5KPa±，用于水平輸送干礦，輸送距離約50米，這樣的組合輸送物料方式雖然投資大，但由于輸送壓力特別小，磨損程度低，設(shè)備使用壽命非常長，日常維護和檢修成本極低，不容量出現(xiàn)銅精礦泄漏現(xiàn)象。

5)把回旋篩引用到干礦的篩分，此為銅冶煉行業(yè)首創(chuàng)。銅精礦經(jīng)蒸汽干燥機干燥后，通過回旋篩篩分后，再流入到空氣提升機和風動溜槽輸送系統(tǒng)，這樣可以避免大塊物料，如鵝卵石、塊狀精礦和稻草等雜物進入下道工序。貴冶熔煉二系統(tǒng)空氣提升機之前由于沒有配置干礦回旋篩，每二天就需要打開空氣提升機人孔，清理其內(nèi)部格柵上的蛇皮袋與鵝卵石等，清理一次最少費時30分鐘，降低了蒸汽干燥機作業(yè)率，同時清理空氣提升機時，粉礦外泄，污染環(huán)境，此外仍有一些蛇皮袋絲條與細鐵絲穿過空氣提升機格柵，進入精礦噴嘴，易造成精礦噴嘴分散錐堵塞，反應塔內(nèi)精礦偏流，影響閃速爐爐況，因而需要定期(一般為每小時一次)人工清理精礦噴嘴進料溜槽。配置干礦回旋篩后，可一并解決貴冶二系統(tǒng)出現(xiàn)的這些問題，可改善閃速爐的爐況。

5.結(jié)束語

銅精礦干燥與輸送技術(shù)在不斷地發(fā)展與完善，適應了閃速煉銅工藝對節(jié)能、減排和環(huán)境保護的要求，特別是蒸汽干燥工藝，與傳統(tǒng)的干燥工藝相比，在節(jié)能與環(huán)保方面有著明顯的優(yōu)越性，具有積極的推廣價值。