富氧冶金

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富氧燃烧技术简介

富氧燃烧技术简介
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富氧燃烧(OEC)技术综述及展望
3、富氧燃烧技术在工业锅炉上的应用情况 3.4 在中国的应用情况
1998年,我国中科院大连化物所在江苏阜宁化肥厂的 WGC20/3.82- 1型燃煤蒸汽锅炉安装了一台富氧膜法装置 进行助燃,通过检测部门的检测发现,富氧设备性能稳定, 炉膛温度提高90℃,平均节能大于11%,最高达16.2%。
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富氧燃烧(OEC)技术综述及展望
2、OEC对燃煤锅炉燃烧特性的影响
2.1 理论空气量
目前的锅炉理论空气计算是以空气中氧量20.93%作为前提的,在富氧条 件下,一般含氧量会升高到27%~30%。理论计算表明:当富氧空气中氧含 量到27%时,理论空气量减少到原来的78%。
2.2 过量空气系数
在富氧条件下,由于氧气浓度的升高,在其他条件相同的情况下,同样 的锅炉空气系数对于燃烧的作用不同,后者会激化燃烧过程,所以可以采用 较低的锅炉空气系数。
6.富氧燃烧技术在电站锅炉的发展展望 6.2 将在稳定燃烧、提高锅炉效率方面发挥重要 作用
富氧燃烧技术在点火阶段的应用只是该技术的初级阶 段,该技术完全可以在以下领域发挥更大的作用
(1)在锅炉低负荷稳燃方面 对于煤质较差而且煤源不稳定,煤的配比缺乏科学手 段造成燃烧不稳定的问题,也可以通过富氧局部助燃技术 得到弥补,满足稳定燃烧的要求。 如果将锅炉B、C、D某层或者某两层主燃烧器改造为 富氧燃烧器,将可以在锅炉燃烧不稳定时,起到快速稳燃 的作用。其投入稳燃的速度比等离子点火、微油点火都快 速得多。只需打开富氧燃烧器前的阀门即可稳燃。
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富氧燃烧(OEC)技术综述及展望
3、富氧燃烧技术在工业锅炉上的应用情况 3.4 在中国的应用情况
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富氧燃烧(OEC)技术综述及展望

富氧燃烧技术的应用现状分析

富氧燃烧技术的应用现状分析

(北京科技大学机械工程学院)1前言对于现代钢铁企业来说,资源、能源与环境问题已经成为制约其快速发展的瓶颈。

节能降耗、减少排放是企业科学技术进步和可持续发展的必然选择。

钢铁企业作为能源消耗与污染排放大户,更应节约资源,应对能源危机以及环境压力。

目前节能降耗的主要方法有富氧燃烧的应用、料坯热送热装、高温蓄热燃烧、连铸连轧CSP短流程、热工设备的优化控制、耐火材料性能改进等。

由于在节能和减排方面的优良性能,富氧或全氧燃烧技术越来越受到热工领域的青睐。

本文主要讨论富氧燃烧技术的应用。

2富氧燃烧/纯氧燃烧技术在钢铁行业的发展及应用在人类钢铁发展史中,从炼金术到现代钢铁,始终和能源消耗密不可分。

早期的炼钢过程完全依赖于燃料在空气中燃烧以维持所需的热量。

一方面需要燃料供热,耗费大量能源(近代随着燃料资源的减少,矛盾更加突出) ;另一方面又生成大量的烟气,对环境造成严重污染。

面对能源资源的减少及环境污染问题,未来的钢铁企业必须能够做到同时满足社会发展对钢铁材料的需求和人类对生存环境的质量要求。

钢铁企业富氧的应用便是最好的解决办法之一,该项技术已被认为是近半个世纪以来钢铁业界的四大发明之一。

尤其现今很多钢铁企业还存在着氧气放散的问题。

富氧在经济上的可行性分析为其工业应用创造了良好的条件。

1937年,富氧在底吹转炉炼钢(Bessemer)上的应用是世界上最早的富氧冶炼技术。

富氧技术应用的成功,促使富氧在有色冶金领域也得到重视。

富氧技术在工业上的早期研究与生产实践为其在冶金行业中大规模的生产应用建立了坚实的基础。

西方发达国家及前苏联早在70年代末就开始了富氧燃烧技术用于玻璃炉窑的研究,并在70年代末80 年代初取得了良好的效果。

同时,世界大多数国家如美国、英国、日本、俄罗斯、德国、法国、加拿大等均广泛推广和应用了富氧技术,应用范围越来越广。

在20世纪70~80年代一些小的高温炉如搪瓷熔块旋转炉为提高生产率开始使用纯氧燃烧,但在当时纯氧燃烧是不经济的。

关于炼铁工艺中富氧率的概念与计算

关于炼铁工艺中富氧率的概念与计算

《高炉喷吹煤粉知识问答》P197 《高炉喷煤技术》P81
富氧率 富氧量 风量 富氧量
5
《炼铁原理与工艺》P216 富氧率:单位体积风中含有的来自工业氧气的氧量。 1m3 鼓风中含氧量 V 氧为
X V氧 0.5 f X O 2 0.21 1 f O 2 b 0.21 0.21 0.29 f X O 2 1 b
7
此式应该是鼓风含氧量计算的通式。 式中第二项为鼓风湿度引起 的氧的增量(数量级 10-3);第三项为富氧引起的氧的增量(数量级 10-2) 。 高炉炼铁中所说的富氧率是指因富氧鼓风使鼓风中含氧量提高 的幅度,上式中的第三项就应是通常所说的“富氧率” ,这里用 f0 表 示,即
f 0 ( a 0.21) W
%
此式实则是 富氧率=(0.995-0.21)×W’ W’ 是每立方米鼓风中氧气数量。
2
《实用高炉炼铁技术》P441 富氧率的算式是 当氧气入口在冷风管道孔板前面时
(Q风 Q氧 ) (0.21 0.29 f ) Q氧 b 100 % B 0 . 21 Q 风
不考虑湿分时
B (b 0.21) Q氧 Q风 100
%
当氧气入口在冷风管道孔板后面时
Q风 (0.21 0.29 f ) Q氧 b 100 % B 0 . 21 Q Q 风 氧
3
《高炉炼铁工艺及计算》P409 鼓风含氧量 O2 (0.21 0.29 ) (1 ) O氧 m 3 / m 3 风 此式整理后得到 O2=0.21+0.29φ+( O 氧―0.21)×β+0.29φ×β 式中

常压富氧直接浸出炼锌

常压富氧直接浸出炼锌

常压富氧直接浸出炼锌若贵(中国恩菲工程技术, 100038)[摘要]硫化锌精矿常压富氧直接浸出是目前世界上锌冶炼的新工艺、新技术,它与传统炼辞比少了精矿焙烧和制酸系统,且锌总回收率高,操作环境优越,是进行环境综合治理、淘汰落后工艺、改善环境、节能减排、循环经济、提高经济效益的好途径。

[关键词]常压富氧直接浸出;氧压浸出;硫化锌精矿;针铁矿法沉铁;铟回收;DL反应器;高压釜;技术经济[中图分类号]TF813.032.1 [文献标识码]B[文章编号]1672-6103(2009)03-0012-041富氧直接浸出发展过程硫化锌精矿富氧直接浸出技术被普遍认为是锌冶炼的又一次重大技术突破,号称第三代炼锌技术。

富氧直接浸出工艺主要分为两大类;即富氧压力浸出(简称:氧压浸出)和常压富氧浸出。

常压直接浸出工艺简称:DL。

氧压浸出历史较早,工艺也较为成熟,早在上世纪八十年代初,世界上第一个工业化的锌加压浸出装置在加拿大科明科公司特雷尔锌厂试车投产。

后来为了增加产量,在特雷尔建成并投产了一个较大的新型高压釜。

1983年位于加拿大安大略省提明斯市的基德·克里克冶炼厂投产了第二个氧压浸出车间。

1991年第三个氧压浸出车间在德国鲁尔锌公司达特伦冶炼厂建成投产,该厂由于种种原因1994年就停止了氧压浸出车间的生产。

尽管该技术推广不是很快,随后还是有两个厂采用该技术,总之加拿大科明科公司成功运用富氧压力直接浸出工艺,并取得较好的效果,对锌冶炼富氧直接浸出从理论和实践的结合上都作出极大的贡献。

但由于高压釜设备、仪表、控制等原因,使该技术难于推广。

中国科学院化冶所等单位在吸取国外氧压浸出技术的基础上,也曾经花费很大精力开发高压釜,同时在永昌和西和两个锌冶炼厂进行了生产试验,其中冶金集团永昌冶炼厂已投入生产运行。

常压富氧直接浸出是OUTOTEC(原奥托昆普)公司近年来开发的新工艺,应该说常压浸出工艺是在氧压浸出基础上发展起来的新技术,它规避了氧压浸出高压釜设备制作要求高、操作控制难度大等问题,而且同样达到浸出回收率高的目的。

鼓风炉富氧熔炼炼铜

鼓风炉富氧熔炼炼铜
鼓风炉富氧熔炼炼铜 简介 ****公司位于**市,海拔约1700m,空气含氧量约16%(海平面空气 氧浓约21%,每升高350m,氧浓约降1%),现有5.8m2、4.1m2鼓风炉 两台,日处理 鼓风炉炼铜是一种古老的炼铜方法。铜炉料与熔剂、焦炭在鼓风炉 内熔炼产出铜锍(或粗铜)和炉渣的铜熔炼方法。铜炉料可以是混捏铜精 矿、铜精矿烧结块或其他含铜块料。密闭鼓风炉一般处理经混捏的铜精 矿料,而敞开式鼓风炉只能处理经过制团或烧结的块料。根据炉内不同 的气相成分,鼓风炉炼铜可分为氧化炼铜和还原炼铜。氧化炼铜用于处 理硫化矿,还原炼铜用于处理氧化矿或再生铜料。这种熔炼工艺简单, 床能力大,热效率高,渣含铜低,投资省,建设快;在20世纪30年代以 前一直是世界上主要的炼铜方法。在中国,20世纪50年代以前,这种方 法几乎是矿铜生产的唯一方法。传统的铜锍熔炼鼓风炉的炉顶是敞开式 的,只能处理烧结矿或块矿,所产烟气含二氧化硫浓度低,仅0.5%左 右,难以回收,造成烟害。为了克服传统鼓风炉的这种弊病,人们曾试 图通过制团的途径,使铜精矿中的硫保留下来,以集中到鼓风炉中进行 氧化,再加上炉顶采取密闭措施,使鼓风炉烟气中的SO2浓度达到能经 济而有效地回收的程度。在工业实践中,团矿偶然自燃后,出现块状硫 化物以及鼓风炉炉壁结块中也有硫化物等现象表明,铜精矿可在加压和 加热条件下发生固结作用。20世纪50年代初,日本四阪岛冶炼厂开发了 料封式密闭鼓风炉熔炼法即百田法,铜精矿只需加水混捏后即可直接加 入炉内,在炉气加热和料柱的压力作用下,固结成块,使熔炼得以顺利 进行。直接处理铜精矿,烟气含二氧化硫浓度达4%~6%,可用以制取 硫酸,减轻了烟气对环境的污染。60年代,苏联成功地采取了处理团矿 或块矿的料钟式密闭鼓风炉富氧自热熔炼工艺。同期,波兰有2座料钟 式密闭富氧熔炼鼓风炉投产。60年代中期,中国成功地进行了料封式密 闭鼓风炉工业试验后,相继用以改造敞开式鼓风炉,解决烟害问题。至 此中国的敞开式鼓风炉铜锍熔炼已全被料封式和料钟式密闭鼓风炉取 代。1986年中国铜陵有色金属公司在料封式密闭鼓风炉基础上采用团块 富氧熔炼。1993年设计建成了富春江冶炼厂料封式富氧熔炼密闭鼓风 炉。 原理 鼓风炉是一种具有垂直作业空下小型冶炼厂适应自己生产规模、原料 技术水平等条件,技术操作和技术控制方便易行,节约成本、经济适用 的较好方式。采用富氧熔炼,使密闭鼓风炉熔炼工艺在环境保护 日趋 严格的背景下,在山穷水尽的状况中得到了一线生机。 参考 郭先健《铜精矿富氧自热熔炼动态热平衡数学模型》 余楚蓉 《硫化矿鼓风炉富氧自热熔炼》 2006版《铜冶炼行业准入条件》 杜子瑞《关 于铜熔炼工艺改造的几点看法》

富氧侧吹熔池熔炼炉冶金炉窑热平衡的测定与计算

富氧侧吹熔池熔炼炉冶金炉窑热平衡的测定与计算

富氧侧吹熔池熔炼炉冶金炉窑热平衡的测定与计算富氧侧吹熔池熔炼炉冶金炉窑热平衡的测定与计算一、引言富氧侧吹熔池熔炼炉是炼钢过程中常用的设备,其热平衡的测定与计算对于炉冶金炉窑的操作和生产至关重要。

本文将对富氧侧吹熔池熔炼炉冶金炉窑热平衡的测定与计算进行深入探讨,并分享个人观点和理解。

二、富氧侧吹熔池熔炼炉的热平衡1. 热平衡的概念富氧侧吹熔池熔炼炉的热平衡是指在冶炼过程中炉内各部分热量的平衡状态。

熔炼炉内存在着多种热量的流动和转换,如化学热、辐射热、对流热等,而热平衡即是在这些热量之间达到平衡状态,确保炉内温度和热量的稳定。

2. 热平衡的测定与计算要准确测定和计算富氧侧吹熔池熔炼炉的热平衡,需要考虑炉内各部分的热量输入和输出。

首先是炉料和燃料的热量输入,其次是废气和废渣的热量输出,还需要考虑炉壁和炉底的热量损失等。

通过对这些因素的测定和计算,可以得出炉内热平衡的状态,有助于调整冶炼过程,提高炉窑热效率。

三、富氧侧吹熔池熔炼炉的热平衡测定方法1. 热量输入的测定炉料和燃料的热量输入是熔炼过程中最主要的能量来源,其测定是热平衡计算的关键。

可以通过测定燃料的热值和炉料的热容来计算其输入的热量,确保炉内能量充足,保证冶炼过程的稳定进行。

2. 热量输出的测定废气和废渣的热量输出是熔炼炉的热平衡中的重要组成部分。

通过测定废气和废渣的温度、流量等参数,可以计算其带走的热量,进而更好地控制炉内热平衡状态。

3. 热量损失的估算在熔炼炉的运行过程中,热量损失是不可避免的。

炉壁和炉底的散热、辐射热等都会导致热量的损失。

通过对炉壁和炉底的材料和结构进行分析,可以估算热量损失,从而更好地维持炉内热平衡。

四、热平衡的重要性及个人观点热平衡的合理测定和计算对于富氧侧吹熔池熔炼炉的生产和操作至关重要。

只有保持炉内的热平衡状态,才能确保熔炼过程的稳定性和高效性。

通过有效地测定和计算热平衡,可以更好地控制熔炼过程,提高冶金炉窑的生产效率和质量。

锌冶炼冶金计算的主要参数

锌冶炼冶金计算的主要参数

锌冶炼冶金计算的主要参数1、精矿干燥窑尾部出口烟气温度不宜小于120℃,干燥窑脱水强度宜为40kg /(m3·h)~90kg/(m3·h)。

2、流态化焙烧工序宜采下列参数:(1)焙烧温度宜为860℃~1050℃;(2)焙砂残硫[硫化物的硫(S MeS)]宜为0.2%~0.4%;(3)烟尘残硫[硫化物的硫(S MeS)]宜为0.6%~0.8%;(4)氧过剩系数宜为1.15~1.25。

3、焙砂浸出工序宜采用下列参数:(1)传统浸出宜符合下列要求:1)主要金属浸出率宜符合表6.3.3-1的规定;表6.3.3-1 主要金属浸出率2)中浸上清液含锌宜大于140g/L;3)浸出渣含锌宜为16%~22%,其中水溶锌宜为1%~4%。

(2)热酸浸出宜采用下列参数:主要金属浸出率宜符合表6.3.3-2的规定。

表6.3.3-2 主要金属浸出率4、净化工序宜采用下列参数:(1)锌粉加入量宜为置换铜(Cu)、镉(Cd)理论量的3倍~4倍;(2)净化后电解液含二价钴离子(Co2+)浓度宜小于1mg/L,含二价铜离子(C u2+)浓度宜小于0.2mg/L,含二价镉离子(Cd2+)浓度宜小于1mg/L。

5、锌电积废电解液含锌离子(Zn2+)宜为45g/L~55g/L,酸锌比(H2SO4:Zn 2+的质量比)宜为3.2~3.5。

6、熔铸宜采用感应电炉熔化锌片,锌直收率宜为97.0%~97.5%。

7、锌粉制造,锌直收率宜为92%~95%。

8、浸出渣干燥工序应采用下列参数:(1)干燥后浸出渣含水率应为12%~15%;(2)干燥窑脱水强度宜为70kg/(m3·h)~90kg/(m3·h)。

9、挥发窑挥发工序宜采用下列参数:(1)主要金属挥发率宜符合表6.3.9的规定;表6.3.9 主要金属挥发率(%)(2)焦率宜为50%;(3)氧化锌产出率宜为浸出干渣量的30%~35%;(4)窑渣率宜为浸出干渣量的60%~70%;(5)窑渣含锌宜小于2%,含铅宜小于1%。

烧结富氧的工艺研究

烧结富氧的工艺研究

烧结富氧的工艺研究谢增(重庆科技学院,重庆中国 401331)摘要:通过改变天然气流量和氧气过剩系数以及氧气和空气的配比,在实验室进行了一系列点火烧结试验研究,重点考查富氧对烧结点火的影响。

研究表明,富氧烧结点火能够降低烧结点火能耗和减少CO2的排放量,同时点火温度上升,烧结料层表面固体燃料的利用率提高,并可获得良好的烧结矿产量、质量指标。

当天然气流量为2 m3.h-1,点火时间为1.5 min,助燃风为50%氧气+50%空气(体积分数),氧气过剩系数为1.9的情况下,烧结点火能耗为30.32 MJ.m-2,点火烟气中氧的体积分数为14.28%,所获得的烧结矿成品率和转鼓强度分别为72.32%和65.30%。

与助燃风为空气,其它条件不变的情况比较,烟气中氧的体积分数提高了5.17%,烧结矿成品率和转鼓强度分别提高了10.59%和1.97%。

关键词: 烧结富氧工艺烧结工艺法是在烧结生产过程中,将含有一定浓度的空气吹入烧结机上方,通过增加空气中的氧含量,进行富氧烧结的连续性生产,达到提高烧结矿产质量,降低固体燃耗的目的。

一种新型的烧结工艺生产方法,能够提高料层厚度,改善烧结矿粒度组成,降低固体燃耗,促使硫的顺利脱除。

富氧烧结工艺法是有效提高烧结矿产质量的新工艺、新方法。

富氧能改善烧结矿强度和粒度组成,降低返矿率且有利于烧结过程脱硫。

富氧浓度为21%~23%时,烧结矿的物理化学性能及产量指标最好。

烧结是一种氧化和还原的物理化学反应过程,烧结过程中的气氛是影响烧结指标和烧结矿质量的重要因素之一。

为了获得高质量的烧结矿,并提高烧结矿的产量,降低烧结过程的消耗,进行了铁矿石富氧烧结的试验研究。

众所周知,铁酸钙是烧结矿中理想的粘结相,具有良好的强度和还原性。

而要形成以铁酸钙为粘结相的烧结矿需要一定的客观条件,生成针状铁酸钙的最佳条件为:①比较高的碱度(CaO/SiO2一1.8~2.2),只有在高碱度条件下,CaO与Fe2O3的结合力才能比CaO与SiO2的结合力强;②比较低的烧结温度(磁铁矿原料1230~1250℃,赤铁矿1250~1270℃);③较高的高温保持时间,约2—3min;④适宜的Al2O3含量,可以促进SFCA的生成;⑤良好的氧化气氛,促进氧化,有利于SFCA形成。

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富氧在冶金中的应用和发展①昆明冶金研究院徐凤琼2摘要阐述了富氧用于冶金的节能依据, 富氧技术在冶金中的应用和发展, 并对其现状与未来作了综述。

关键词能源消耗燃料富氧冶炼技术钢铁冶炼有色冶金Application and Development of Oxygen -Enriched Air in MetallurgyXU FengQiong(Kunming Metallurgy Research Institute , Kunming 650031)ABSTRACT The basis of energy -saving metallurgy with oxygen -enriched technique is described.Applica- tion and development history of this technique and its current situation and future in meta lurgy are reviewed .KEY WORDS energy-saving fuel consumption oxygen -enriched metallurgy iron and steel smelting nonferrous metallurgy1 前言在人类冶金发展史中,从炼金术到现代冶金,始终和能源消耗密不可分,冶金离不开燃料与空气。

早期的冶金过程完全依赖于燃料在自然的空气中燃烧以维持所需的热量。

由矿物中提取金属就在此状况下进行,从而为人类提供各种所需的金属材料,对人类文明作出了重要的贡献。

早期的冶金都是利用空气,火法冶金更是如此。

一方面需要燃料供热,耗费大量能源(近代随着燃料资源的减少,矛盾更加突出);另一方面又产出大量的燃烧炉气,有时炉气中含有价成分,如SO2、As2O3等,若不回收利用,其又对环境造成严重污染。

近代工业生产的环境污染遍及世界各地,充分说明了这一点。

面对能源资源的减少及环境污染,未来的冶金必须做出较大的技术改进,以同时满足社会发展对冶金材料的需求和人类对生存环境的质量要求。

冶金上富氧的应用便是一个最好的解决办法之一,该项技术已被认为是近半个世纪以来冶金界的四大发明之一〔1〕。

①1998—03—16收稿②昆明市6500312 富氧在冶金中的节能依据冶金过程中,特别是火法冶金,各高耗能单元过程如反射炉熔炼、鼓风炉熔炼、转炉吹炼等,其热平衡可表述如下:∑Q损=∑Q化+∑Q料-∑Q固产-∑Q气产-∑Q料温(1)∑Q料=∑Q料固+∑Q料气(2)∑Q料温=∑Q料气温+∑Q料固温(3)式中:∑Q损为熔炼或精炼的冶金单元过程热损失的总和,就一定环境及过程条件而言,可以认其为定数;∑Q化为燃料等可燃物质在燃烧时所释放的能量,在给定的单元过程中,其配料一定,因而也为定数;∑Q料为冶炼过程时各组分物料所带入的能量,∑Q固产、∑Q气产分别为冶炼过程固体产物及气体排放时所携带的能量,∑Q料温为所配物料包括固体物料和气体组分在冶炼升温时吸收的热量。

对一定的冶金单元过程,当配料固定,唯有气体组分的成分可变动时,式(1)和(2)、(3)中∑Q损、∑Q化、∑Q料固、∑Q固产、∑Q料固温等均为定数,将(2)、(3)式代入(1)式,则式(1)变为:∑Q料气-∑Q气产-∑Q料气温=-k-∑Q化(4)上式中k为>0的常数当采用富氧时,∑Q气产、∑Q料气、∑Q料气温因气体量减小而变小∑Q料气-∑Q气产-∑Q料气温减少,从而k+∑Q化减少,由于k为定数,∑Q化就必须减小以满足(4)式。

∑Q化的减小即燃料减少,能源消耗减少。

当烟气量减小后,冶金过程中产出的分散于气相中的物质其浓度相应增大。

这就有利于烟气治理,减少有害物质排放量,改善其对环境的污染〔2,3,4〕。

表1列出国内某厂在鼓风炉炼铜工艺中采用富氧前后的技术经济指标〔3〕,由这些数据可知,富氧用于冶金,明显降低能耗,充分利用矿物本身所携带的能源〔3,6〕,包括可燃烧的化学能和潜在热能,强化冶金过程,增大处理能力,提高烟气中组分的含量,有利于烟气处理,从而明显改善企业的经济效益〔6~9〕,并可间接地节省投资费用〔8〕。

表 1 鼓风炉炼铜采用富氧前后的指标对比Tab .1 Metallurgical contrast between copper blast smelting before and after usingoxygen -enriched air at a domestic plant3富氧在冶金中的应用现状空气含氧气20.95%,其余为N2。

只有氧气参与冶金过程,而N2气无任何有益的作用。

它的存在,一方面随烟气带走大量加热至高温的能源,增大了烟气的处理量,另一方面在炉型设计时必须考虑燃烧时N2的膨胀所占用的空间。

富氧的采用,即是提高助燃空气中氧的含量。

工业富氧含氧量为25%~99%。

一般将用于冶金的气体中之氧气含量为35%~80%的冶炼过程称为富氧冶炼〔10〕。

采用的富氧有的氧含量仅24%,而有的则高达90%以上,这都与冶金过程的特殊性有关。

如果采用的炉型结构好,冶炼矿物中可燃物如硫含量高,又采用高浓度富氧进行冶炼,则不配加任何燃料都会因燃烧热量过剩,使炉温升高,而无法维持正常的冶炼;反之冶炼炉型结构不好,热损耗大,即令采用高浓度富氧,冶炼过程能量依然不平衡,便需补充部分燃料方能维持正常冶炼。

合适的富氧浓度由工艺过程、炉型、矿物形态等所决定。

3.1富氧技术在冶金中应用的发展自从英国学者HerryBessemer发明了底吹转炉炼钢后,因能耗高,而令许多冶金学家致力于节能的研究。

20世纪20~30年代所进行的广泛研究证明富氧可以节能降耗。

人类从1895年就已经能由空气中制得富氧〔11〕,其浓度完全能满足冶金的要求。

富氧制备技术随冶金工业的发展,不断改进完善,其成本明显降低。

富氧冶金节能降耗所增利润,远比使用富氧所消耗能源的费用多得多,经济上的可行为其工业应用创造了良好的条件。

世界上第一个应用富氧冶炼技术的是在1937年于底吹转炉炼钢(Bessemer)上〔12〕。

由于其应用的成功,促使其在有色冶金领域也得到重视。

1933年Cominco开始于锌沸腾焙烧中进行富氧试验,并在1937年实现工业化应用。

1945年Inco首次在铜精矿熔炼时进行富氧试验研究;1951年日本Hi-tachi熔炼厂对富氧在转炉中的应用进行了试验研究。

同时,世界大规模的富氧顶吹炼钢转炉技术即LD技术在奥地利大获成功,有力地推动了富氧在冶金中的应用,详细情况见表2。

富氧技术在工业上的早期研究与生产实践为其在冶金中大规模的生产应用建立了坚实的基础。

70年代初,富氧在冶金中得到了广泛的应用,遍及炼钢、炼铁与铜、铅、锌、镍、钴、锡等的冶金。

世界大多数国家如美国、英国、日本、俄罗斯、德国、法国、加拿大等均广泛推广和应用了富氧技术,使用范围越来越广。

3.2 富氧在钢铁冶金中的应用现状目前世界富氧消耗中,钢铁占50%以上〔11〕,各大型炼铁(钢)厂基本上都采用富氧鼓风。

现代钢、铁联合企业中,没有例外地都自建有配套的氧气厂,富氧鼓风可以增大处理能力,降低热消耗水平,提高高炉煤气质量〔13〕。

炼钢过程中,由于炼钢方法不一样,富氧使用情况也不同。

对转炉或平炉炼钢法,采用富氧是30年代开始的重要技术革新,一直沿用至今,已是极成熟和普遍采用的工艺。

3.3富氧在有色冶金中的应用现状富氧在有色金属冶金中的应用及推广比钢铁冶金晚,这可能是因为有色金属的多品种及冶炼处理的复杂性所致。

有色冶金富氧的使用量占总富氧消耗量的6%以上〔14〕。

主要用于熔炼的各种炉型如熔池熔炼炉、反射炉、鼓风炉、闪速熔炼炉及吹炼转炉和精炼过程中的各种炉型(如精炼反射炉)中。

富氧技术按应用而言可分为二类,一类是与矿物中硫燃烧有关的过程即氧化熔炼等过程,另一类是火法冶金中配入燃料燃烧时采用富氧的燃烧炉应用及新型设计的燃烧炉应用。

对铜冶金,世界上已有60%以上的工厂采用了富氧技术。

目前新的技术有荷兰的Autokumpu闪速炉、加拿大的Horne熔炼厂采用的Noranda法、日本Naoschirma熔炼厂用的Mitsubishi法、前苏联Balhash厂中采用的ΠЖВ熔炼法、智利Caletones厂采用的改良转炉熔炼法(CMT)及中国的白银炼铜法〔15〕。

Inco式富氧熔炼法〔16〕是当今节能的新型富氧炼铜法,有逐渐取代传统炼铜方法的趋势。

传统的密闭鼓风炉虽然正在被取代,但在我国仍占有较大比重,正在进行技术改造〔17〕。

各炼铜企业现正为采用新的富氧熔炼技术而进行相应的改造和建设〔13,18,19〕。

炼铅易于炼铜,目前炼铅工业中已采用了比较新的技术。

QSL炼铅法及前苏联КИВЦИT炼铅法、艾萨熔炼法都已采用富氧技术〔11〕。

世界各国正在推广应用这些节能降耗的炼铅新方法。

含铅烟尘的处理中,富氧的使用显得更为重要,它明显节能降耗。

如瑞典Ronnskar 熔炼厂在TBRC炉上采用富氧炼铅〔11〕,即TBRC(卡尔多)法。

世界上60%以上的炼铅企业都采用了富氧技术〔11〕。

表 2 富氧技术在冶金中应用的发展过程Tab.2 Developmenthistory of the application of ox ygen -enriched technique in metallurgy锌冶金厂是最早采用富氧技术的有色冶金工厂,富氧最早应用于锌的沸腾焙烧。

目前锌冶炼主要采用焙烧浸出工艺流程,甚至全湿法流程。

而锌精矿的高压湿法浸出工艺早在1958年就开始应用了富氧〔11〕,80年代Cominco公司的特雷尔厂就采用了富氧浸出的全湿法工艺。

火法炼锌中喷射炼锌法,密闭鼓风炉等都使用了富氧。

目前在锌焙烧、锌渣挥发、锌烧结、锌鼓风炉熔炼中都采用了富氧〔18〕。

处理铅锌混和矿的ISP法也采用富氧技术。

Outokumpu闪速熔炼法是炼镍的常用火法工艺,已经采用富氧技术〔18〕,镍鼓风熔炼法也采用了富氧技术,目前世界上50%以上的镍是采用富氧技术冶炼得到的〔11〕。

总之,富氧技术应用于空气参与的冶金过程,具有明显的益处,在条件可行的工艺过程中都有采用富氧的必要。

4 富氧在冶金中应用展望冶金过程中,特别是火法冶金过程中,由于富氧技术具有节省能源,降低能耗,增大处理能力,降低生产成本,减少炉气量从而有利于炉气的处理等优点,传统的凡属空气参与的冶金过程都可能使用富氧,即在传统工艺中广泛采用富氧技术。

如烟化炉、贫化炉等冶金炉中均有希望采用富氧技术。

未来的火法冶金,即在铜、铅、锌、镍、锡、锑等等有色金属的火法冶金中,凡不采用富氧技术的工艺均将被陶汰。

5 结语(1)未来冶金,特别是火法冶金,富氧技术的广泛采用是大势所趋。

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